ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Релаксация из "Основы конструирования Книга2 Изд3 " Стяжные соединения (особенно работающие при повышенных температурах) с течением времени ослабевают вследствие медленно развивающейся пластической деформации болтов (а иногда и стягиваемых деталей) под длительным воздействием напряжений, значительно меньших предела текучести материала при однократной и кратковременной нагрузке. Это явление называют релаксацией (ослаблением). [c.189] Обычное определение релаксации как самопроизвольного изменения во времеии напряжений при неизменной деформации неверно. Релаксация всегда сопровождается возникновением пласти1еских деформаций, которые и являются ее первопричиной. Правильно говорить о явлении холодной ползучести металлов, аналогичном явлению ползучести при высоких температурах, с тем различием, что деформации при холодной ползучести развиваю1ся медленнее и имеют меиьшее значение. [c.189] В соединениях с упругими корпусами стягиваемые детали, расправляясь по мере вытяжки болта, продолжают оказывать на болт давление, хотя и уменьшенное по сравнению с первоначальным, вследствие чего процесс релаксации затухает при относительно больших вытяжках, чем в предьщущем случае. В системах с постоянно действующей внешней нагрузкой, статической и. особенно, циклической, процесс релаксации происходит еще интенсивнее и приостанавливается при еще больших вытяжках. [c.189] На рис. 463 показана вытяжка образца из аустенитной стали (0,1 %С 23%Сг 15% 0,2 = 480 МПа) в функции продолжительности выдержки под статической растягивающей нагрузкой. Как видно, вытяжка резко возрастает с увеличением напряжения. При ст = = 300 МПа ( 0,6сГ(, 2) вытяжка крайне незначительна. [c.189] Вытяжка зависит от материала, вида термообработки, характера нагружения и рабочей температуры. Вытяжка при циклическом нагружении больше, чем при статическом. Прямой зависимости между ползучестью и показателями прочности материала не наблюдается. [c.189] Обычно релаксационную стойкость определяют путем длительной (5 — 10 тыс. ч) вьщерж-ки образцов под напряжением, равным 0.5 —0,8 предела текучести материала при заданной температуре. [c.189] ВИДНЫМ разрезом. Напряжение создают введением в разрез клина. Через определенные промежутки времени нагрузку снимают и измеряют остаточные деформации, по которым находят напряжение, остающееся в образце после данного этапа испытания [оост = = о(1-/пл//о). где Оо - первоначальное напряжение /о и /пл — соответственно первоначальная и пластическая деформации]. [c.190] Итогом испытания является диаграмма остающихся напряжений в функции времени (рис. 464). Чем выше остаточные напряжения, тем больше считается релаксашюнная стойкость. Остаточные напряжения резко снижаются в первые 1(ХХ) ч испытания, после чего снижение замедляется (вследствие падения действующих напряжений и отчасти вследствие деформационного упрочнения материала). [c.190] Релаксационная стойкость материалов колеблется в широких пределах. Например, после выдержки под нагрузкой в течение 10 тыс. ч образец из стали 40Х сохраняет 75 % первоначальных напряжений (пластическая вытяжка 25 %), а образец из стали ЗОХМ А — 30% первоначальных напряжений (пластическая вытяжка 70%). Высокой релаксационной стойкостью обладают сплавы Т1. [c.190] Оценка релаксационной стойкости по остаточным напряжениям является спорной. Для отражения физической сущности явлений, а также для удобства расчетов целесообразно исходить прямо из остаточных деформаций и оценивать релаксационную стойкость пределом ползучести - напряжение, при котором пластическая вытяжка за регламентированный, достаточно большой промежуток времени (3000 — 5000 ч) не превышает определенного малого значения (0,5-1% ). [c.190] Испытания следует проводить под нагрузкой, соответствующей реальным условиям нагружения (для нагруженных стяжных соединений — под отнулевой нагрузкой, при напряжениях, соответствующих рабочим и с обязательным учетом податливости стягиваемой системы). [c.190] Рабочие напряжения в болтах должны быть меньше найденного таким способом предела ползучести. [c.190] При повышенных напряжениях и температурах следует применять релаксационно-стойкие материалы (хромистые и кремнистые стали), подвергнутые улучшению или изотермической закалке на верхний бейнит. [c.190] = О или 2 = О величина АР = О, т. е. даже при пластической вытяжке ослабление системы не наступает. [c.190] При построении диаграммы Р — е с учетом релаксации (рис. 465) прямые растяжения аЬ и Ьс сближают на отрезок сс = Лпл- Треугольник аЬ с изображает состояние системы после релаксации. [c.190] действующие в соединении. [c.190] Коэффициенты асимметрии циклов г, и снижаются, вследствие чего циклическая прочность болтов и корпусов падает. [c.191] Пример. Пусть Е, = 2,1 10 МПа Г, = 290 мм (X, = Е,Е, = 6 10 Н) Ез = 7,5-10 МПа = = 1600 мм ( 2 = Е Ег = 12-10 Н). Рабочая сила Рраб - 25 кН коэффициент затяжки 8 = 1. Пластическая вытяжка болта по истечении длительного времени Ддл = 0,0005 (при длине болта 200 мм абсолютная вытяжка /пл = 0,1 мм). [c.191] Параметры соединения до и после вытяжки приведены ниже. [c.191] По этой формуле определены значения Д л, при которых 9 = О (полное исчезновение натяга) и 9 = 0,5 (натяг, равный 0,5 первоначального). Принято 9=1 -1Д2 = 1 , = 2 х X 10 МПа. Ниже приведены также абсолютная вытяжка для болта данной 200 мм (/ д = = 200Дпл). [c.191] Вернуться к основной статье