Об одном методе определения долговечности при непропорциональном малоцикловом нагружении

Рассматривается метод оценки долговечности при многоосном непропорциональном малоцикловом нагружении, основанный на концепции эквивалентных деформаций. Размах эквивалентной деформации является функцией только траектории деформаций и имеет постоянную, которая зависит от дополнительного упрочнения...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2001
Hauptverfasser:	Шукаев, С.Н., Оксиюк, С.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України 2001
Schriftenreihe:	Проблемы прочности
Schlagworte:	Научно-технический раздел
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/46594
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:	Об одном методе определения долговечности при непропорциональном малоцикловом нагружении / С.Н. Шукаев, С.В. Оксиюк // Проблемы прочности. — 2001. — № 3. — С. 71-79. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-46594
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-465942013-08-31T15:32:24Z Об одном методе определения долговечности при непропорциональном малоцикловом нагружении Шукаев, С.Н. Оксиюк, С.В. Научно-технический раздел Рассматривается метод оценки долговечности при многоосном непропорциональном малоцикловом нагружении, основанный на концепции эквивалентных деформаций. Размах эквивалентной деформации является функцией только траектории деформаций и имеет постоянную, которая зависит от дополнительного упрочнения материала при непропорциональном нагружении. Предложен новый параметр материала, который универсален в случае применения к материалам как с малым, так и с большим дополнительным упрочнением. В его основу положена работа пластических деформаций за цикл. Параметр материала хорошо согласуется с результатами испытаний нержавеющей стали 08Х18Н10Т и титанового сплава ВТ9 при непропорциональном малоцикловом нагружении. Розглянуто метод оцінки довговічності при багатовісному непропорційному малоцикловому навантаженні. Метод грунтується на концепції еквівалентних деформацій. Розмах еквівалентної деформації є функцією тільки траєкторії деформації і має сталу, яка залежить від додаткового зміцнення мате- ріалу при непропорційному навантаженні. Запропоновано новий параметр матеріалу, який є універсальним при застосуванні до матеріалів як із малим, так і з великим додатковим зміцненням. В його основу покладено роботу пластичних деформацій за цикл. Параметр матеріалу добре корелює з результатами випробувань нержавіючої сталі 08Х18Н10Т та титанового сплаву ВТ9 при непропорційному малоцикловому навантаженні. We present a method of estimating the multiaxial low-cycle fatigue life under nonproportional loading, which is based on the equivalent strain concept. An equivalent strain range is a function of a single argument - the strain path, with a material constant related to the additional hardening of the material under nonproportional loading conditions. We propose a new material parameter that is universally applicable to the materials with small and large additional hardening. This approach is based on the plastic strain work per cycle. The proposed material parameter gives a good correlation with durability of stainless steel 08Kh18N10T and titanium alloy VT9 under nonproportional lowcycle loading conditions. 2001 Article Об одном методе определения долговечности при непропорциональном малоцикловом нагружении / С.Н. Шукаев, С.В. Оксиюк // Проблемы прочности. — 2001. — № 3. — С. 71-79. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 0556-171X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/46594 539.376 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	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Шукаев, С.Н. Оксиюк, С.В. Об одном методе определения долговечности при непропорциональном малоцикловом нагружении Проблемы прочности
description	Рассматривается метод оценки долговечности при многоосном непропорциональном малоцикловом нагружении, основанный на концепции эквивалентных деформаций. Размах эквивалентной деформации является функцией только траектории деформаций и имеет постоянную, которая зависит от дополнительного упрочнения материала при непропорциональном нагружении. Предложен новый параметр материала, который универсален в случае применения к материалам как с малым, так и с большим дополнительным упрочнением. В его основу положена работа пластических деформаций за цикл. Параметр материала хорошо согласуется с результатами испытаний нержавеющей стали 08Х18Н10Т и титанового сплава ВТ9 при непропорциональном малоцикловом нагружении.
format	Article
author	Шукаев, С.Н. Оксиюк, С.В.
author_facet	Шукаев, С.Н. Оксиюк, С.В.
