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精英培训 - 设备圈学员答疑

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    安定性问题

    3shiqianyu 2016-10-04 18:21
    4732中说:结构在循环载荷作用下不发生棘轮或低周疲劳则结构处于安定状态。但是,反过来标准中基于安定性分析仅对棘轮进行了评定(S4),而疲劳是基于实验结果得来的方法。这是什么情况呢?安定性分析对棘轮和疲劳都可以控制吧?
    PS:我叙述的可能有问题!
  • 举报 #1
    shebeiQ_TC 2016-10-05 09:02
    答:4732那句话在哪页哪节?棘轮和疲劳是两种失效模式,其微观机理不同。结构处于安定则不会发生棘轮,但有可能发生疲劳。
  • 举报 #2
    shiqianyu 2016-10-06 19:21
    shebeiQ_TC: 答:4732那句话在哪页哪节?棘轮和疲劳是两种失效模式,其微观机理不同。结构处于安定则不会发生棘轮,但有可能发生疲劳。
    标准17页,对安定性的解释部分
  • 举报 #3
    shebeiQ_TC 2016-10-06 21:11
    shiqianyu: 标准17页,对安定性的解释部分
    看到17页的描述了。结构处于安定时还是会发生疲劳的。4732这个表述是20多年前的了,对比现在的观点及新版ASMEVIII-2对安定的描述看,似乎不太合适。之后看下改版后会不会修改安定的描述。
  • 举报 #4
    shiqianyu 2016-10-06 21:44
    shebeiQ_TC: 看到17页的描述了。结构处于安定时还是会发生疲劳的。4732这个表述是20多年前的了,对比现在的观点及新版ASMEVIII-2对安定的描述看,似乎不太合适。之后看下改版后会
    我觉得结构如果处于安定状态,是不能发生棘轮或疲劳的!而如果是结构满足安定性分析,是可以发生棘轮或疲劳的!
  • 举报 #5
    shebeiQ_TC 2016-10-07 09:34
    shiqianyu: 我觉得结构如果处于安定状态,是不能发生棘轮或疲劳的!而如果是结构满足安定性分析,是可以发生棘轮或疲劳的!
    这个讨论非常好。我们先来看一下ASME82中的安定定义:Shakedown: Caused by cyclic loads or cyclic temperature distributions which produce plastic deformations in some regions of the component when the loading or temperature distribution is applied, but upon removal of the loading or temperature distribution, only elastic primary and secondary stresses are developed in the component, except in small areas associated with local stress (strain) concentrations. These small areas shall exhibit a stable hysteresis loop, with no indication of progressive deformation. Further loading and unloading, or applications and removals of the temperature distribution shall produce only elastic primary and secondary stresses.
  • 举报 #6
    shebeiQ_TC 2016-10-07 09:51
    我们再从力学角度来讨论一下:安定和棘轮属于塑性力学的范畴,而疲劳属于断裂力学的范畴,所以它们的机理完全不同。前者的研究对象不带裂纹的,后者的研究对象带裂纹的。那么它们的之间也有“联系”,就是上文的“ in small areas associated with local stress (strain) concentrations”,这些区域有“a stable hysteresis loop”,这就是能量的耗散,这些能量耗散的结果就是促使裂纹的萌生和扩展。那么,如果一定要把安定和疲劳联系起来叙述,那可以这么说:结果处于弹性安定状态时,不会发生塑性疲劳。这句话比4732在安定之前多了“弹性”。另一层意思是,结构处于弹性安定时,仅仅是不发生塑性疲劳,仍会发生疲劳,因为材料本身就带缺陷。即:4732这句话中,安定一词要换成弹性安定可以成立。但安定和疲劳基本没有什么太大的联系,分别属于两个不同的力学领域。欢迎大家继续讨论。[本话题由 shebeiQ_TC 于 2016-10-07 21:56:57 编辑]
  • 举报 #7
    shebeiQ_TC 2016-10-07 09:58
    所以:结构处于安定状态,不会发生棘轮,但会发生疲劳。结构处于弹性安定状态,不会发生塑性疲劳。安定性分析是用来确定结构是否处于安定状态,如果是,是哪种安定状态,完全弹性、弹性安定还是塑性安定。
  • 举报 #8
    shiqianyu 2016-10-07 18:26
    shebeiQ_TC: 所以:结构处于安定状态,不会发生棘轮,但会发生疲劳。结构处于弹性安定状态,不会发生塑性疲劳。安定性分析是用来确定结构是否处于安定状态,如果是,是哪种安定状态,完全弹
    (1)恩,4732中对安定的定义指的是弹性安定!所以,结构处于弹性安定状态时,不会发生塑性疲劳。
    (2)还有,我看到这样的叙述:塑性力学中把失效分为:循环塑性失效(即疲劳)和渐增塑性失效(即棘轮)!

