🗊Презентация Міцність при змінних навантаженнях. (Лекція 1)

МІЦНІСТЬ ПРИ ЗМІННИХ НАВАНТАЖЕННЯХ Лекція 1. проф. Шукаєв С.М. Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут” 2014 р.

ЗАГАЛЬНА ІНФОРМАЦІЯ Лектор: проф. Шукаєв Сергій Миколайович

Зміст лекції Вступ Історичний нарис Поняття про багатоциклову і малоциклову втому Повна крива втоми

Вступ Втомне руйнування навколо нас

Вступ , продовження

Вступ, продовження Більшість оглядів з втоми матеріалів починається з дослідження Вільгельма Августа Юліуса Альберта – німецького гірничого адміністратора, що працював у гірському районі Грац, середня Німеччина. Результати дослідження були опубліковані у 1829 році. Альберт вивчав причини виходу з ладу підйомних машин у гірничій промисловості. В своєму досліджені описав нездатність металевих шахтних ланцюгів опиратися впливу змінних малих навантажень.

Вступ, продовження Термін «втома» було вперше введено у 1839 році французьким вченим Ж.-В. Понселе, який виявив зниження міцності сталевих конструкцій під дією циклічних напружень.

Вступ, продовження

Вступ, продовження

Вступ, продовження

Вступ, продовження

Вступ, продовження

Вступ, продовження

Вступ, продовження

Вступ, продовження

Поняття про багатоциклову і малоциклову втому Поняття втоми охоплює дві області циклічного навантажування і деформування, які різко відрізняються одна від одної, в кожній з яких руйнування є наслідком дії різних фізичних механізмів. У зв’язку з цим розрізняють багатоциклову і малоциклову втому. Під багатоцикловою втомою розуміють втому матеріалу, за якої втомне пошкоджування і руйнування відбуваються без помітного накопичення деформацій (головним чином за пружної деформації). Малоциклова втома – це втома матеріалу, за якої втомне пошкоджування і руйнування відбуваються в основному під час пружнопластичного деформування. УВАГА! Принциповою відмінністю малоциклової втоми від багатоциклової є наявність пластичних деформацій у кожному циклі деформування.

Повна крива втоми

Повна крива втоми, продовження Для різних металів і умов навантажування величина цих областей за кількістю циклів та інтервалами напруження можуть бути різними, але загальна форма кривої зберігається. На ділянці I, де напруження близькі до границі міцності, руйнування відбувається в результаті направленого пластичного деформування до величини граничної пластичної деформації досліджуваного матеріалу при статичному навантажуванні. Такий вид руйнування називається квазістатичним.

Повна крива втоми, продовження На ділянках II і III руйнування відбувається внаслідок виникнення і розвитку втомної тріщини. При руйнуванні чітко виділяють дві частини у поперечному перерізі зразка. Ці частини розрізняються за зовнішнім виглядом: Частина А має тонковолокнисту будову і відповідає області розвитку втомної тріщини; Частина Б має крупнозернисту будову і мало чим відрізняється від поверхні крихкого зламу. Це, так звана, зона долому, що виникає на завершальній стадії руйнування через нестачу міцності.

Повна крива втоми, продовження Область квазістатичного руйнування може складатись як з десятків, так і тисячі циклів. Область малоциклової втоми має орієнтовний діапазон від 5102 циклів до 104 циклів. Область багатоциклової втоми поширюється на довговічності, що перевищують 104 циклів. Межа між мало- і багатоцикловою втомою є умовною і визначається головним чином мірою непружності матеріалу в циклі навантажування і наявною пластичністю матеріалу. Для високопластичних сплавів перехідна зона зміщується в бік більших довговічностей, для крихких – в бік менших.

Повна крива втоми, продовження На повній кривій втоми вирізняють два типи розривів: 1-ий: рв - напруження верхнього розриву, уявляє собою границю між квазістатичною і малоцикловою ділянками кривої втоми. 2-ий: рн - напруження нижнього розриву, яке відповідає границі між кривими малоциклової та багатоциклової втоми. Відповідні ділянки повної кривої втоми в цих точках можуть не збігатися, тобто маємо розриви.