close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Алгоритм выделения полных циклов..pdf

код для вставкиСкачать
УЧЕНЫЕ
Том
удк
ЗАПИСКИ
Х
ЦАГИ
мз
1979
620.178.3
АЛГОРИТМ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛНЫХ ЦИКЛОВ
ю. А. Свuрскuй
Описывается алгоритм выделения полных циклов, показанный на
примере метода .дождевого потока". Особенностью алгоритма яв­
ляется то, что общее повреждение определяется
после
каждого те­
кущего полуцикла. Приведена блок-схема алгоритма.
В настоящее время наибольшее
нарного
циклического
нагружения
распространение
получили
методы,
для
обработки
позволяющне
нестацио­
выделять так
называемые .полные циклы·. К их числу относятся методы .полных циклов· (1],
~дождевого потока· и .парных размахов· [2]. Все эти методы дают близкие
результаты
и
их
успешное
применение
связано
с
реальная физическая схема поведения материалов
тем,
что
при
пластическом
в
их
основе
лежит
деформи­
ровании.
В данной работе излагается применение одного из этих методов, а именно
метода
.дождевого
потока·,
для
оценки
долговечности
при
нестационарном
нагружении с учетом кинетики местного напряженно-деформированного состояния
(МНдС)
в зоне
концентрации.
Сама
схема
оценки
долговечности
с
учетом
кинетики МНДС выглядит следующим образом:
1) задается последовательноC"rЬ максимумов и минимумов нагрузок, дей­
ствующих на конструктивный элемент, долговечность которого надо определить;
определяются последовательности максимальных напряжений и деформа­
(в общем случае кинетика МНДС) в зоне концентрации для заданной
I последовательности нагрузок;
2)
ций
в п.
3)
полных
для
последовательности,
ПОЛУЧР.ННОЙ
в
п.
2,
производится
выделение
циклов;
4) по одному из критериев разрушения (чаще всего основанному на полной
, кривой выносливости гладкого образца, полученной при осевом нагружении)
с использованием гипотезы линейного суммирования повреждений Майнера­
Пальмгрена определяется момент возникновения трещины в зоне концентрации
напряжений.
Эта схема в различных модификациях получила широкое
распространение,
так как позволяет с наиболее возможной в настоящее время достоверностью
описать действительные процессы, определяющие механическую усталость.
При применении этой схемы оказалось очень желательным иметь информа­
цию о полных циклах на данный момент времени без использования информации
о дальнейшем нагружении . Это диктуется в основном тем, что если мы хотим
учесть изменение
пластических
свойств материала в процессе циклического
деформирования, то нам необходимо знать предысторию деформирования в полных
циклах,
соответствующих
реальным
процессам
.запоминания·
при
пластическом
деформировании, т. е. продолжению траектории нагружения в пространстве
.напряжение - деформация· после частичных разгрузок. Кроме того, выделение
140
полных
дает
циклов, точнее
возможность
подуц и клов,
сразу
же
после
оценить
каждого
величину
рассчитанного
повреждения
по
полуцикла
одному
из
кри­
териев разрушения и гипотезе линейного суммирования повреждений. Наиболее
подходящим для этих целей оказался метод .дождевого потока·, который сво­
дится к следующему (рис. 1 [2]):
-
выделение полных
полуциклов
происходит В координатах .деформация­
время·, прич е м .время· отложено по вертикальной оси, направл е нной вниз;
- полуциклы представляют собой как бы дождевые потоки, льющиеся по
графику вправо, влево и вниз (.растяжение", .сжатие" соответственно) . Усло­
виями окончания пол у цикла служат: а) попадание потока, соответствующего
этому полуциклу, в поток от предыдущего полуцикла; б) выхо д полуцикла ,
идущего в противоположном направлении, за минимальное (начальное) значение
деформации, соответствующее оканчиваемому полуциклу.
для выделения полных полуциклов, имеющихся в данный момент времени,
был реализован с л едующий алгоритм (рис . 2).
С каждым направлением потока связываются три массива: в первых двух
записываются конечные значения напряжений и деформаций, соответствующие
полу циклам, имеющимся на данный момент для этого направления, в третьем­
величины повреждения для этих полуциклов, определя~мых
из
полной
кривой
выносливости с помощью функции DSF (emin, е mах , Smin , Smax)' где emin (Smin),
е mах (Smax) - минимальное и максимальное значения деформации (напряжения)
для этого полуцикла. На рис.