  • 举报 #9
    shebeiQ_TC 2016-10-07 21:53
    shiqianyu: (1)恩,4732中对安定的定义指的是弹性安定!所以,结构处于弹性安定状态时,不会发生塑性疲劳。
    (2)还有,我看到这样的叙述:塑性力学中把失效分为:循环塑性失效(即疲劳)和渐增塑性
    (1)4732也给出了简化的弹塑性分析方法,即也可以考虑塑性安定,所以这个安定的定义理应包括弹性安定和塑性安定。
    (2)塑性力学中仅仅介绍下各种失效并提到一下疲劳是正常的,但一般而言,如果要研究疲劳和疲劳裂纹那么属于断裂力学或损伤力学的范畴,塑性力学是研究不了的。[本话题由 shebeiQ_TC 于 2016-10-07 22:38:22 编辑]
  • 举报 #11
    shiqianyu 2016-10-10 19:53
    shebeiQ_TC: (1)4732也给出了简化的弹塑性分析方法,即也可以考虑塑性安定,所以这个安定的定义理应包括弹性安定和塑性安定。
    (2)塑性力学中仅仅介绍下各种失效并提到一下疲劳是正常
    简化弹塑性分析是考虑塑性安定的,但是标准17页对安定的定义应该是弹

    性安定,因为它说初始循环载荷作用产生塑性变形,而之后没有新的塑性

    变形!
  • 举报 #12
    shebeiQ_TC 2016-10-10 20:04
    shiqianyu: 简化弹塑性分析是考虑塑性安定的,但是标准17页对安定的定义应该是弹

    性安定,因为它说初始循环载荷作用产生塑性变形,而之后没有新的塑性

    变形!
    所以,标准内部有点矛盾。这个定义理应包含两种安定,涵盖标准涉及的所以的情况。
  • 举报 #13
    shiqianyu 2016-10-11 19:32
    shebeiQ_TC: 所以,标准内部有点矛盾。这个定义理应包含两种安定,涵盖标准涉及的所以的情况。
  • 举报 #16
    Ansys新手 2018-01-02 16:46
    shebeiQ_TC: 我们再从力学角度来讨论一下:安定和棘轮属于塑性力学的范畴,而疲劳属于断裂力学的范畴,所以它们的机理完全不同。前者的研究对象不带裂纹的,后者的研究对象带裂纹的。
    “结构处于弹性安定时,仅仅是不发生塑性疲劳,仍会发生疲劳,因为材料本身就带缺陷。”最近看规范涉及到好几个疲劳:低周疲劳、高周疲劳(4732好像不涉及?)、塑性疲劳、以及上面这个“仍会发生疲劳"?能结合安定、棘轮在讲一下吗?
  • 举报 #17
    shebeiQ_TC 2018-01-02 16:56
    Ansys新手: “结构处于弹性安定时,仅仅是不发生塑性疲劳,仍会发生疲劳,因为材料本身就带缺陷。”最近看规范涉及到好几个疲劳:低周疲劳、高周疲劳(4732好像不涉及?)、塑性疲劳、以及
    从力学角度讲,棘轮是渐增性的塑性积累,疲劳时渐增性的裂纹扩展。所以,棘轮和疲劳是两种不同的失效模式,两者都可以独立发生。
    关于高周疲劳,不同的文献可能规定不是那么一致,以下供参考:高周疲劳(high-cycle fatigue)是指材料在低于其屈服强度的循环应力作用下,经10000-100000 以上循环次数而产生的疲劳。JB4732可以评定这个范围的疲劳。
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