Способ определения поврежденности материала при ползучести

 

Изобретение хасается усталостных испытаний материалов и элементов конструкций . Целью изобретения является повышение точности определения поврежденности материала при ползучести за счет учета влияния кинетики поврежденности При испытаниях партию образцов нагружают постоянной во времени нагрузкой, выдерживают до разрушения измеряют время разрушения для нескольких фиксированных уровней напряжений и по соотношению временных характеристик напряженного состояния судят о длительной поврежденности материала После этого дополнительный образец , идентичный образцам партии, подвергают мгновенному растяжению, измеряют мгновенную деформацию и деформацию, соответствующую пределу прочности, определяют интегральный параметр, учитывающий мгновенное повреждение материала, и зависимость кинетики поврежденности от напряжений , вплоть до момента разрушения Суммарную повреждаемость материала определяют с учетом длительной и мгновенной повреждаемостей 4 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 N 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (:)

4

Ql

ОО о (21) 4677314/28 (22) 01.02,89 (46) 07,04.91. Бюл. Иг 13 (71) Институт механики АН УССР (72) В,П.Голуб, А,В.Романов и Е.А.Пантелеев (53) 620.178 (088.8) (56) Качанов Л.М, О времени разрушения в условиях ползучести. — Изв. АН СССР, ОТН, hh.88, 1958, с.26-31, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОСТИ МАТЕРИАЛА ПРИ ПОЛЗУЧЕСТИ (57) Изобретение касается усталостных испытаний материалов и элементов конструкций. Целью изобретения является повышение точности определения повреждвнности материала при ползучести за счет учетна влияния кинетики поврежденности.

Изобретение касается испытаний на ползучесть и длительную прочность материалов и элементов конструкций.

Целью изобретения является повышение точности определения поврежден ности материала при ползучести за счет учета влияния напряжений на кинетику поврежденности.

На фиг. 1 приведена диаграмма мгновенного растяжения; на фиг. 2 — кинетическая зависимость поврежденности; на фиг. 3— зависимости накопления повреждений; на фиг. 4 — результаты сопоставления с экспериментом расчетов долговечности при двухступенчатом нагружении.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Партию образцов из исследуемого материала поочередно закрепляют в захватах испытательной машины, нагревают, нагру„„. Ж„„1640586 А1

При испытаниях партию образцов нагружают постоянной во времени нагрузкой, выдерживают до разрушения. измеряют время разрушения для нескольких фиксированных уровней напряжений и по соотношению временных характеристик напряженного состояния судят о длительной поврежденности материала. После этого дополнительный образец, идентичный образцам партии, подвергают мгновенному растяжению, измеряют мгновенную деформацию и деформацию, со ответствующую пределу прочности, определяют интегральный параметр, учитывающий мгновенное повреждение материала. и зависимость кинетики поврежденности от напряжений, вплоть до момента разрушения.

Суммарную повреждаемость материала определяют с учетом длительной и MIHoBCH ной повреждаемостей, 4 ил. жают постоянной so времени нагрузкой г . выдерживают до разрушения и измеряют время разрушения !в (п; ) для нескольких фиксированных уровней напряжений (i =

1;и). Полученные результаты испытаний на длительную прочность аппроксимируют прямой в логарифмической системе координат и определяют параметр m — угол наклона этой прямой к оси IgtR и, используя значение m; находят величину длительной поврежденности. Дополнительно образец материала подвергают мгновенному растяжению, замеряют мгновенную деформацию

Eg, соответствующую напряжению о, замеряют деформацию к,, соответствующую пределу прочности, и Ilo зависимости

Я!

А(п) =

1640586 ев Ев

f р(е)бе — f (р(е) — о) е (1)

jap(e) de о определяют величину А(о ) мгновенной работы, совершаемой напряжением о на деформации е, . Здесь S> и $г — площади участков под диаграммой мгновенного растяжения (фиг, 1).

Из условий баланса мгновенной и временной поврежден ности

J ra () d () +A (d ) = 1 (2) (фиг, 2) с учетом уравнения

1 (3) накопления повреждений определяют значение интегрального параметра Q(o ) учитывающего величину мгновенного повреждения материала от прилагаемой нагрузки

И(о) — — (2 — m ) (4)

1 — А (o)

Из соотношений (3) и (4) находят величину в поврежденности, накопленной в материале за время t под действием напряжения о, При переходе с меньшего напряжения на большее суммарная долговечность будет меньше единицы (фиг. 3), при переходе с большего напряжения на меньшее суммарная долговечность становится больше единицы, что свидетельствует о зависимости накопления повреждений от предыстории нагружения.

При реализации .способа испытания проводились при температуре 750 С на образцах, изготовленных из сплава ЭИ437Б.

Реализованы две программы ступенчатого изменения нагрузок (фиг. 4): с догрузкой (300 — 400 МПа) и частичной разгрузкой (400 "300 МПа), Использование предлагаемого способа

5 позволяет повысить точность оценки поврежденности в условиях ползучести как при стационарном. так и не стационарном режимах нагружения. и на этой основе рассчитать деформации ползучести с учетом

10 третьей стадии, когда имеет место интенсивное накопление повреждений и изменение напряжений.

Формула изобретения

Способ определения поврежденности

15 материала при ползучести, заключающийся в том, что нагружают поочередно партию образцов до разрушения изменяющимися от образца к образцу. но постоянными во времени нагрузками, измеряют для каждого

20 образца напряжение в момент разрушения и время от начала нагружения до его разрушения и по соотношению временных характеристик напряженного состояния судят о длительной.поврежденности материала, о т25 личающийся тем,что,сцельюповышения точности за счет учета влияния напряжений на кинетику поврежденности, дополнительный образец, идентичный образцам партии, подвергают, мгновенному

30 растяжению, измеряют мгновенную деформацию., соответствующую напряжению мгновенного растяжения, и деформацию, соответствующую пределу прочности, определяют мгновенную поврежденность, в ка35 честве которой используют величину мгновенной работы, совершаемой напряжением мгновенного растяжения на деформации, соответствующей пределу прочности, и, сопоставляя величины мгновенной и дли40 тельной поврежденностей, судят о поврежденности материала.

1640586

0,6

О,/г

ОГ

О 0,2 04 об а,s i,î f,2 ч иг. 5

Составитель В.Вознесенский

Редактор Т.Зубкова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ

Заказ 1262 Тираж 399 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Об Ц

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101