Циклическая прочность перлитных сталей в условиях упругопластического нагружения

Исследовано упругопластическое течение технологически распространенной перлитной стали при малоцикловом нагружении и повышенных температурах. Предложено уравнение состояния для определения накопленной деформации в зависимости от числа циклов, свойств материала и параметров нагружения....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2000
Hauptverfasser:	Калмыков, В.Л., Тихонов, А.П., Шиш, И.П.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України 2000
Schriftenreihe:	Проблемы прочности
Schlagworte:	Производственный раздел
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/46222
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Циклическая прочность перлитных сталей в условиях упругопластического нагружения / В.Л. Калмыков , А.П. Тихонов, И.П. Шиш // Проблемы прочности. — 2000. — № 3. — С. 133-137. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-46222
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-462222013-06-28T23:03:35Z Циклическая прочность перлитных сталей в условиях упругопластического нагружения Калмыков, В.Л. Тихонов, А.П. Шиш, И.П. Производственный раздел Исследовано упругопластическое течение технологически распространенной перлитной стали при малоцикловом нагружении и повышенных температурах. Предложено уравнение состояния для определения накопленной деформации в зависимости от числа циклов, свойств материала и параметров нагружения. Досліджено пружнопластичну текучість технологічно розповсюдженої пер- літної сталі за умови малоциклового навантаження та підвищених температур. Запропоновано рівняння стану для визначення накопиченої деформації в залежності від числа циклів, властивостей матеріалу та параметрів навантаження. We studied elastoplastic flow in a typical structural perlitic steel under conditions of low-cycle loading and elevated temperatures. We propose the governing equation linking the accumulated strain to the number of cycles, material properties and loading parameters. 2000 Article Циклическая прочность перлитных сталей в условиях упругопластического нагружения / В.Л. Калмыков , А.П. Тихонов, И.П. Шиш // Проблемы прочности. — 2000. — № 3. — С. 133-137. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0556-171X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/46222 539.43 ru Проблемы прочности Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Производственный раздел Производственный раздел
spellingShingle	Производственный раздел Производственный раздел Калмыков, В.Л. Тихонов, А.П. Шиш, И.П. Циклическая прочность перлитных сталей в условиях упругопластического нагружения Проблемы прочности
description	Исследовано упругопластическое течение технологически распространенной перлитной стали при малоцикловом нагружении и повышенных температурах. Предложено уравнение состояния для определения накопленной деформации в зависимости от числа циклов, свойств материала и параметров нагружения.
format	Article
author	Калмыков, В.Л. Тихонов, А.П. Шиш, И.П.
author_facet	Калмыков, В.Л. Тихонов, А.П. Шиш, И.П.
author_sort	Калмыков, В.Л.
title	Циклическая прочность перлитных сталей в условиях упругопластического нагружения
title_short	Циклическая прочность перлитных сталей в условиях упругопластического нагружения
title_full	Циклическая прочность перлитных сталей в условиях упругопластического нагружения
title_fullStr	Циклическая прочность перлитных сталей в условиях упругопластического нагружения
title_full_unstemmed	Циклическая прочность перлитных сталей в условиях упругопластического нагружения
title_sort	циклическая прочность перлитных сталей в условиях упругопластического нагружения
publisher	Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
publishDate	2000
topic_facet	Производственный раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/46222
citation_txt	Циклическая прочность перлитных сталей в условиях упругопластического нагружения / В.Л. Калмыков , А.П. Тихонов, И.П. Шиш // Проблемы прочности. — 2000. — № 3. — С. 133-137. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
series	Проблемы прочности
work_keys_str_mv	AT kalmykovvl cikličeskaâpročnostʹperlitnyhstalejvusloviâhuprugoplastičeskogonagruženiâ AT tihonovap cikličeskaâpročnostʹperlitnyhstalejvusloviâhuprugoplastičeskogonagruženiâ AT šišip cikličeskaâpročnostʹperlitnyhstalejvusloviâhuprugoplastičeskogonagruženiâ
