Элемент - Испытания на усталость 295 - Исследования сопротивления усталости

Сопоставление сопротивления усталости монолитной и многослойной стали. Сравнительная оценка сопротивления усталости монолитной и многослойной стали должна, но-видимому, рассматриваться с позиций проявления влияния масштабного фактора, вызывающего снижение пределов выносливости образцов или элементов конструкций по мере роста их размеров [21. Исследования [2—5], выполненные на гладких цилиндрических образцах, свидетельствуют о том, что масштабный фактор наиболее сильно проявляется при изгибе и кручении. По мере увеличения диаметра образца от 7,5 до 200 мм снижение пределов выносливости [2—5] может достигать 30—50 %. В меньшей степени роль масштабного фактора проявляется при осевом нагружении [2], однако, и в этом случае его влияние может быть существенным. Предположим, что сопротивление усталости тонколистового металла в многослойных конструкциях окажется повышенным в сравнении с монолитным. С целью проверки этого предположения выполнены сравнительные усталостные испытания многослойных и однотипных монолитных образцов (рис. 1), изготовленных из малоуглеродистой стали марки Ст. Зсп. Химический состав и механические свойства исследованной стали удовлетворяли требованиям ГОСТа 380-71. [c.257]

Сопоставление сопротивления усталости стыковых соединений, нахлесточных соединений с прикреплением патрубков и многослойного металла с перфорационными отверстиями. Основным видом несущего соединения многослойных конструкций является стыковой монолитный шов, выполненный автоматической или ручной сваркой. Исходя из этого, при расчетной проверке многослойных конструкций на выносливость в качестве основного расчетного сопротивления принимаются характеристики сопротивления усталости стыкового соединения, устанавливаемые нормами расчета на прочность на основании результатов соответствующих экспериментов. Таким соединениям, как вварка различного рода патрубков и устройство отводов в многослойной стенке, а также другим конструктивным особенностям (устройство перфорационных отверстий) отводится второстепенная роль. Однако эти элементы в конструкциях из монолитного металла создают повышенную в сравнении со стыковыми соединениями концентрацию напряжений, которая, в большинстве случаев, является определяющим фактором, обусловливающим инициирование и развитие усталостных разрушений. Эти виды соединений могут определять также несущую способность многослойных сварных конструкций, подвергающихся в эксплуатационных условиях воздействию циклических нагрузок. Все это потребовало выполнения специальных исследований, связанных с сопоставлением сопротивления усталости рассмотренных видов соединений. Испытаниям подвергались три серии образцов первая — эталонный многослойный образец со стыковым соединением вторая — образец, воспроизводящий устройство перфорационных отверстий в многослойной стенке третья — образец, воспроизводящий вварку угловыми швами мо- [c.260]

Элемент - Испытания на усталость 295 - Исследования сопротивления усталости 302 [c.620]

Описанные выше характеристики сопротивления усталости материалов определяются при испытании небольших по размерам и специально подготовленных образцов. Реальные же элементы конструкций, изготовленные из этих материалов, отличаются от испытанных образцов геометрическими размерами, технологией изготовления, условиями работы, наличием концентраторов напряжений и поэтому имеют существенно отличные от них характеристики сопротивления усталости. Учет этих реальных особенностей изготовления и эксплуатации элементов конструкций в расчетах связан с проведением теоретических и экспериментальных исследований по выявлению количественных соотношений между различными факторами и сопротивлением усталости натур- [c.24]

Усталость малоподвижных соединений. Наиболее полные и достоверные сведения о сопротивлении усталости элементов конструкций с малоподвижными соединениями (валов с прессовыми посадками, болтовых и шлицевых соединений и т. п.), можно получить при исследовании натурных деталей. Однако достаточно полезные сведения о чувствительности материалов к фреттингу получают и при лабораторных испытаниях образцов по приведенным на рис. 4.10 схемам, максимально приближенным к условиям эксплуатации деталей типа вал—втулка. [c.148]

Проведенные в последнее время испытания при высоких напряжениях и относительно низких частотах нагружения показали, что при очень высоком уров не напряжения частота нагружения может оказывать существенное влияние на сопротивление усталости [6]. Однако эти испытания на усталость при наличии пласти-.ческих деформаций, а также многие другие исследования, проведенные на гладких образцах малых размеров, не позволяют судить о поведении крупных элементов конструкции или соединений, в которых неизбежно имеется местная концентрация напряжений. [c.50]

