O mai bună adaptare la datele experimentale a fost demonstrată de o funcție a formularului
în cazul în care. - "coeficientul de rezistență" și indicele de întărire, constantele materialului în aceste condiții;
- deformarea plastică logaritmică;
- tensiunea condiționată, determinată de raportul dintre forța aplicată eșantionului și suprafața inițială a secțiunii transversale;
- deformarea plastică în direcția aplicării sarcinii sub tensiune uniaxală.
Pentru materialele plastice (tabelul 1)
Prin urmare, valoarea indicelui de întărire este calculată din formula
Cu exponentul cunoscut m0, coeficientul de rezistență K0 este determinat folosind expresia [2]
Dependența care aproximează curba deformării statice are forma
Curba de deformare statică este prezentată în formele grafice (figura 2) și tabelară (tabelul 9).
Folosind legea puterii de întărire a formei (1) pentru a descrie diagrama de deformare, este posibil să se determine adevărata rezistență la rupere
unde plasticitatea resurselor materialului.
Înlocuindu-ne datele din tabelul 1, definim
Tabelul 9. Dependența tensiunii reale la logaritmică
deformare plastică sub tensiune statică
aliaj HN73MBT (EI698)
3.2 Determinarea parametrilor curbei ciclice într-un ciclu simetric
Rezultatele testelor ciclice elastice sunt prezentate sub forma curbelor de oboseală de ciclu scăzut descrise de
- ecuația Morrow;
unde este amplitudinea de tensiune în ciclu;
- amplitudinea deformării plastice în ciclu;
- durabilitate - numărul de cicluri înainte de distrugere;
B. # 946; C. # 945; - Constante materiale.
Constant B. # 946; C. # 945; Aceste ecuații sunt determinate din rezultatele testării unui număr mare (cel puțin 10) din eșantioane, utilizând metoda "celor mai mici pătrate" în prelucrarea datelor.
Curbele de oboseală pot fi reprezentate sub forma ecuației Manson-Langer
Curbele de oboseală produc o curbă ciclică - dependența de starea stabilizată a materialului. Procesarea unei game largi de date experimentale a făcut posibilă stabilirea faptului că curba ciclică poate fi de asemenea aproximată printr-o lege privind puterea
în cazul în care. - Material constant.
Pentru a determina constantele. cu parametrii cunoscuți ai curbei de oboseală, este necesar să se exprime cantitatea din ecuația Manson-Coffin și să se substituie în ecuația Morrow:
Înlocuim datele din Tabelul 1 și obținem
Ecuația curbei de deformare ciclice într-un ciclu simetric pentru aliajul KhN73MBT (EI 698) are forma
Limita proporționalității pentru încărcarea ciclică poate fi determinată din formula
Limita proporționalității pentru un ciclu simetric
Curba ciclică în ciclul simetric este reprezentată în formele grafice (figura 3) și tabele (tabelul 10).
Tabelul 10. Dependența amplitudinii de tensiune pe amplitudine
deformarea plastică într-un ciclu simetric
Figura 3. Curba ciclică într-un ciclu simetric
3.3 Determinarea parametrilor curbei ciclice în ciclul de pulsație
Pentru încărcarea asimetrică "tare", ciclul de tensiune datorat relaxării ciclice de tensiune tinde să fie unul simetric. Se pot produce daune cvasi-statice deosebit de semnificative în condiții de încărcare asimetrică "moale", dacă amplitudinea este suficient de mare, comparabilă cu repartiția forței. atunci se poate produce acumularea de deformare pe o singură parte. care introduce daune statice suplimentare.
La valori mici, pagubele statice sunt nesemnificative, pot fi ignorate. În acest caz, parametrii ecuației Manson-Coffin dependente mai degrabă slab asupra coeficientului de asimetrie. în timp ce pentru parametrii ecuației Morrow () această dependență se dovedește a fi esențială. Acești parametri pot fi determinați utilizând diagrama de amplitudini limitative (diagrame Hey). Obținerea diagrama valori limită de amplitudine completă pentru un număr de durabilitate și structurale materiale de mii de mărci sunt sarcină foarte laborioase. În legătură cu această aproximare liniară folosind limitarea diagrama amplitudini (Kinasoshvili prin aproximare), care este prezentată în Figura 3. Eroarea aproximații Hay diagramă este întotdeauna în stoc.
Figura 4. Apropierea liniară a diagramei Hey
Următoarea notație este utilizată în figură:
- determină unghiul de înclinare a fasciculului de cicluri similare, pentru care;
- limita de oboseală (limitarea amplitudinii) într-un ciclu simetric;
- stresul final (corespunzător eșecului) pentru o singură extensie monotonă;
- limitarea amplitudinii într-un ciclu asimetric;
- tensiunea medie limitată într-un ciclu asimetric;
- o cantitate care determină panta amplitudinii limită a liniei care aproximează diagrama.