вправо,
СЕ и
CS,
для
CD -
это массивы
2
дЛЯ
потоков, ид у щих
влево . Следует
отметить, что на­
TS,
потоков, идущих
ТЕ и
TD
чальная точка для полуциклов растяжения (идущих вправо) находится
вах
CS
и СЕ, а конечная
в массивах
-
TS
в масси­
и ТЕ.
Если поток для рассматриваемого пол уцикла не попадает ни в один из дей­
ствующих
в
этом
направлении
потоков,
то
его
конечная
точка
и
повреждение
от него добавляются в соответствующие массивы и к общей сумме повреждений
DAM. При попадании потока в один из уже имеющихся потоков к Общему
повреждению
в
добавляется повреждение
DAM
точке пересечения
потоков,
и
от
полу цикла, заканчивающегося
вычисляется повреждение,
которое соответство­
вало продолжившемуся потоку . Первое действие (сложение) соответствует оконча­
нию
полуцикла при пересечении соот ­
ветствующего
ему потока
д еtpормCl.Ц lLЯ
потоком от
предыдущего полуцикла, а второе дей­
ствие (вычитание) выполняется в свя­
зи
с
ла,
тем,
что повреждение от полуцик­
соответствующего
продолживше­
муся потоку, бу дет теперь определять­
ся другой конечной точкой . Произво­
димые таким образом вычитание и мо­
Время
~
дификация массивов ТЕ, TS , TD, СЕ,
(см. рис . 2) позволяют произ­
CS, CD
водить
выделение полных полуциклов
и оценку
повреждения
дый текущий
чие массивов
от
них
на
каж­
момент времени. Нали­
CD и TD не является
обязательным
и
сл у жит
только
для
сокращения времени счета. На рис. 2
РЕАК, РЕАК 1 соответств у ют конеч­
ным значениям
жения
для
цикла;
деформ,щии и напря­
рассматриваемого
соответственно
и
PKOLD
IDOLD
правильного
в случае,
полу­
переменные
применяются
формирования
для
массивов
когда предыдущее зна чение
РЕАК не являлось экстремальным.
Следует
женная
отметить,
что
предло­
методика в слу чае, когда каж­
дый последующий цикл вложен в пре­
дыдущий, т. е. н е выходит за его пре­
делы по деформации, требует
ров
массивов,
числу
равных
вложенных
разме­
максимальному
циклов.
Этот случай возникает, например ,
при
оценке
долговечности
тивного элемента
материала
при
из
конструк­
упрочняющегося
стационарном
цикли-
Рис. ,1
141
P/{OlU=IDOLD=O
17=[С=1
7Е(1)=СЕ(1}=О
711 (1 )=С11(1)=О
TJ
(1)=С5(1)=0
:>-------1
ТППП =JJSF(С(ТСЦ1fАК С$(!С
РЕМ(
1)
,
!JАМ=DАМ-ТD(П)
TE(JТ)=РсА1<
TS(JT)=PEAK 1
lOГR=1
Рис. 2а
142
,
С
Рис . 2б
ч е ском нагружении (с постоянными амплитудой и средним напряжением). Пр и
реализации указанной выше методики на ЭВМ 9ТОТ случай приводит к затрудне­
ниям, связанным с ограниченностью памяти под массивы. П09ТОМУ целесообразно
ограничиться достаточно большим числом допустимых вложений полуциклов
(NBP-20-IOO), при превышении которого вместо добавления в массивы конечных
значений для вложенного полу цикла происходит запись текущих конечных
значений вместо предыдущих (см. рис. 2).
С незначите л ьными модификациями алгоритм , приведенный на рис. 2, может
быть применен и в других случаях, когда требуется выделение полных циклов.
ЛИТЕРАТУРА
1.
С л о б и н Б.
3.,
Т Р о Ф и м о в
О.
Ф.
Статистический анализ
измерений случайной нагруженности для оценки нак 'оплений уста­
лостного повреждения .• Вестник машиностроения', 1966, N! 10.
2. D о w 1i п g N. Е. Fatigue failure predictlon for complicated stressstrain histories. Т . and А . М. Report, N 337, II1lnois University, .Depar!теп! of Theoretical and App1ied Mechanics·, UrЬапа IlIInois, 1971.
Рукоnись поступила 7/Х
19772.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
31
Размер файла
1 439 Кб
Теги
выделением, циклон, алгоритм, полный, pdf
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа