Запас усталостной долговечности

Иногда вычисляют запас усталостной долговечности Яд, для которого применяют следующее выражение [c.208]

Поэтому для определения предельного состояния элемента конструкции необходимо не только учитывать наличие начального дефекта на масштабном микроскопическом уровне, но и в последующем процессе увеличения длины трещины возникает возможность проведения контроля с обоснованной периодичностью для ее своевременного выявления. Используемые в расчетах коэффициенты запаса прочности при установлении ресурса по критерию усталостной прочности несут на себе смысловую нагрузку наиболее полного учета всех возможных несоответствий между предполагаемыми условиями эксплуатационного нагружения и условиями, воспроизводимыми в испытаниях. Они включают многообразие факторов, влияющих на рассеивание усталостной долговечности, в том числе и при наличии малых по величине дефектов типа трещин. [c.47]

Созданы методики и оборудование для усталостных испытаний высокомодульных материалов. Расчеты на прочность при переменных нагрузках как по коэффициентам запаса прочности, так и при помощи вероятностных методов расчета требуют знания характеристик сопротивления усталости материала. Для этого разработаны оборудование и методики проведения усталостных испытаний композитов при растяжении, изгибе, межслойном сдвиге и смятии в мало- и многоцикловой областях. Установлено, в частности, что современные углепластики обладают высоким сопротивлением усталости по сравнению с металлическими материалами, что позволяет эффективно применять их при значительных амплитудах переменных нагрузок. Были выявлены статистические закономерности подобия усталостного разрушения углепластиков и разработаны предпосылки создания инженерной методики оценки усталостной долговечности элементов конструкций из углепластиков. [c.17]

Запас остаточной долговечности деталей, необходимый для их повторного применения, определяют на стадии выявления их технического состояния. По причине отсутствия или несовершенства средств для измерения этого параметра на восстановление направляются и те детали, которые не имеют достаточного запаса долговечности, что приводит к увеличению количества изломов деталей в эксплуатации. Технический уровень контрольно-сортировочного оборудования недостаточен. Это относится главным образом к оборудованию для определения течей в стенках и стыках и усталостных трещин в поверхностном слое металла. [c.661]

Запас на рассеяние усталостной долговечности, принимаемый по отношению к среднему результату испытаний, зависит от характеристик этого рассеяния, т.е. от материала, конструктивного исполнения, технологии изготовления и ее стабильности и других подобных факторов, специфических для каждого класса и типа конструкций. Опыты авиации свидетельствует о том, что для конструкций, изготовленных из алюминиевых сплавов, даже в условиях производства, характерных для изготовления изделий передовых отраслей машиностроения, величина необходимого запаса т , зависящего от числа п испытанных идентичных конструкций (рис. 4.3.2), является 3-5-кратной. [c.444]

Если переход к предельному состоянию осуществляется не за счет увеличения уровня переменной напряженности, а за сЧет увеличения числа циклов переменных напряжений N, то при расчете на ограниченную долговечность запас по усталостной долговечности определяется по формуле [0.21] (рис. 1.5.4) [c.179]

Графический анализ коэффициентов запасов усталостной прочности или п-с и долговечности Лд удобно производить по номограмме, приведенной на рис. 127. Пусть по расчету получился пробег L = 225 тыс. км, а заданный пробег до ремонта автомобиля 3 === 100 тыс. км. В этом случае на левой ветви горизонтальной оси номограммы находим L = 225 тыс. км и проводим вертикаль до наклонного луча с L3 = 100 тыс. км, от которого продолжаем горизонтальную линию до наклонного правого луча Лд, определяющего коэффициент запаса долговечности. Если от луча Пд провести вертикальную линию вниз до пересечения с правой ветвью горизонтальной оси, то получим Мд = 2,25. Горизонтальная линия L3 —Пд пересекает лучи Па с различными значениями показателя т кривой усталости. Предположим, что в заданном примере при расчете показатель т = 3, тогда от луча Пд с показателем т = 3 проводим вертикальную линию до пересечения с левой ветвью горизонтальной оси и получаем коэффициент запаса усталостной прочности Па = 1,25. [c.220]

Рис. 127. Номограмма для определения зависимости коэффициентов запаса усталостной порочности Па и долговечности Пд от заданного срока службы детали Ь

Результаты расчетов пластинчатых цепей на прочность по выражениям (1.15). .. (1.21), хорошо согласующиеся с практическими данными, свидетельствуют о том, что их разрушающая нагрузка по пределам выносливости материала деталей при н = = 1, т. е. при Л э 5 10 , в 6. .. 6,5 раза меньше ее стандартных значений, определяемых при испытаниях на разрыв. А если учесть, что по критерию усталостной долговечности цепь также должна иметь определенный запас (коэффициент запаса не менее 1,3), то приведенные значения реально принимаемых коэффициентов запаса прочности для длительно работающих цепей нельзя признать чрезмерно завышенными и ими следует руководствоваться при ориентировочных расчетах и в учебной практике. Лишь для кратковременно и редко работающих тихоходных конвейеров, у которых значение мало, а следовательно, коэффициент /Ср. достаточно высок (/Ср. н > 2), коэффициенты запаса прочности по отношению к стандартной разрушающей нагрузке могут быть приняты меньшими пяти. [c.42]

Поэтому для симметричных циклов расчеты эквивалентного запаса усталостной прочности, эквивалентных переменных напряжений, эквивалентной циклической долговечности можно проводить по формулам предыдущего пункта, заменив в них действующие напряжения о на амплитуды время ti на число циклов Ni, предел длительной прочности Одд — на ограниченный предел выносливости a p , и использовав соответствующие значения постоянных т и С (см. гл. 31). [c.36]

Если рассчитываемый элемент конструкции испытывает напряжения а с числом циклов = 2 + п , то коэффициент запаса по усталостной долговечности (рис. 1.14) [c.91]

В соответствии с режимами загрузки конвейера необходимо определять допускаемые нагрузки на цепь по прочности или несущей способности цепи, по выносливости (усталостной долговечности) и по износу. Принятая величина запаса прочности должна обеспечить надежную, безопасную и долговечную работу машины. [c.43]

Подробные данные для определения пределов выносливости в различных случаях и допускаемых напряжений приведены в работе [10]. В тех случаях, когда переход к предельному состоянию элемента конструкции происходит не из-за увеличения уровня переменной напряженности, а вследствие увеличения числа циклов повторения напряжений, необходимо определять запас по усталостной долговечности [c.231]

Поэтому, рассматривая влияние предварительной пластической деформации на усталостную прочность, необходимо учитывать, что с увеличением остаточной деформации пластичность металла снижается, а это сказывается на циклической долговечности, повышает чувствительность к перегрузкам от внешней нагрузки, снижая реальный запас прочности металла. [c.201]

В настоящее время для машин, изготавливаемых крупными сериями (автомобили, самолеты и др.), реальный запас долговечности в условиях переменных нагрузок определяется в ходе так называемых доводочных работ. При этом одна или несколько экспериментальных машин эксплуатируются круглосуточно в условиях, характерных для будущих серийных машин, С целью сокращения сроков подобных испытаний упомянутые экс периментальные машины испытывают в механических лабораториях на специальных вибростендах. На более ранних этапах проектирования подвергаются испытаниям отдельные узлы экспериментальной машины. Однако для первоначального проекта конструктор должен располагать сведениями об усталостной прочности конструкционных материалов, полученными в результате испытаний образцов этих материалов. Стержневые образцы испытывают на переменное растяжение-сжатие, переменный изгиб или переменное кручение, а также комбинируя эти воздействия. Машины для подобных испытаний называют пульсаторами. [c.337]

Расчет на прочность при нерегулярном переменном нагружении по коэффициентам запаса прочности не учитывает рассеяние характеристик сопротивления усталости и эксплуатационной нагруженности и не дает представления о связи циклической долговечности с вероятностью безотказной работы. Расчет функции распределения ресурса по усталости, т.е. зависимости между ресурсом вала (наработкой в часах, пробегом в километрах и т.п.) и вероятностью появления усталостной трещины, приведен в работах [9,10, 19]. [c.103]

После проведения расчетов наступает не менее ответственный этап — анализ полученных результатов и заключение о надежности конструкции. Решение этой задачи связано с третьей проблемой прочности. В настоящее время на стадии проектирования самосвала не приходится говорить об усталостной прочности и расчете долговечности. Как правило, заключение о прочности делается на основании выполнения условия прочности Отах [ст] или сравнения полученного значения коэффициента запаса прочности с допускаемым. Допускаемые напряжения [а] выбирают с определенным коэффициентом запаса по отношению к предельным напряжениям для данного материала. Например, для пластичных материалов за предельное напряжение принимается предел текучести 0 . Анализ коэффициентов запаса и допускаемых напряжений в зависимости от схематизированного вида нагружения самосвала показывает, что при расчете для всех рассмотренных выше схематизированных нагрузок можно принять коэффициенты запаса в пределах 1,3... 1,6 [1]. [c.78]

Повышение изгибной выносливости и долговечности зубчатых передач вследствие поверхностного упрочнения переходной поверхности у ножки зуба широко используется в производстве приводов. Поверхностное упрочнение зубьев позволяет повысить нагрузочную способность зубчатых передач примерно в 4-5 раз, тогда как за счет улучшения геометрии и качества сборки ее можно увеличить только в 1,5-2 раза. Вместе с тем пока еще отсутствуют инженерные методы оценки степени упрочнения и учета ее влияния на предел изгибной выносливости зубьев и долговечность зацепления В существующих методиках расчета зубчатых передач на прочность (ГОСТ 21354-84, СТ СЭВ 5744-86, РТМ 2 Н45-1) выносливость зубьев, необходимую для предотвращения усталостного излома зубьев, устанавливают сопоставлением расчетного максимального напряжения в опасном сечении на поверхности с допускаемым напряжением определяемому с учетом величины предела выносливости зубьев при изгибе расчетного коэффициента запаса прочности 5 , и уточняющих коэффициентов [c.105]

Гидрофильтры не всегда подвергаются строго упорядоченному числу единичных актов их нагружения в течение полета. Однако нагружение, реализуемое при работе агрегата в эксплуатации, может быть оценено на основе данных испытаний гидрофильтров на стенде. Для такого сравнения был использован один из изломов испытанных фильтров, в котором разрушение произошло по входному отверстию (длинная трещина). По характеру изменения шага усталостных бороздок распространение трещины на стенде и в эксплуатации было качественно весьма близким. Обнаруженная на стенде течь гидрожидкости соответствовала достижению трещиной длины около 25 мм, что совпало с критической длиной трещины, которая была выявлена в эксплуатации. Вместе с тем расчеты длительности роста трещины в испытаниях на стенде показали, что она составляет около 58000 циклов. Это в 2 раза меньше того числа циклов, что реализуются в эксплуатации по рассматриваемому месту распространения усталостной трещины. Из этого следует, что уровень напряженности гидрофильтра на стенде был несколько выше, чем при нагружении внутренним давлением в эксплуатации. Поэтому оцениваемый ресурс гидроагрегата по результатам стендовых испытаний с воспроизведением расчетного уровня внутреннего давления идет в запас располагаемой долговечности агрегата при его нагружении внутренним давлением в реальных условиях эксплуатации. Разница в длительности роста трещин в 2 раза отражает различие в средней скорости роста трещины почти в 2 раза. Поэтому можно считать, что при линейной связи шага бороздок с длиной трещины на большей части излома различие в длительности в 2 раза отражает различие в уровне эквивалентного напряжения в 1,4 раза, поскольку при линейной связи шага усталостных бороздок с длиной трещины реализуется квадратическая степенная зависи- [c.763]

Все указанные качественные рассуждения, относящиеся к примеру рис.З. ,, непосредственно переносятся на исходную задачу (вал с кольцевой трепанной) простой за- ной на R. На практике обычно реализуется случа1 весьма малых начальных трещин, когда о<, Следовательно, формула (3.W), как правило, дает оценку сверху для начальных TpeeyiH. Таким образом, применение в расчете На усталостную долговечность в качестве Ео величины, определяемой формулой (3.5А), идет в запас црочности, так что число циклов до разрушения,, полученное из такого расчета, при црочих равных условиях будет меньше истинного. [c.83]

В результате такого анализа определяются зоны, в которых основные силовые элементы подвержены тяжелым спектрам переменных напряжений и имеют высокую концентрацию напряжений, остаточные деформации при статических испытаниях, минимальные запасы по статической прочности, усталостной долговечности и живучести, ограниченную контролепригодность. В этих зонах также возможно проявление многоочаговых усталостных повреждений. [c.422]

Вторым условием является контролируемость состояния индикатора в процессе эксплуатации. Для выполнения этого условия в качестве индикаторов могут использоваться некоторые другие, даже косвенные диагностические параметры, которые максимально тесно коррелированы с факторами состояния. Если корреляция слаба, эффективность индивидуального мониторинга будет снижаться, так как придется использовать дополнительные запасы, компенсирующие нежесткую связь индикатора с состоянием. В каком-то смысле индивидуальная нагруженность может трактоваться как косвенный индикатор (эту характеристику скорее следовало бы назвать фактором-свидетелем . Однако этот косвенный индикатор хотя и коррелирует с фактическим состоянием, но делает это на фоне огромного рассеяния усталостной долговечности, предопределяющего необходимость сохранения больших остаточных запасов. [c.451]

При расчете элемента металлоконструкции на усталостную долговечность следует определять ограниченный срок службы, для чего учитываются нормальные и касательнйе напряжения. Запас прочности при симметричных циклах [c.231]

Пример условного обозначения цепи калибра 18 мм с шагом звена 64 мм, класса прочности С, 2-й степени точности цепь круглозвенная 18X64 = С2 (ОСТ 12.44.013—75). Расчет цепей производится по ОСТ 12.44.020—76 Машины угольные. Тяговые органы с круглозвенными цепями. Методика расчета . При расчете учитываются требования по следующим критериям коэффициенту запаса прочности относительно максимального натяжения в рабочем режиме коэффициенту запаса прочности относительно экстренного натяжения средней усталостной долговечности начальному натяжению цепного органа, необходимому для обеспечения безопасной работы требуемой величины компенсации изменений длины цепи необходимому усилию компенсатора влиянию поперечных нагрузок. [c.193]

При оценке циклической долговечности нельзя ошибаться (или допускать погрешность) в сторону завышения числа Np, так как это может привести к катастрофическим последствиям при принятии решений по результатам расчета. Погрешности в сторону занижения числа Np допустимы, так как они идут в запас долговечности. Поэтому в настоящей методике, во-первых, предлагается уравнение Пэриса-Махутова продолжить в область малых AKi (или iKie), как показано на расчетной диаграмме усталостного разрушения (рис. 5.6, б). Во-вторых, предлагается не рассматривать подобласть III. Для этого считается долговечность исчерпанной, как только ДК[ (или АК е) по мере роста трещины доходит до границы II и III подобластей кинетической диаграммы циклического разрушения. [c.297]

Выявленные расхождения в долговечности эксплуатационных дисков и дисков на стенде, испытанных в составе двигателя, явились результатом того, что долговечность дисков нри формировании программ испытания определялась по циклу "О-тах-0 нри оборотах взлетного режима (10910 об/мин) без учета повреждения диска при работе двигателя на других режимах, используемых в полете. Из расчетов следовало, что зона зарождения усталостных трещин в эксплуатации является наиболее напряженной и при требуемом нормами прочности пятикратном запасе составляет для дисков с неудаленными и удаленными передними шлицами 2860 и 8043 цикла соответственно. [c.518]

Метод испытаний с воспроизведением реальных записей вибрационных процессов позволяет получить наиболее точную оценку долговечности (усталостной) в условиях эксплуатации. Однако такие испытания проводят редко. При таких испытаниях объект нагружается всеми нагрузками спекзра, в том числе и очень малого уровня с большой повторяемостью и, как следствие, база испытаний с учетом коэффициентов запаса получается очень большой [35]. [c.367]

Для упрочняющегося алюминиевого сплава АД-33 характерно непрерывное уменьшение накопленной деформации и ширины петли с ростом числа циклов мягкого нагружения (рис. 5.6, а). Образец, долговечность которого составила 30 циклов, имел увеличение истинных напряжений от нулевого до 44-го полуцикла всего лишь на 7,6% (с 340 до 360 МПа). При этом ширина петли в указанном полуцикле уменьшилась в 5,9, а истинная деформация — в 5,6 раза. Столь малая разница по сравнению с разупроч-няющимися материалами объясняется прежде всего тем, что материалы типа АД-33 обладают малым запасом пластичности и их разрушение даже при малых долговечностях, как правило, имеет усталостный характер. Образующаяся при данных условиях испытания шейка невелика и определяет лишь незначительные увеличения истинных напряжений по сравнению с условными. [c.172]

Здесь имеется область А квазистатического разрушения, область В усталостного разрушения и область С неограниченной долговечности. В ряде случаев во всем диапазоне числа циклов N расчетьг могут бьггь выполнены достаточно точно на участке РЕ (рис. 14.1.1,6) либо по условию нестабильного разрушения, либо по условию наступления текучести на участке ЛР — по условию ограниченной долговечности, а на участке правее — по условию неразрушимости в течение любого числа N. Если данньгх для проведения расчетов оказывается недостаточно, то можно в запас ггрочности уменьшить область ЛР, переместив точку Р в точку б при N = 10. [c.496]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...