Diagrama Hey face posibilă determinarea amplitudinii unui ciclu cu un coeficient de asimetrie limitat pentru o anumită durată de viață
și tensiunea medie corespunzătoare.
Pentru ciclul de pulsatie (). avem
(Este limita de oboseală în ciclul de pulsație).
Apoi, ecuațiile curbelor de oboseală pentru ciclul de pulsație pot fi scrise sub formă
unde B. # 946; C. # 945; - constantele curbelor de oboseală într-un ciclu simetric;
Având în vedere două valori de durabilitate (de exemplu,.) Și cunoașterea constantelor materialelor B. # 946; C. # 945; (Tabelul 1), determinăm coeficienții BR = 0. R = 0 din ecuația (7):
Apoi găsim parametrii curbei ciclice pentru ciclul de pulsație
Obținem ecuația curbei de deformare ciclice în ciclul de pulsație pentru aliajul KhN73MBT (EI698)
Definiți limita de proporționalitate în ciclul de pulsație din ecuația (6)
Curba ciclică din ciclul de pulsare este reprezentată în formele grafice (figura 4) și tabele (tabelul 11).
Tabelul 11. Dependența amplitudinii de tensiune pe amplitudine
deformarea plastică în ciclul de pulsație
Curba ciclică pentru un ciclu simetric trece deasupra curbei statice de deformare în domeniul deformărilor plastice. care corespunde unei întăriri ciclice a materialului pe acest interval de deformare (Figura 5). Curba ciclică pentru ciclul de pulsație trece sub curba deformării statice, care corespunde unei curbări circulare pe întreaga gamă de deformare.
1 - curba deformării statice;
2 - curba ciclică într-un ciclu simetric;
3 - curba ciclică în ciclul de pulsație;
Figura 5. Comparația curbei statice de deformare cu curbele ciclice
Pentru amplitudini mici de deformare plastică (), raportul pentru ciclică curba de stres amplitudine ciclu simetric față de tensiunea la deformarea statică (gradul de întărire a materialului în ciclul simetric ciclic) este egal cu # 948; = 1,186, gradul de întărire ciclică pentru ciclul de pulsare este # 948; = 0,729. La amplitudinile mari ale deformării plastice (), gradul de întărire ciclică a materialului pentru o curbă ciclică într-un ciclu simetric # 948; = 1.327, pentru ciclul de pulsatie, gradul de intarire ciclica este # 948; = 0,737.
Se poate vedea din figura 5 că în procesul de încărcare ciclică acest material este înmuiat într-un ciclu simetric la amplitudini mici de tensiune. La amplitudinile mari ale deformării plastice, materialul este întărit fără stabilizare () într-un ciclu simetric. În ciclul de pulsație, materialul este înmuiat ciclic pe întreaga gamă de deformare.
4 DETERMINAREA TENSIUNII MAXIME CU CRITERII DE STRĂTĂȚIRE STATICĂ
Normele de calcul pentru rezistența centralelor atomice [1] se bazează pe estimări estimate pentru următoarele stări limitative:
1) distrugerea pe termen scurt (vâscoasă și fragilă);
2) eșec în fluaj la încărcare statică;
3) fluxul de plastic pe întreaga secțiune a piesei;
4) acumularea de tulpini de fluaj;
5) acumularea ciclică a deformării inelastice, care conduce la modelarea părții;
6) apariția macrocrafturilor sub sarcină ciclică;
7) pierderea stabilității elementelor comprimate.
- solicitările totale ale membranei; - eforturile medii de-a lungul secțiunii transversale;
- solicitări de membrană locală (solicitări medii în zone de efecte de margine);
- solicitări generale de flexură cauzate de efectele forței;
- solicitări locale de flexură;
- solicitări locale de temperatură;
- tensiune de compensare (efect cinematic), etc.
Calculul prin criteriul rezistenței statice se efectuează pentru următoarele cazuri de calcul:
1) NEA - condiții de funcționare normale:
2) NNUE - încălcarea condițiilor de funcționare normale:
3) UA - situații de urgență:
Tensiunea maximă admisă este determinată de condiție
aici este valoarea minimă a rezistenței la tracțiune la temperatura de proiectare;
- valoarea minimă a tensiunii la încovoiere la temperatura de proiectare;
- valoarea minimă a limitei de rezistență pe termen lung, care corespunde duratei proiectate calculate la temperatura de proiectare.
Valorile minime ale rezistențelor calculate sunt determinate din valorile medii ale acestor cantități și din coeficienții de variație, presupunând că distribuția valorilor caracteristicilor mecanice respectă legea normală.