first_indexed	2025-07-04T05:23:33Z
last_indexed	2025-07-04T05:23:33Z
_version_	1836692656490545152
fulltext	ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ УДК 539.43 Циклическая прочность перлитных сталей в условиях упруго пластического нагружения В. Л . К ал м ы к о в , А. П . Тихонов, И . П . Ш иш Славянский государственный педагогический институт, Славянск, Украина Исследовано упругопластическое течение технологически распространенной перлитной стали при малоцикловом нагружении и повышенных температурах. Предложено уравнение состояния для определения накопленной деформации в зависимости от числа циклов, свойств материала и параметров нагружения. Известно, что многие ответственные детали и узлы современной тех ники (диски и лопатки газовых и паровых турбин, корпусы, паропроводы и т.д.) работают в условиях повторных малоцикловых нагружений, связанных с влиянием нестационарности, плановых и внезапных остановок [1-5]. Это значит, что при деформировании в упругопластической области любая тео рия, даже при одноосном напряженном состоянии, должна отражать законо мерности упругопластического течения как в процессе нагружения, так и в промежуточных стадиях (последующая ползучесть, релаксация и т.д.). Ранее [6, 7] проведено достаточно широкое исследование деформации перлитных сталей при повышенных температурах, включающее указанные выше процессы, вплоть до разрушения материала. В настоящей работе при исследовании малоцикловой циклической прочности ограничивались наиболее распространенной схемой многократ ного нагружения до определенного предельного напряжения при различных скоростях деформирования с последующей разгрузкой. При этом число циклов ограничивалось возможностью достижения указанного предельного напряжения, т.е. участком упрочнения материала в упругопластической области. Это позволило, поскольку испытания проводились на машине с замкнутым кинематическим контуром [5], исключить влияние податливости на регистрируемую прочность, так как податливость машины проявляется частично при первом и последнем циклах нагружения. Во всех случаях величины деформаций, усилий и температуры испытания измеряли устрой ствами с одинаковой степенью точности (индикаторы часового типа ±0 ,01 мм, образцовый манометр ±0,01 МПа, что соответствовало нагрузке ± 2 0 Н, хромель-алюмелевые термопары) [6, 7]. На рис. 1-3 представлены экспериментальные кривые деформирования стали 12МХ при температуре 510оС и различных скоростях нагружения (перемещения захвата). С использованием экспериментальных кривых рас- © В. Л. КАЛМЫКОВ, А. П. ТИХОНОВ, И. П. ШИШ, 2000 0556-171Х. Проблемы прочности, 2000, N 3 133 В. Л. Калмыков, А. П. Тихонов, И. П. Шиш тяжения определяли характеристики деформации, входящие в общее урав нение состояния [8]: е = т е1 п ехр( ё о ) или в соответствии с [3] V = т е + 2 е ) ! п ехр(ё о ), (1) где V - скорость нагружения, %/ч; е, 2 е г- - текущая и предварительно накопленная деформация, %; а - истинное напряжение, МПа; ё , т , п - характеристики деформации материала, постоянные для заданной темпе ратуры. а , М Па 35 £,% Рис. 1. Экспериментальные (точки) и расчетные (сплошные линии) кривые деформирования стали 12МХ, а также предельное напряжение (штриховая линия) при Т = 510°С и а прл = 210 МПа, V =20,5 %/ч. Поскольку нагружение производилось до предельного условного напря жения а прл, истинное напряжение в указанный момент времени опреде лялось по зависимости [8] ................ " " (2)о = о Прл [1 + К е + 2 е і )], где к - фактор повреждаемости материала. На рис. 1-3 приведены также расчетные кривые, построенные согласно уравнению (1), преобразованному к виду о = 1п V + ( п — 1) 1п( е + і ) — 1п т (3) 134 0556-171Х. Проблемы прочности, 2000, № 3 Циклическая прочность перлитных сталей Рис. 2. Экспериментальные (точки) и расчетные (сплошные линии) кривые деформирования стали 12МХ, а также предельное напряжение (штриховая линия) при Т = 510°С и пр уел = 185 МПа, V =12,2 %/ч. а , М Па е,% Рис. 3. Экспериментальные (точки) и расчетные (сплошные линии) кривые деформирования стали 12МХ, а также предельное напряжение (штриховая линия) при Т = 510°С и пр уел = 209 МПа, V =24,6 %/ч. Характериетики деформации й , п и т определяли по извеетной методике [6-8] в оеновном по первому учаетку нагружения. При переечете иетинных напряжений в уеловные, и наоборот (2), находили фактор по- вреждаемоети