ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние конструктивных, эксплуатационных и технологических факторов на величину предела выносливости из "Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении " Конструктивные (размеры образца, концентрация напряжений), эксплуатационные (асимметрия цикла, вид напряженного состояния, режим нагружения, частота нагружения, температура, коррозионные среды, фреттинг-коррозия) и технологические (состояние поверхности, структура и термическая обработка, поверхностная обработка, сварка) факторы существенно влияют на величину предела выносливости [97, 99, 160]. [c.24] Размеры образцов. С увеличением размеров образцов предел выносливости металлов, как правило, уменьшается [160]. Степень влияния размеров образцов (эффект масштаба) на величину предела выносливости оценивается коэффициентом влияния абсолютных размеров поперечного сечения образца, который равен отношению предела выносливости образца заданного диаметра к пределу выносливости лабораторных образцов диаметром 7—10 мм [97]. [c.25] Проявление эффекта масштаба зависит от свойства материала, вида нагружения (растяжение, изгиб, кручение), состояния поверхности и концентрации напряжений. [c.25] На рис. 16 по данным, приведенным в работе [16,0], построена зависимость раз — d для гладких образцов из углеродистых и легированных сталей при знакопеременном изгибе. [c.26] Значительное рассеяние пределов выносливости для образцов больших размеров, изготовленных из одних и тех же кдассов материалов, может быть объяснено как неодйородностью материала в больших заготовках и малым количеством испытанных образцов больших размеров, так и методическими особенностями проведения испытаний. Для некоторых сталей (углеродистые и легированные катаные стали) пределы выносливости образцов при изгибе, полученные на образцах больших размеров, совпадают с пределами выносливости лабораторных образцов без концентрации напряжений при растяжении — сжатии, что свидетельствует о существенной роли градиента напряжений в проявлении эффекта масштаба [54]. Отметим также следуюш,ие особенности проявления эффекта масштаба. [c.26] Материалы, имеющие существенную структурную неоднородность, типа чугунов и литых алюминиевых сплавов, весьма сильно реагируют на изменение размеров образца. [c.26] Состояние поверхности влияет на эффект масштаба — с ухудшением качества обработки поверхности и понижением класса чистоты поверхности интенсивность снижения предела выносливости с увеличением диаметра образцов увеличивается [49]. [c.26] При испытании сталей в коррозионных средах наблюдается отрицательное проявление масштабного фактора, при котором предел выносливости возрастает с увеличением диаметра образца [38]. Такая закономерность объясняется повышением влияния разупрочнения поверхностных слоев металла в условиях коррозионного воздействия. [c.26] Проявление масштабного фактора оказывается гораздо более существенным, если его оценивать не по величине предела выносливости, а по величине долговечности при напряжениях, превышающих предел выносливости [39]. [c.26] Весьма сложный характер носит проявление эффекта масштаба при испытаниях образцов с концентраторами напряжений. В этом случае уменьшение величины предела выносливости имеет место не только при изгибе и кручении, но и при растяжении — сжатии [153]. [c.26] Концентрация напряжений. Экспериментальные исследования и теоретические расчеты показывают, что в местах изменения формы и размеров образцов возникают значительные местные напряжения, превышающие номинальные напряжения, т. е. вычисленные в предположении отсутствия возмущения напряженного состояния. [c.26] Наличие концентраторов напряжения приводит к изменению вида напряженного состояния — переходу от линейного напря женного состояния к плоскому или объемному напряженному состоянию. [c.27] Рассмотрим это на примере цилиндрического образца с выточкой при растяжении (рис. 17). При отсутствии концентратора напряжения (точка С) имеет место линейное напряженное состояние й равномерное распределение напряжений по сечению образца. При нанесении концентратора в вершине выточки (точка А) наблюдается плоское, а в других точках сечения (точка В) — объемное напряженное состояние. [c.27] Наличие концентраторов напряжения может привести при сравнительно невысоких уровнях номинальных напряжений к возникновению пластических деформаций в месте концентратора напряжений. [c.27] Распределение напряжений для случаев упругого (/), упругопластического (//) и пластического (III) деформирования сечения образца с концентратором из материала с пределом текучести От показано на рис. 17. Закономерности деформирования металлов в области концентраторов напряжения подробно рассмотрены в монографии [149]. [c.27] Весьма существенная концентрация напряжения имеет место в прессовых и сварных соединениях различного типа. [c.28] Тео рия концентрации напряжений подробно рассмотрена в работах [67, 96]. Закономерности влияния концентрации напряжений на характеристики сопротивления усталостному разрушению материалов и деталей машин проанализированы в [97, 207]. [c.28] Если материал не чувствителен к концентрации напряжений, то ЛГ/ = 1 и = О, если материал весьма чувствителен к концентрации напряжений, то ж q = 1. [c.28] Коэффициент чувствительности к концентрации напряжений зависит от свойств материала, теоретического коэффициента концентрации напряжений, размеров исследуемого образца и от уровня напряжений, при которых проводятся испытания. [c.28] В литературе имеется большое количество часто противоречивых экспериментальных данных, характеризующих влияние перечисленных выше факторов на чувствительность различных материалов к концентрации напрял ений. [c.28] Вернуться к основной статье