author_sort	Шукаев, С.Н.
title	Об одном методе определения долговечности при непропорциональном малоцикловом нагружении
title_short	Об одном методе определения долговечности при непропорциональном малоцикловом нагружении
title_full	Об одном методе определения долговечности при непропорциональном малоцикловом нагружении
title_fullStr	Об одном методе определения долговечности при непропорциональном малоцикловом нагружении
title_full_unstemmed	Об одном методе определения долговечности при непропорциональном малоцикловом нагружении
title_sort	об одном методе определения долговечности при непропорциональном малоцикловом нагружении
publisher	Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
publishDate	2001
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/46594
citation_txt	Об одном методе определения долговечности при непропорциональном малоцикловом нагружении / С.Н. Шукаев, С.В. Оксиюк // Проблемы прочности. — 2001. — № 3. — С. 71-79. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.
series	Проблемы прочности
work_keys_str_mv	AT šukaevsn obodnommetodeopredeleniâdolgovečnostiprineproporcionalʹnommalociklovomnagruženii AT oksiûksv obodnommetodeopredeleniâdolgovečnostiprineproporcionalʹnommalociklovomnagruženii
first_indexed	2025-07-04T05:57:42Z
last_indexed	2025-07-04T05:57:42Z
_version_	1836694804858142720
fulltext	УДК 539.376 Об одном методе определения долговечности при непропорци ональном малоцикловом нагружении С. Н. Ш укаев, С. В. О ксию к Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, Украина Рассматривается метод оценки долговечности при многоосном непропорциональном мало цикловом нагружении, основанный на концепции эквивалентных деформаций. Размах экви валентной деформации является функцией только траектории деформаций и имеет посто янную, которая зависит от дополнительного упрочнения материала при непропорциональ ном нагружении. Предложен новый параметр материала, который универсален в случае применения к материалам как с малым, так и с большим дополнительным упрочнением. В его основу положена работа пластических деформаций за цикл. Параметр материала хорошо согласуется с результатами испытаний нержавеющей стали 08Х18Н10Т и тита нового сплава ВТ9 при непропорциональном малоцикловом нагружении. Введение. Оценка циклической прочности материала в условиях много осного напряженного состояния производится, как правило, в соответствии с принципом эквивалентности. Согласно последнему, мера повреждения двух элементов конструкций - равная, если для моментов нагружения, которые сравниваются, они имеют одинаковый запас по долговечности или прочности. Тогда, при наличии соответствующего условия эквивалентности, можно произвольное сложное напряженное состояние привести к эквива лентному (обычно линейному) напряженному состоянию. Оценка долговечности осуществляется по следующей схеме. Сначала, на основании принятой теории предельных состояний, определяют размах эквивалентного напряжения либо эквивалентной деформации (в некоторых случаях используют параметры смешанного типа, например работа на плас тических деформациях за цикл), затем данный параметр подставляют в соответствующее уравнение кривой усталости для одноосного напряжен ного состояния. Как правило, используют условия эквивалентности, явля ющиеся результатом обобщения классических теорий статической прочно сти, которые не учитывают истории нагружения. Ранее [1 ,2] показано, что оценка долговечности по вышеприведенной схеме хорошо согласуется с результатами экспериментальных исследований малоцикловой усталости различных металлических сплавов только для режимов пропорционального нагружения, в то время как для непропорционального малоциклового нагру жения подобные эквивалентные параметры неприменимы. Исследования последних десятилетий в области малоциклового непро порционального нагружения позволили авторам работы [3] предложить до статочно простой метод определения эквивалентных деформаций при не пропорциональном малоцикловом нагружении. Они пришли к заключению, что эквивалентную деформацию, соответствующую стабилизированному циклу непропорционального нагружения, можно представить как функцию двух параметров: параметра непропорциональности, зависящего только от © С. Н. ШУКАЕВ, С. В. ОКСИЮК, 2001 ТХОТ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2001, N 3 71 С. Н. Шукаев, С. В. Оксиюк формы траектории деформирования, и постоянной материала, характери зующей чувствительность материала к такому фактору, как непропорцио нальность нагружения. Цель настоящей работы состояла в выяснении применимости данного подхода к оценке долговечности металлических сплавов, обладающих раз личной чувствительностью к непропорциональности нагружения. Анализ результатов некоторых экспериментальны х исследований. Интенсивные экспериментальные исследования, проведенные в последние 20 лет, позволили обнаружить существенные отличия в поведении матери алов, подвергаемых пропорциональному и непропорциональному повторно переменному нагружению. Так, установлено, что при сложном циклическом деформировании некоторые металлические сплавы и чистые металлы (на пример, нержавеющие стали и медь) упрочняются значительно больше, чем при простом (эффект дополнительного упрочнения). При этом упрочнение тем больше, чем больше процесс нагружения отличается от простого. В условиях одинаковой амплитуды эквивалентной деформации различие между максимальными напряжениями в цикле может достигать 1,5...3 раза. Увеличение напряжений в цикле приводит к уменьшению долговечности, в некоторых случаях на порядок и выше [4, 5], что для ответственных кон струкций может иметь катастрофические последствия. В связи с этим активизировались работы по изучению влияния гео метрии цикла на деформационное упрочнение материалов. Один из предло женных подходов предусматривает использование так называемого пара метра непропорциональности процесса нагружения. Впервые такой пара метр предложил Макдауэлл сначала относительно тензора скоростей дефор маций [6 ], а затем относительно тензора пластических деформаций [7]. После его работ идея об определении меры, отражающей влияние непро порциональности нагружения на процессы деформационного упрочнения материалов, разрабатывалась многими исследователями. Предложено ряд иных подходов к построению параметра непропорциональности. Однако, как свидетельствует анализ [8 ] работ, посвященных этому вопросу, в насто ящее время не существует единого мнения о наиболее оптимальной струк туре данного параметра. Известные исследования свидетельствуют о том, что степень допол нительного упрочнения зависит не только от геометрии траектории нагру жения, но и от типа материала. Так, в [9] показано, что в образцах из алюминиевого сплава 6061-Т6 как пропорциональное, так и непропорци ональное циклическое нагружение вызывает одинаковое деформационное упрочнение. Авторы работы [10] изучали вопрос о существовании зави симости между микроструктурой материала и процессом дополнительного циклического упрочнения. Объектом исследования служили алюминиевый сплав А1 1100, чистая медь, нержавеющие стали 304 и 310, т.е. материалы, у которых под действием пропорционального нагружения развиваются раз ные типы дислокационного скольжения. Эксперименты показали, что в алюминиевом сплаве дополнительное упрочнение практически отсутствует, для меди оно составляет 30%, а для нержавеющих сталей - 50%. Анало гичные результаты получены и в других работах. 72 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2001, № 3 Об одном методе определения долговечности Общ ая структура расчетны х зависимостей. Основываясь на том, что небольшое дополнительное упрочнение не оказывает почти никакого влия ния на долговечность при непропорциональной малоцикловой усталости, а значительное дополнительное упрочнение приводит к существенному уменьшению усталостной долговечности, авторы работы [3] предложили включить в выражение для эквивалентного размаха деформации Ае мр при непропорциональном малоцикловом нагружении постоянную материала, ха рактеризующую величину дополнительного упрочнения: Ае № = (1+ а / х р )Ае1, (1) где а - постоянная материала, зависящая от величины дополнительного упрочнения; / м р - параметр непропорциональности процесса нагружения, отражающий сложность траектории деформирования; Ае: - максимальный размах главной деформации. Отличительной особенностью предложенного [3] параметра непропор циональности является то, что он основывается только на истории изме нения главных деформаций: к Тг / мр = Т -------Л (18Ш^ ( г ) \|е 1( г ))Л , (2 ) Те1тах о где е : ( г) - максимальная абсолютная величина главной деформации в мо мент времени г, которая определяется из уравнения е ( г) = \| 1е1(г )1 при 1е1(г )1 - М 0 \|; е1 11ез ( г^ при 1е1( г ̂< ез ( г); (3) £i(t), £3 ( t) - максимальное и минимальное значения главных деформаций в момент времени t; £jmax - максимальное значение £j(t); T - продолжи тельность цикла; £ ( t ) - угол между направлениями £Imax и £: ( t ); к = п / 2 - постоянная, необходимая для приведения значения f Np к единице при деформировании по круговой траектории. В условиях пропорционального нагружения f Np = 0. Постоянная материала а определяется из соотношения о s (1) — о д (0) а g s(0 ) ’ (4) где о s (1) и о s(0) - соответственно амплитуды эквивалентных напряжений в цикле при нагружении с параметром непропорциональности f ' Np = 1 (кру говая траектория в пространстве деформаций у / V3 — £) и пропорциональ ного нагружения (fn p = 0) при одном и том же значении размаха экви валентной деформации. Выбор круговой траектории в качестве предельной ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2001, № 3 73 С. Н. Ш укаев, С. В. Оксиюк обусловлен тем экспериментальным фактом, что именно для этой траек тории, реализованной в пространстве полных либо пластических дефор маций типа Мизеса, наблюдается максимальное дополнительное упрочне ние. Максимальный размах главной деформации определяется как Аг! = max[£Imax - cos\| ( t ) e i(t)]. (5) На рис. 1 схематично изображена связь между ^ ( t ) и £( t ). Размах главной деформации АгI определяется по двум значениям деформаций г i(A ) = г Imax и г 1(B ) и углу между ними, где А и В - моменты времени, соответствующие максимуму размаха главной деформации за цикл. Рис. 1. Геометрическая интерпретация параметров е ̂ ), £ (£) и Ае:: а -трубчатый образец; б - изменение максимальной абсолютной величины главной деформации е1 за цикл в полярных координатах. Таким образом, вышеприведенные зависимости дают полное представ ление о процедуре вычисления размаха эквивалентной деформации при непропорциональном нагружении. Сопоставление расчетны х результатов с экспериментальны ми. Апробация данного подхода проводилась на различных материалах как с большим дополнительным упрочнением (сталь 304 [3]), так и не очень (алюминиевый сплав 6061 [11]). В обоих случаях получены удовлетво рительные результаты. Однако экспериментальные данные свидетельству ют, что для ряда материалов (например, сплав 1псопе1 718 [12] или титано вый сплав ВТ9 [2]) при непропорциональном циклическом нагружении наблюдается падение долговечности в случае отсутствия дополнительного упрочнения. Очевидно, что для таких материалов постоянная а = 0 и соот ветственно уравнение (1) приводится к случаю пропорционального нагру жения, т.е. падение долговечности вследствие непропорциональности нагру жения не учитывается. Обработка результатов испытаний образцов из титанового сплава ВТ9 на малоцикловую усталость при двухосном (растяжение-сжатие с круче нием) непропорциональном нагружении с контролем по полным деформа циям показала следующее [2]. Во-первых, зафиксировано снижение долго 74 ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2001, № 3 Об одном методе определения долговечности вечности при непропорциональных режимах нагружения в сопоставлении с растяжением-сжатием, которое при одной и той же амплитуде эквивалент ной деформации типа Мизеса достигало двух раз. Во-вторых, установлено, что отсутствует эффект дополнительного упрочнения. В-третьих, при пере ходе от пропорциональных режимов нагружения к непропорциональным имело место существенное изменение амплитуд пластических деформаций, что приводило к увеличению суммарной площади диаграмм деформиро вания. Падение долговечности, видимо, связано с увеличением работы на пластических деформациях за цикл, которая в определенном масштабе соот ветствует суммарной площади циклических диаграмм деформирования. Площади петель упругопластического гистерезиса при непропорциональ ном нагружении заметно (в 1,4...2,6 раза) превышали соответствующие величины при пропорциональном нагружении. Это несколько меньше, чем, например, у нержавеющей стали 08Х18Н10Т [5], где увеличение суммарной работы на пластических деформациях при нагружении по траектории в виде квадрата относительно растяжения-сжатия достигало 3,6 раза. Из приведенных данных следует, что в условиях нагружения с конт ролем по полным деформациям постоянная а должна наряду с дополни тельным упрочнением учитывать и изменение пластической деформации в цикле. В качестве интегральной характеристики, учитывающей изменения в цикле как деформаций, так и напряжений, можно выбрать работу на пласти ческих деформациях за цикл Ж . Для рассматриваемого случая нагружения работа на пластических деформациях за цикл вычисляется как суммарная площадь петель гистерезиса растяжения-сжатия и кручения: где о и т - текущие компоненты тензора напряжений; єр и у р - текущие компоненты тензора пластических деформаций. Таким образом, чтобы применить данный подход к оценке долговеч ности материалов, аналогичных сплаву ВТ9, необходимо постоянную а в уравнении ( 1) заменить другой характеристикой материала, например в, которую определяем через энергетические параметры: где Ж (1) и Ж (0 ) - соответственно значения суммарной работы на пласти ческих деформациях за цикл в условиях непропорционального (по круговой траектории, / = 1) и пропорционального ( / л р = 0) нагружения при одном и том же значении размаха эквивалентной деформации. Тогда уравнение (1) можно записать так: (6 )цикл цикл Ж(1) - Ж (0 ) Ж(0 ) (7) ^ е т = (1 + в / и р )^ є і. (8) ІББИ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2001, № 3 75 С. Н. Шукаев, С. В. Оксиюк Сопоставление экспериментальных данных, полученных на образцах из титанового сплава ВТ9 и нержавеющей стали 08Х18Н10Т, с расчетными, выполненными по уравнению (8), показало хорошее соответствие между ними. В экспериментах на трубчатых образцах из титанового сплава ВТ9 [1] нагружение осуществлялось со сдвигом по фазе (в = п / 2) между дефор мациями £ и у при постоянном соотношении размахов деформаций Л = Д у / Д£ = 2,4 на трех уровнях размаха эквивалентной деформации в цикле по критерию Мизеса Де = т а х (єл - є в ) 2 + У а - У в ) 2 = сош!;. (9 ) Испытания на образцах из стали 08Х18Н10Т проводили по замкнутым ломаным траекториям в пространстве полных деформаций є ~ у / л/3. При этом осевая є и сдвиговая у деформации изменялись по пилообразным симметричным циклам. При испытаниях поддерживали постоянными пара метры, которые определяли форму траектории деформирования, а именно: соотношение Х = Д у / Дє, угол сдвига фаз в и размах эквивалентной дефор мации Д е. В таблице представлены результаты расчета характеристик чувстви тельности материала а и в к непропорциональности нагружения. Величи ну Ж (1) определяли согласно данным испытаний по круговой траектории деформирования в пространстве полных деформаций є ~ у / л/3. Для сплава ВТ9 приведено выборочное среднее значение Ж (1), полученное экспери ментально, в то время как для стали 08Х18Н10Т - расчетное значение, определенное из следующего уравнения линейной аппроксимации: ж ( / т ) = [Ж(1) - ж (0 / р + Г (0), (10) где Ж (/ !ур) - работа на пластических деформациях за цикл при заданном параметре непропорциональности / ^ р . При этом использовали значения3 / ыр = 0,772, полученное из уравнения (2), и Ж (0,772) = 8,8 МДж/м , опре деленное экспериментально. Результаты расчета характеристик чувствительности материалов к непропорциональности нагружения Материал Де, % Ж (0), МДж/м3 Ж (1), МДж/м3 в а Сплав ВТ9 2,0 9,1 13,10 0,44 0 Сталь 08Х18Н10Т 1,0 4,6 10,03 1,18 0,95 Аналогично при определении постоянной а вычислена величина о 5(1) из предложенного в [8] уравнения: 76 ТХОТ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2001, N 3 Об одном методе определения долговечности ° з ( / ЫР ) = з (!) - ° з ( 0 ) 1 /ЫР + ° з (0 ) ( 11) Работу Ш(0) на пластических деформациях за цикл при пропорци ональном нагружении определяли из эксперимента на чистое знакопере менное кручение. Следует отметить, что для рассматриваемых сплавов она зависит от вида напряженного состояния и существенно отличается при таких режимах нагружения, как растяжение-сжатие и знакопеременное кру чение. Выбор знакопеременного кручения в качестве базового основан на лучшем соответствии расчетных данных результатам эксперимента, которое при этом получено. Как видно из данных таблицы, постоянные а и в для стали 08Х18Н10Т не равны между собой, хотя и достаточно близки. Сопоставление расчетных и экспериментальных значений долговечности показало, что для стали 08Х18Н10Т лучшие результаты достигаются при использовании постоянной а. Однако уравнение (8), где использована постоянная в, при оценке долго вечности образцов из указанной стали также дало неплохие результаты. В этом можно убедиться, если проанализировать рис. 2 и 4,а. Что же касается сплава ВТ9, то в этом случае уравнению (8) нет альтернативы. Рис. 2 и 3 иллюстрируют результаты изменения долговечности стали 08Х18Н10Т и сплава ВТ9 в зависимости от амплитуд эквивалентных дефор маций Ав /2 и в ̂ р = А в ^ р /2. Видно, что для обоих сплавов данные, представленные в координатах е ^ р — N , укладываются в узкую полосу разброса, что свидетельствует о применимости рассматриваемого подхода. Ав /2 вш 0,1 --------------------------- ---------------------------- 0,1 0,01 0,001 ^ Л 0,01 0,001 100 1000 10000 N. цикл 100 1000 10000 N. цикл Рис. 2. Изменение долговечности стали 08Х18Н10Т в зависимости от эквивалентных дефор маций А в /2 и вш (♦ - 0 = 45°, Я = 1/4; □ - 0 = 45°, Я = 1; Д - 0 = 45°, Я= 4; X - 0 = 90°, Я = 1/4; * - 0 = 90°, Я = 1; • - 0 = 90°, Я = 4). (Здесь и на рис. 3: сплошные линии соответствуют кривой усталости при одноосном растяжении-сжатии.) 0,001 \| \| , I................ ■__ I_■ .......... 100 1000 „ N. цикл еЫР 0,1 0,01 0,001 1 \ 10 100 1000 ІЧ, цикл Рис. 3. Изменение долговечности сплава ВТ9 в зависимости от эквивалентных деформаций Ав/2 и вш (♦ - 0 = 90°, Я = 2,42). ЙХЫ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2001, № 3 77 С. Н. Ш укаев, С. В. Оксиюк Расчет числа циклов до разрушения N р выполняли путем подста новки амплитуды эквивалентной деформации е̂ тр в уравнения кривой малоцикловой усталости, полученные по методу наименьших квадратов при обработке данных испытаний на растяжение-сжатие. Для сплава ВТ9 урав нение долговечности записывается так: І8 N р = 2,445 - 2,019(18 в ш + 2,075); для нержавеющей стали 08Х18Н10Т - І8 N р = 2,838 - 3,461(18 в ш + 2,313). ( 12) (13) Сопоставление расчетных и экспериментальных значений долговечно сти показано на рис. 4, из которого следует, что рассмотренная методика оценки долговечности оказалась достаточно эффективной для исследуемых сплавов, хотя они являются контрастными по чувствительности к непро порциональности нагружения. N р, цикл N р, цикл 2000 1000 300 : / 200 д ; / [ у * • а / 100 ’ / ■ X д • у . / А 0 1000 2000 N. цикл 100 200 б 300 N. цикл Рис. 4. Корреляция опытных N и расчетных N р значений долговечности стали 08Х18Н10Т (а) и сплава ВТ9 (б). Заключение. Анализ приведенных результатов свидетельствует о том, что предложение авторов работы [3] о представлении эквивалентной дефор мации при непропорциональном нагружении в виде функции параметра непропорциональности и постоянной материала, связанной с величиной дополнительного упрочнения, является весьма эффективным при оценке долговечности в условиях непропорционального малоциклового нагруже ния. Сделанное в настоящей работе предложение об определении посто янной материала через величину работы на пластических деформациях за цикл позволяет распространить данный подход на материалы, у которых эффект дополнительного упрочнения слабо выражен или отсутствует. Р е з ю м е Розглянуто метод оцінки довговічності при багатовісному непропорційному малоцикловому навантаженні. Метод грунтується на концепції еквівалент них деформацій. Розмах еквівалентної деформації є функцією тільки траєк торії деформації і має сталу, яка залежить від додаткового зміцнення мате- 78 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2001, № 3 Об одном методе определения долговечности ріалу при непропорційному навантаженні. Запропоновано новий параметр матеріалу, який є універсальним при застосуванні до матеріалів як із малим, так і з великим додатковим зміцненням. В його основу покладено роботу пластичних деформацій за цикл. Параметр матеріалу добре корелює з ре зультатами випробувань нержавіючої сталі 08Х18Н10Т та титанового спла ву ВТ9 при непропорційному малоцикловому навантаженні. 1. Ш ук а єв С. М . Визначення довговічності металевих сплавів в умовах багатовісного малоциклового навантаження // Машинознавство. - 1999. - № 6 . - С . 7 - 13. 2. Ш ук а єв С. М . Критерії граничного стану металевих сплавів при дво вісному малоцикловому навантаженні: Автореф. дис. ... докт. техн. наук. - Київ, 1996. - 32 с. 3. Itoh T., S akan e M ., O hn am i M ., a n d S o c ie D . F. Nonproportional low-cycle fatigue criterion for type 304 stainless steel // Trans. ASME, J. Eng. Mater. Technol. - 1995. - 117, No. 3. - P. 285 - 292. 4. K a n a za w a K ., M ille r K . J., a n d B row n M . W. Low-cycle fatigue under out-phase loading conditions // Ibid. - 1977. - 99. - P. 222 - 228. 5. М о ж аровск и й H. С., Ш ук а ев С. H . Долговечность конструкционных материалов при непропорциональных путях малоциклового нагруже ния // Пробл. прочности. - 1988. - № 10. - С. 47 - 54. 6 . M c D o w e ll D . L . A two surface model for transient nonproportional cyclic plasticity. Pt. 1. Development of appropriate equations // J. Appl. Mech. - 1985. - 52. - P. 298 - 302. 7. M c D o w e ll D . L . Simple experimentally motivated cyclic plasticity model // J. Eng. Mech. - 1987. - 113, No. 3. - P. 387 - 397. 8 . Б ороди й М . В . К вопросу об определении коэффициента непропор циональности цикла // Пробл. прочности. - 1995. - № 5-6. - С. 29 - 38. 9. K re m p l E. a n d Lu H . Comparison of the stress responses of an aluminum alloy tube to proportional and alternate axial and shear strain paths at room temperature // Mech. Mater. - 1983. - No. 2. - P. 183 - 192. 10. D o o n g S. H., S o c ie D . F., a n d R o b ertso n I. M . Dislocation substructures and nonproportional hardening // Trans. ASME, J. Eng. Mater. Technol. - 1990. - 112, No. 4. - P. 456 - 464. 11. Itoh T., N aka ta T., S akan e M ., a n d O hn am i M . Nonproportional low-cycle fatigue of 6061 aluminum alloy under 14 strain paths // Proc. 5th Int. Conf. Biaxial-Multiaxial Fatigue and Fracture, Cracow. - 1997. - Vol. 1. - P. 173 - 187. 12. S o c ie D . F., K u ra th P ., a n d K och J. A multiaxial fatigue damage parameter // Biaxial and multiaxial fatigue. EGF 3 / Eds. M. W. Brown and K. J. Miller. - London: Mech. Engng. Publ., 1989. - P. 535 - 550. Поступила 18. 05. 2000 ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2001, № 3 79

Об одном методе определения долговечности при непропорциональном малоцикловом нагружении

Institution

Ähnliche Einträge