Напряжений концентрация усталости

Выше было рассмотрено влияние концентраторов напряжений на усталость сплавов при малоцикловом нагружении. Однако малоцикловая долговечность зависит не только от наличия концентраторов напряжений в значительно большей степени она изменяется в результате совместного влияния коррозионной среды, условий нагружения, состояния металла, концентрации напряжений, внешней поляризации и пр. Действие этих факторов на долговечность сплавов может проявляться по-разному в зависимости от их химического состава, структурного состояния, а также состояния поверхностных слоев металла. Циклическое нагружение в коррозионной среде при большой общности с процессами коррозионного растрескивания имеет свою специфику. [c.113]

Ов свидетельствует о том, что чувствительность сталей к концентрации напряжений при усталости увеличивается с повышением их прочностных характеристик. Совпадение пределов выносливости по разрушению и трещинообразованию для большинства исследованных материалов (прямая 1 2) показывает, что форма концентратора, выбранная для исследований, в большинстве случаев не вызывает появления не-распространяющихся трещин. Расположение прямых 3 (предел выносливости по [c.150]

Соединения встык по сравнению с другими типами соединений обладают повышенной прочностью, характеризуются менее резким изменением геометрической формы и меньшей концентрацией напряжений. По усталости стыковых соединений имеется большое количество экспериментальных данных. Наиболее типичные результаты исследований усталости соединений с поперечными швами встык, выполненных на протяжении последних 20 лет, и приводятся в табл. 8 (рис. 34 и 35). В сводную таблицу включены значения пределов выносливости основного металла и [c.58]

Таким образом, можно считать, что в одних средах наблюдается только межкристаллитное разрушение, в других средах только транс-кристаллитное, а во многих случаях и тот и другой вид образования трещин коррозионной статической усталости. На образование этих трещин оказывает также влияние еще и уровень растягивающих напряжений, концентрация среды, ее температура и т. п. [c.104]

В дальнейшем влиянием концентрации напряжений па усталость интересовался Р. Петерсон ). Из своих испытаний с образцами различных диаметров он пришел к следующим заключениям [c.457]

Эта диаграмма выявляет зависимость предела выносливости от асимметрии цикла. Она позволяет шире анализировать влияние различных конструктивных и технологических факторов (например, концентрации напряжений) на усталость данной детали по сравнению со стандартным образцом. Диаграмма может оказаться полезной при разработке методов расчета детали на усталость по расчетному нагрузочному режиму. [c.161]

Технология изготовления коленчатого вала и сборка двигателя не должны допускать возникновения концентрации напряжений, остаточных напряжений, а также повреждений поверхности вала (трещин, царапин, подрезов галтелей и пр.). Возникновение в местах концентрации напряжений трещин усталости должно предотвращаться как при помощи различных конструктивных мероприятий (обеспечение жесткости опор, коленчатого вала и др.), так и, в частности, при помощи наклепа галтелей, щек и краев масляных каналов. [c.227]

При наличии концентрации напряжений трещина усталости зарождается в местах повышенных напряжений галтель, отверстие, надрезы от механической обработки, износы от взаимного трения листов рессор, утонение металла при вытяжке, коррозия, внутренние напряжения при сварке и термообработке и т. д. [c.64]

При систематическом действии на тело переменных напряжении в местах их наибольшей концентрации могут возникать и развиваться трещины, приводящие тело к хрупкому разрушению. Процесс возникновения и развития в материале тела трещин от действия переменных напряжений называется усталостью материала. Сопротивляемость материала пере.менным напряжениям называется выносливостью материала. [c.341]

Следовательно, релаксация напряжений при усталости не всегда связана с уменьшением концентрации дефектов, и увеличение времени между циклами нагружения, т. е. снижение частоты, может привести к более быстрому разрушению материала. Об этом также свидетельствуют данные структурного анализа (рис. 127). [c.252]

Факторы, влияющие на чувствительность материала к концентрации напряжений при усталости, можно объединить в следующие четыре группы [19, 20] [c.118]

Они создают наибольшую концентрацию напряжений. Кроме того, в процессе сварки у концов шва создаются высокие растягивающие остаточные напряжения. Трещины усталости в таких соединениях, как правило, возникают в основном металле у концов фланговых швов. [c.115]

Прочность деталей конструкций при переменных нагрузках зависит в значительной степени от наличия концентраций напряжений. Концентрация напряжений уменьшает величину предела усталости конструкций по сравнению с элементами, в которых напряжения распределены равномерно. [c.234]

Переменное нагружение, когда существенным является влияние концентрации напряжений на усталость металла, [c.255]

Прочность деталей. Качество поверхности в значительной мере влияет на прочность деталей, особенно при переменных нагрузках. Концентрация напряжений, вызывающая разрушение детали, происходит вследствие неровностей ее поверхностей. [Высокая чистота поверхности, полученная в результате отделочных операций, значительно повышает усталостную прочность, так как чем меньше микронеровности, тем меньше возможность появления поверхностных трещин от усталости металла. [c.84]

При движении зуба в плоскости зацепления линия контакта перемещается в направлении от / к <3 (рис. 8.27, б). При этом опасным для прочности может оказаться положение I, в котором у зуба отламывается угол. Трещина усталости образуется у корня зуба в месте концентрации напряжений и затем распространяется под некоторым углом р,. Вероятность косого излома отражается на прочности зубьев по напряжениям изгиба, а концентрация нагрузки q — на прочности по контактным напряжениям. [c.126]

При циклическом нагружении эффективный коэффициент концентрации напряжений упрощенно определяют на основании кривых усталости гладкого образца и образца с концентратором напряжений (рис. 175) как отношение их пределов выносливости (к, = Оо/а) или разрушающих напряжений в области ограниченной долговечности при одинаковом числе циклов N (1 э = сто/а ). [c.299]

Изучение циклической прочности при нестационарных режимах имеет большое принципиальное и прикладное значение, так как позволяет глубже узнать природу усталости, рациональнее использовать материал и точнее определять долговечность конструкций в эксплуатационных условиях. Однако расчет усложняется. Необходим огромный экспериментальный материал для того, чтобы выяснить закономерности изменения пределов выносливости при различных спектрах нагружения. Должны быть учтены факторы концентрации напряжений, состояния поверхности и т. д., влияние которых на вид кривых усталости при нестационарных режимах может быть иным, чем при стационарном нагружении, и очень значительным (см. рис. 187). ,. - [c.309]

Такое расхождение объясняется тем, что теоретический коэффициент концентрации о отражает характер распределения напряжений лишь для идеально упругого материала. В реальных же материалах за счет пластических деформаций в микрообласти места концентрации напряжения несколько перераспределяются и сглаживаются. Учитывая это, наряду с теоретическим коэффициентом концентрации при рассмотрении вопросов усталости используют понятие эффективного, или действительного, коэффициента концентрации, представляюш,его собой отношение предела выносливости гладкого образца без концентрации напряжений к пределу выносливости образца с концентрацией напряжений, имеющего такие же абсолютные размеры сечений. Эти коэффициенты в дальнейшем обозначены так [c.601]

Объяснение зависимости пределов выносливости от размеров сечений, как и других закономерностей и характеристик усталости, дают статистические теории усталости. Эти теории освещают вопросы изменения эффективных коэффициентов концентрации в зависимости от величин градиентов напряжений и абсолютных размеров. [c.605]

При повышенных температурах даже при очень большом числе циклов кривая усталости не имеет горизонтального участка. Так, для гладких образцов даже при 100 млн. циклов горизонтальный участок не наблюдается. Влияние концентрации напряжений с повышением температуры в общем уменьшается, однако для ряда сталей, по-видимому, опять-таки за счет физико-химических процессов чувствительность к надрезу сплава увеличивается. При температурах порядка 500—бОО С в стали начинаются процессы ползучести, имеющие место также и при переменных нагрузках даже при симметричном цикле. [c.609]

Достоинствами этих соединений являются возможность соединения деталей из разнородных материалов, соединения тонких листов, пониженная концентрация напряжений и хорошее сопротивление усталости, возможность обеспечения герметичности, уменьшенная масса, возможность получения гладкой поверхности изделия. [c.78]

Усиленные упорные резьбы имеют угол нерабочей стороны профиля 45°, что обеспечивает существенное снижение концентрации напряжений за счет повышения напряжений смятия сопротивление усталости у них повышено в 1,5 раза. [c.94]

Это выражение представляет собой упрощенный в сторону увеличения запаса прочности расчет на сопротивление усталости, в котором не учитывается изменение касательных напряжений по более благоприятному циклу, чем напряжения изгиба, и различие коэффициентов концентрации напряжений изгиба и кручения и т. д. [c.324]

При систематическом действии на тело переменных напряжений в местах их наибольшей концентрации могут возникнуть и )ззвиваться трещины, приводящие тело к хрупкому разрушению. Лроцесс возникновения и развития в материале тела трещин от действия переменных напряжений называется усталостью материала. [c.417]

В 3 %-ном растворе Na I изменение глубины надреза в диапазоне 0,2— 8 мм при диаметре рабочего сечения образца 20 мм практически не повлияло на условный предел коррозионной выносливости, он несущественно понизился с уменьшением радиуса закругления надреза от 15 до 0,1 мм. Иными словами, коррозионная среда нивелирует отрицательное действие механической концентрации напряжений при усталости углеродистых и низколегированных сталей. [c.142]

