6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАСТИЧНОСТИ И ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ПО СТЕПЕНИ ПОВРЕЖДЕННОСТИ МЕТАЛЛА
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАСТИЧНОСТИ И ОЦЕНКА
ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ПО СТЕПЕНИ ПОВРЕЖДЕННОСТИ МЕТАЛЛА 
6.1. Условные обозначения применяются в соответствии с разделами 1.1, 2.1 и 3.1 настоящих Методических указаний.
6.2. В разделе 3 изложен метод расчета характеристик прочности и пластичности при разрушении, включающий критическую фазу развития ползучести (интенсивного накопления повреждений и деформации ползучести), которую необходимо исключить при оценке срока службы.
6.3. Деформационную способность в первом приближении можно рассчитывать по уравнению:
U - гамма сигма
к 0
дельта = D сигма ехр(- ----------------) омега , (44)
i R Т i
р
где омега =(тау / тау ) (здесь р - рассчитываемый
i i р
коэффициент).
Для значительного снижения роли критической стадии ползучести следует использовать формулу оценки поврежденности, выраженную через среднюю деформацию ползучести, накопленную с момента приложения нагрузки до момента разрыва материала. В этом случае поврежденность оценивается по значению средней деформации ползучести, рассчитываемому по формуле:
тау
______ 1 к -m/Т b + с сигма
дельта = ---- интеграл дельта (тау)dтау = А сигма ехр[-----------]. (45)
к тау 0 п Т
к
Степень поврежденности определяется величиной отношения:
тау
1 i
---- интеграл дельта (тау)dтау
тау 0 п
i
омега = [------------------------------]. (46)
i тау
1 к
---- интеграл дельта (тау)dтау
тау 0 п
к
При омега = 1 происходит исчерпание деформационной
i
способности и наступает разрушение материала.
6.4. Остаточный ресурс определяется по уравнению:
l -m/Т U - гамма сигма
тау = В Т сигма ехр(---------------) омега , (47)
р Т i
i
где омега находится по формуле (46).
i
6.4.1. В качестве первого приближения оценки поврежденности можно использовать формулу:
N
омега = (эпсилон / эпсилон ) ,
i i к
где N - коэффициент, аналогичный р (см. пункт 6.3).
6.4.2. Более точной оценкой поврежденности является формула (46), введение которой в уравнение (47) значительно повышает достоверность оценки остаточного ресурса из-за существенного снижения роли критической фазы ползучести.
6.5. На кривых ползучести существуют три реперные точки, по которым можно судить о степени поврежденности материала.
6.5.1. Процесс ползучести состоит из двух этапов. На первой стадии скорость затухает и достигает минимума при окончании первого этапа процесса (первая реперная точка).
Уравнения механического состояния позволяют оценить значение деформации окончания затухающей стадии ползучести:
с n Т
дельта = --- - дельта .
п r 0
На этой стадии повреждения практически отсутствуют (самый безопасный период).
6.5.2. Вторая реперная точка связана с моментом перехода от
обратимой поврежденности к необратимой. До трехкратного увеличения
. .
скорости ползучести (дельта = 3 дельта ) долговечность
п min
восстанавливается полностью. После этого момента дальнейшая
эксплуатация требует восстановительной термической обработки,
позволяющей залечить поры и улучшить структуру металла. С помощью
уравнения состояния рассчитывается критическое значение
накопленной деформации ползучести, после которой без термической
обработки эксплуатация связана с определенным риском.
6.5.3. По мере развития ускоренной стадии ползучести происходит увеличение количества пор и их слияние в микротрещины, после чего наступает критическая фаза ползучести, которую необходимо исключить из допустимого ресурса. В этой стадии применение восстановительной термической обработки может оказаться неэффективным.
За время до разрушения (третья реперная точка) можно считать время накопления предельно допустимой деформации. При этом оно должно быть не более 90% суммарной долговечности.