Analizând datele din literatură, se poate concluziona că pentru oțelurile și aliajele structurale pot fi adoptate următoarele valori medii ale coeficienților de variație:
unde este abaterea standard a punctului de randament;
- devierea medie-pătrată a rezistenței la tracțiune;
Deoarece HN73MBT aliaj (EI698) la o temperatură dată, nu se manifestă fluaj semnificativă, rezistența ruptură în aceste condiții nu este o condiție de limitare. În consecință, în viitor, limita de rezistență pe termen lung nu este luată în considerare.
Pentru legea normală de distribuție, valoarea minimă a cantității cu probabilitatea 0.997 va fi egală cu
Cu valorile indicate ale coeficienților de variație, obținem
care permite determinarea valorii tensiunii admise.
Atunci când se evaluează rezistența statică a elementelor structurale în condiții normale de funcționare, condiția de rezistență în conformitate cu Normele are forma
unde este tensiunea medie transversală asociată cu forța normală N;
- tensiunea maximă de îndoire determinată de momentul de îndoire M;
- tensiunea cea mai mare și cea mai mică (luând în considerare semnul) într-o secțiune periculoasă.
Pentru a determina tensiunea admisă, folosim caracteristicile mecanice specificate ale aliajului KhN73MBT (EI698) (Tabelul 1). Prin formulele (10) definim u:
Din condiția de rezistență (9) definim stresul admis
Stresul la nivelul membranei și la încovoiere este determinat de următoarele formule:
Având în vedere că (Tabelul 2), determinăm stresul mediu al secțiunii transversale și tensiunea maximă de îndoire
Figura 6. Diagrame de distribuție a tensiunii pe înălțimea secțiunii nominale AB într-o tija plată cu o tranziție între secțiuni de la forța normală. moment de încovoiere și impact total
Să determinăm tensiunea maximă
Atunci când forța normală N și momentul de îndoire M ale elementului structural dat sunt încărcate simultan (Fig.6) din Normele calculelor de rezistență (11), tensiunile normale ating valoarea maximă la punctul A (). Tensiunile la punctul B sunt egale.
5 DETERMINAREA COEFICIENTULUI TEORETIC AL CONCENTRAȚIEI DE TENSIUNE
Unul dintre principalii factori care trebuie luați în considerare la calcularea rezistenței ciclice este concentrația de stres. Detaliile reale diferă de schema de proiectare și de eșantioane prin prezența diferitelor caracteristici geometrice și mecanice care pot determina creșterea stresului local (local). Numeroase studii experimentale și teoretice au arătat că în domeniul neomogenităților mecanice sau geometrice ale elementului structural apare o creștere locală (locală) a stresului. Această caracteristică a distribuției tensiunilor se numește concentrația de stres.
Indicatorul principal al solicitărilor locale este coeficientul teoretic al concentrației de tensiune (pentru îndoire, compresiune de tensiune, torsiune)
unde este cel mai mare stres local;
- tensiuni nominale, determinate fără a ține cont de concentrație.
Coeficientul de concentrație teoretică este determinat pentru un corp perfect elastic. Nu descrie pe deplin natura schimbării tensiunilor locale, ci caracterizează numai creșterea relativă a uneia dintre cele mai mari componente ale stării de stres.
Valoarea coeficientului de concentrație teoretică este determinată pentru elementele de bază, adesea întâlnite în practică, elemente structurale tipice. Datele privind valoarea sunt date sub formă de tabele și grafice din literatura de specialitate.
Tabelul 12. Valorile factorului teoretic de concentrare
Acționează o tijă plată cu o tranziție în jumătate între secțiuni într-un test de încovoiere
O construcție Element (Figura 1), folosind valorile coeficienților de concentrație teoretic de interpolare liniară (Tabelele 12, 13) definesc teoretic factorii de concentrare de stres la rapoartele date. (Tabelul 2) în tensiune și îndoire
Factorul total de concentrare a tensiunii în punctul periculos A pentru o tija plată cu o tranziție de alunecare între secțiuni în condițiile de întindere și îndoire simultană (Figura 1) poate fi reprezentat după cum urmează:
unde este tensiunea nominală maximă în zona de concentrare atunci când se îndoaie (fără a lua în considerare concentrația de tensiune);
- tensiunea nominală în zona de concentrare sub tensiune (fără a lua în considerare concentrația de tensiune);
. - coeficienții teoretici de concentrare a stresului pentru îndoire și tensiune;
Definiți tensiunile nominale la întindere și eforturile maxime nominale de îndoire din formulele (12) și (14), care sunt prezentate în figura 6
Înlocuindu-se expresiile (17) cu tensiunile nominale maxime sub tensiune și îndoire (18) și coeficienții teoretici de concentrare (16), obținem
Articole similare
-
Parametru - curbă - distribuție - enciclopedie mare de petrol și gaze, articol, pagina 1
-
Determinarea parametrilor deplasării bicicletei la măsurătorile de putere
Trimiteți-le prietenilor: