Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Исследование влияния соотношения амплитуд деформаций при двухчастотном циклическом нагружении

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-12-50-60

Полный текст:

Аннотация

Эксплуатационные режимы нагружения элементов машин и конструкций имеют, как правило, более сложный характер, чем принимаемые в практике расчетов и экспериментов синусоидальные формы циклов их нагружения. Отмечено, что в ряде случаев реальные условия изменения нагрузок можно схематизировать двухчастотными режимами нагружения с наложением на низкочастотное изменение основной рабочей нагрузки ее высокочастотной составляющей, обусловленной воздействием вибраций, аэро- и гидродинамическими воздействиями, регулированием рабочего процесса и др. На основе результатов испытаний образцов трех различных по циклическим свойствам сталей показано, что такие двухчастотные режимы обусловливают снижение долговечности в сравнении с равным по амплитудам максимальных напряжений одночастотным нагружением. Это снижение зависит от параметров складываемых основных низкочастотных и наложенных высокочастотных нагрузок. Оценка этого снижения может быть выполнена как с использованием закономерностей суммирования выраженных в деформационных терминах повреждений, так и на основе рассмотренного в работе аналитического выражения, в которое в качестве параметров входят расчетно или экспериментально определенная долговечность для одночастотного режима нагружении с максимальным (суммарным) значением амплитуды действующих напряжений и коэффициент снижения долговечности, характерный для каждого типа материала и определяемый по соотношению амплитуд и частот низкочастотных и высокочастотных напряжений. Выполненный расчетно-экспериментальный анализ влияния соотношения амплитуд низкочастотного и наложенного высокочастотного нагружений при двухчастотных режимах изменения напряжений на циклическую долговечность показал, что наложение высокочастотной составляющей циклической деформации на основной процесс малоциклового нагружения приводит к существенному снижению циклической долговечности, причем тем в большей степени, чем выше уровень соотношений амплитуд и частот складываемых гармонических процессов приложения нагрузки.

Об авторе

М. М. Гаденин
Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук
Россия

Михаил Матвеевич Гаденин

Москва



Список литературы

1. Когаев В. П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. — М.: Машиностроение, 1993. — 364 с.

2. Махутов Н. А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. В 2-х ч. Ч. 1. Критерии прочности и ресурса. — Новосибирск: Наука, 2005. — 494 с.

3. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-002–86 — Правила и нормы в атомной энергетике). — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 525 с.

4. Проблемы прочности и безопасности водо-водяных энергетических реакторов. Сер. Исследования напряжений и прочности ядерных реакторов. — М.: Наука, 2008, — 446 с.

5. Несущая способность парогенераторов водо-водяных энергетических реакторов. Сер. Исследования напряжений и прочности ядерных реакторов. — М.: Наука, 2003. — 440 с.

6. Махутов Н. А. Безопасность и риски: системные исследования и разработки. — Новосибирск: Наука, 2017. — 724 с.

7. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Функционирование и развитие сложных народнохозяйственных, технических, энергетических, транспортных систем, систем связи и коммуникаций. Раздел 1. Теоретические основы безопасного функционирования сложных технических систем. — Москва: МГФ «Знание», 1998. — 448 с.

8. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Функционирование и развитие сложных народнохозяйственных, технических, энергетических, транспортных систем, систем связи и коммуникаций. Раздел 2. Обеспечение безопасного функционирования сложных технических систем на разных этапах жизненного цикла. — Москва: МГФ «Знание», 1998. — 416 с.

9. Напряженно-деформированные состояния ЖРД. Сер. Исследования напряжений и прочности ракетных двигателей. — М.: Наука, 2013. — 646 с.

10. Гаденин М. М. Оценка влияния режимов нагружения на условия достижения предельных состояний и назначение запасов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2013. Т. 79. № 10. С. 65 – 70.

11. Гаденин М. М. Исследование повреждаемости и долговечности при одно- и двухчастотных режимах нагружения на основе деформационных и энергетических подходов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 6. С. 44 – 52.

12. Уравнения состояния при малоцикловом нагружении. — М.: Наука, 1981. — 245 с.

13. Гаденин М. М. Особенности развития деформаций и накопления повреждений при двухчастотном малоцикловом нагружении и повышенных температурах / Машиноведение. 1976. № 1. С. 69 – 77.

14. Makhutov N., Romanov A., Gadenin M. High temperature low-cycle fatigue resistance under superimposed stresses at two frequencies / Fatigue of Engineering Materials and Structures. 1979. Vol. 1. N 3. P. 281 – 285.

15. Гаденин М. М. Изменение сопротивления малоцикловому деформированию и разрушению в связи с двухчастотностью процесса нагружения / Тезисы докладов XIII научно-технической конференции «Проблемы надежности и долговечности элементов конструкций в машиностроении и стройиндустрии». — Свердловск: Свердловский областной Совет НТО, 1978. С. 5 – 6.

16. Мэнсон С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость / Пер. с англ. — М.: Машиностроение, 1974. — 344 с.

17. Гаденин М. М. Кинетика деформаций и накопления повреждений в связи с формой циклов упругопластического нагружения / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2008. Т. 74. № 10. С. 61 – 65.


Для цитирования:


Гаденин М.М. Исследование влияния соотношения амплитуд деформаций при двухчастотном циклическом нагружении. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018;84(12):50-60. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-12-50-60

For citation:


Gadenin M.M. Study of the effect of strain amplitude ratio at two-frequency cyclic loading. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2018;84(12):50-60. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-12-50-60

Просмотров: 41


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)