Большие трудности связаны с получением статистических данных о несущей способности элементов конструкций. Для этого используются в основном два способа. По одному из них экспериментально определяются функции распределения характеристик усталости (или других необходимых механических свойств) для материала путем массовых испытаний лабораторных образцов. Пользуясь условиями подобия, по ним определяется циклическая несущая способность деталей. Систематические исследования усталостных свойств легких авиационных сплавов Б статистическом аспекте были проведены, например, кафедрой сопротивления материалов МАТИ [7 10 11 14] и другими организациями [5]. Это позволило показать применимость усеченного нормально логарифмического распределения для величин долговечностей и ограниченных пределов усталости, установить зависимость дисперсий чисел циклов от уровня напряжений, построить семейства кривых усталости по параметру вероятности разрушения. На основе гипотезы прочности слабого звена были разработаны критерии подобия при усталостных разрушениях в зависимости от напрягаемых объемов с учетом неоднородности распределения [c.144]

Электродинамвческне и электромягннтпые возбудители колебаний. Наиболее эффективны для исследования сопротивления усталости конструкционных элементов электродинамические возбудители. Они отличаются, как правило, широкополостностью (5,..5000 Гц), имеют большой диапазон усилий на подвижной платформе, просты в управлении. Что отличает, как правило, испытания конструкционных элементов от испытания образцов, так это определение напряжений в конструкционных элементах (в образце, зная его размеры и значение нахрузки, осевую или поперечные силы несложно определить). Для конструкционных элемеетов следует использовать тензометрию и метод хрупких покрытий для более обстоятельного изучения их напряженного состояния. [c.300]

Большое внимание уделено планированию усталостных испытаний, являющихси наиболее трудоемкими и дорогостоящими. Приведены методики, разработанные на основании результатов специально поставленных статистических исследований методом Монте-Карло, позволяющие в зависимости от целей исследования производить надлежащий выбор числа испытуемых объектов, числа значений уровней амплитуды напряжений при испытании, рациональное распределение объектов по уровням амплитуды напряжений с учетом планируемой точности и статистической на. дежности оценки характеристики сопротивления усталости материала, деталей ма. шин и элементов конструкций для различных значений вероятности разрушения или образования трещины заданной протяженности. [c.3]

До настоящего времени сопротивление усталости определяют почти исключительно на базе экспериментальных исследований. При этом наиболее надежные результаты обеспечиваются при испытаниях натурных конструкций или их элементов. Для экспериментальных исследований по усталости создан ряд установок, позволяющий вести испытания как мелких, так и крупных образцов или элементов конструкций [11, 93, 102, 158]. Например, широко используют гидропульсаторные установки, резонансные машины с механическим или электромагнитным силовозбуж-дением, а также многочисленные конструкции, осуществляющие изгиб вращающихся образцов. [c.17]

Надежность работы в значительной мере зависит от соответствия примененных материалов и их качества требованиям нормативнотехнологической документации. Действующие нормы и правила предусматривают механические испытания и металлографический анализ основного металла и сварных соединений котлов, трубопроводов пара и горячей воды и сосудов, работающих под давлением. Объемы и методы механических испытаний и металлографических исследований строго регламентированы [23, 24, 25]. Механические испытания ставят своей задачей определение механических свойств при комнатной и рабочей температуре, без знания которых нельзя правильно выбрать материал для изготовления детали и оценить состояние металла в процессе эксплуатации. Основными видами механических испытаний являются испытания на растяжение, твердость и на ударный изгиб (динамические испытания). Технологические испытания на загиб, раздачу и свариваемость служат для оценки возможности проведения технологических операций, необходимых для изготовления и монтажа оборудования (сварки, гибки, вальцовки и т. п.). Такие важнейшие для котельных материалов испытания, как испытания на ползучесть, длительную прочность, сопротивление усталости, релаксацию напряжений, не предусматриваются действующими правилами котлонадзора в качестве контрольных и служат в основном для выбора допускаемых напряжений и установления ресурса работы элементов, изготовленных из различных сталей. [c.8]

Известно, что многие конструкции, свободные кромки которых получены кислородно-флюсовой резкой, воспринимают знакопеременную нагрузку. В этом случае возможно некоторое уменьшение сопротивления усталости элементов. Это подтверждается данными исследований, проведенных лабораторией Кнапзак—Гризгейм при сравнительном испытании образцов, изготовленных из стали толщиной 5 и 12 мм с применением кислородно-флюсовой резки [20]. Химический состав исследуемых сталей в процентах приведен ниже. [c.67]

Интенсивно исследовались также особенности сопротивления усталости различных конструкционных сплавов, влияние технологических факторов и конструктивных форм. Эти работы выявили ряд закономерностей, связанных с большим влиянием на статическую выносливость местных концентраций напряжений и полей остаточных напряжений (Б. Ф. Богданов, Д. Я. Кулешов, Н. И. Марин, М. В. Серов). На основе этих исследований была отработана методика обеспечения ресурса на стадии проектирования, базирующаяся на проверке конструктивно-технологических решений путем испытания крупногабаритных элементов (панелей, стыков и др.) в процессе создания новых самолетов (Л. И. Балабух, Н. И. Марин, М. В. Серов, А. М. Черемухин). [c.304]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...