материала к, который уточняли по веем экепериментальным кривым. Характериетики деформирования етали 12МХ при Т = 510°С та ковы: й = 0,47 МПа; п = 1,75; т = - 2,84; к = 0,02. ІББМ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2000, № 3 135 3. Л. Калмыков, А. П. Тихонов, И. П. Шиш Как видно, расчетные кривые достаточно хорошо совпадают с экспе риментальными по всем циклам нагружения, вплоть до разрушения, при различных параметрах деформирования. Это позволяет с помощью урав нения состояния (3) описать малоцикловое нагружение до фиксированных предельных напряжений (последний цикл деформирования, как указыва лось выше, не рассматривался). Отметим, что существенное влияние на число циклов оказывала ско рость нагружения, что свидетельствует о необходимости учета данного параметра в уравнении состояния. На рис. 4 изображены кривые циклической ползучести стали 12МХ при Т = 510°С в координатах общая величина накопленной деформации £ = [(£ + [ ) / 10 ] • 100 % - число циклов (N ц). Предложить некоторый сум марный деформационный критерий разрушения не представляется возмож ным, так как суммарная деформация функционально возрастает по мере увеличения числа циклов и при различных скоростях нагружения не может быть определена однозначной зависимостью. о 3 6 10 15 20 24 30 36 40 45 48 N ц , цикл Рис. 4. Экспериментальные (точки) и расчетные (сплошные линии) кривые циклической ползучести стали 12МХ при Т =510°С и различных параметрах деформирования: 1 - о ^ = 209 МПа, V =24,6 %/ч; 2 - о ^ = 185 МПа, V =12,2 %/ч; 3 - о ^ = 198 МПа, V =23,7 %/ч; 4 - о ^ = 190 МПа, V =14,0 % /ч; 5 - о ^ = 190 МПа, V =15,8 %/ч; 6 - о прл = 190 МПа, V =16,55 %/ч. В качестве первого приближения предлагается полуэмпирическая за висимость накопленной деформации от числа циклов, содержащая ранее определенные характеристики деформации в виде (4) где А - коэффициент соразмерности для стали 12МХ, А = 0 ,9_1,1 МПа. 136 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2000, № 3 Циклическая прочность перлитных сталей На рис. 4 в соответствии с уравнением (4) при А = 1 расчетные кривые построены в координатах е — N ц . Как видно, расчетные кривые достаточно хорошо совпадают с экспе риментальными в широком диапазоне циклов нагружения. Аналогичные результаты получены для стали 15Х1М1Ф при Т = 510оС [7]. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности использования уравнения (4) в практике расчетов циклической прочности перлитных сталей при повышенных температурах и малом числе циклов нагружения. Р е з ю м е Досліджено пружнопластичну текучість технологічно розповсюдженої пер- літної сталі за умови малоциклового навантаження та підвищених темпе ратур. Запропоновано рівняння стану для визначення накопиченої дефор мації в залежності від числа циклів, властивостей матеріалу та параметрів навантаження. 1. Б и р гер И. А., Д ем ьян уш ко И. В., Тем ис Ю . М . Расчет конструкций при циклическом нагружении // Тр. Всесоюз. симп. по малоцикловой уста лости при повышенных температурах. - Челябинск, 1974. - № 1. - 163 с. 2. Б о р зд ы к а А. М ., Г ец о в А. Б . Релаксация напряжений в металлах и сплавах. - М.: М еталлургия, 1971. - 304 с. 3. М осквит ин В. В . Пластичность при переменных нагружениях. - М.: Изд. МГУ, 1965. - 232 с. 4. Ш н ей дерови ч Р. М . Прочность при статическом и повторно-стати ческом нагружениях. - М.: М ашиностроение, 1968. - 343 с. 5. Ш рон Р. 3., Б елаш ов Ю . В., Н ахалов В. А., Б а р а з Р. X . Повреждения элементов энергетического оборудования, вызванные малоцикловой усталостью // Тр. Всесоюз. симп. по малоцикловой усталости при повыш енных температурах. - Челябинск, 1974. - № 1. - 163 с. 6. Тихонов А. П ., М ои сеен к о А. А., Ш ичко В. А . Релаксация напряжений с учетом одно- и многократных нагружений образца в упругопласти ческой области деформирования // Пробл. прочности. - 1988. - № 4. - С. 73 - 78. 7. Тихонов А. П ., М о и сеен к о А. А ., Ш ичко В. А . Влияние условий нагружений на характеристики прочности и пластичности перлитных сталей при повыш енных температурах // Там же. - № 6. - С. 99 - 102. 8. Л еп ин Г. Ф. Ползучесть металлов и критерии жаропрочности. - М.: Металлургия, 1976. - 343 с. Поступила 17. 03. 99 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2000, № 3 137

Циклическая прочность перлитных сталей в условиях упругопластического нагружения

Institution

Ähnliche Einträge