За последние годы отмечались многочисленные коррозионные повреждения не только лопаток, но даже и дисков роторов турбин [1.171. При этом повреждения носили различный характер (коррозионное растрескивание под напряжением, коррозионная усталость, коррозия — эро-вия), но все они, как правило, сосредоточивались в зоне начала конденсации пара, вблизи линии Вильсона. Это объяснялось тем, что в этой зоне даже небольшое загрязнение пара, концентрируясь в очень малом количестве влаги, могло давать высокие, в ряде случаев коррозионноопасные, концентрации. Поэтому за последнее время в ряде публикаций [1.17] выдвигались требования добиваться максимально высокого КПД сепаратора (возможно ближе к 100%). [c.36]

Концштраци-ей напряжений называется местное увеличение напряжений, вызванное резким изменением очертания детали концентратором напряжения), как-то наличием надреза, отверстия, резьбы, сопряжения детали. С этих мест могут развиваться трещины усталости, а также статические поломки деталей из хрупкого материала. В деталях из пластичного материала благодаря перераспределению напряжений концентрация обычно не снижает прочности при статической нагрузке. [c.281]

После определения диаметров и длин участков вала, а также его конструктивных элементов производят расчет вала на сопротивление усталости (см. 10.3). Известно, что шпоночные пазы, резьбы под установочные гайки, отверстия под установочные винты, а также канавки и резкие изменения сечений вала вызьшают концентрацию напряжений, уменьшающую его усталостную прочность. Поэтому, если вал имеет небольшой запас по сопротивлению усталости, следует избегать использования элементов, вызывающих концентрацию напряжений. [c.163]

Эвольвентные шлицы вызьшают меньшую концентрацию напряжений по сравнению с прямобочными. Шлицевое соединение меньше снижает сопротивление усталости вала, чем шпоночное. [c.164]

Отрицательные свойства соединение ослабляет вал и ступицу шпоночными пазами концентрация напряжений в зоне шпоночной канавки снижает сопротивление усталости вала прочность соединения ниже прочности вала и ступицы, в особенности при переходных посадках или посадках с зазором. Поэтому шпоночные соединения не рекомендуют для быстроходных динамически нагруженных валов. Технологическим недостатком призматических шпонок является трудность обеспечения их взаимозаменяемости, т. е. необходимость пригонки или подбора шпонки по пазу, что ограничивает их применение в крупносерийном и массовом производстве. Пригонкой стремятся обеспечить устойчивое положение шпонки в пазах, так как перекос (выворачивание) шпонки значительно ослабляет соединение. Сегментная шпонка с глубоким пазом в этом отношении обладает пре-имуп],еством перед простой призматической шпонкой. Ее предпочитают применять при массовом производстве. [c.78]

Существенный недостаток прессового соединения — зависимость его нагрузочной способности от ряда факторов, трудно поддающихся учету широкого рассеивания значений коэффициента трения и натяга, влияния рабочих температур на прочность соединения и т. д. К недостаткам соединения относится также наличие высоких сборочных напряжений в деталях и уменьшение их сопротивления усталости вследствие концентрации давлений у краев отверстия. Влияние этих недостатков снижается по мере накопления результатов экспериментальных и теоретических исследований, позболяюш,их совершенствовать расчет, технологию и конструкцию прессового [c.91]

Поломка зубьев (рис. 8.11). Поломка связана с напряжениями изгиба. На практике наблюдается выламывание углов зубьев вследствие концентрации нагрузки. Различают два вида поломки зубьев поломка от больших перегрузок ударного или даже статического действия (предупреждают защитой привода от перегрузок или учетом перегрузок при расчете) усталостная поломка, происходящая от действия переменных напряжений в течение сравнительно длительного срока службы (предупреждают определением размеров из расчета на усталость). Особое значение имеют меры по устранению концентраторов напряжений (рисок от обработки, раковин и трещин в отливках, микротрещин от термообработки и т. п.). Общие меры предупреждения поломки зубьев — увеличение модуля, положительное смещение при нарезании зубьев, термообработка, наклеп, уменьшение концентрации нагрузки по краям (жесткие валы, зубья со срезанными углами — см. рис. 8.13, ж, бочкообразные зубья — см. рис. 8.14, в и пр.). [c.105]

Допущение об однородности НДС в структурном элементе основывается на физических закономерностях, аналогичных рассмотренным при анализе роста трещин усталости (см. подраздел 4.1.4), так как при хрупком, вязком и усталостном разрушениях необходимым условием зарождения повреждений (мнкро-трещин, микропор) является определенная концентрация напряжений в голове плоских скоплений дислокаций. При размере пластической зоны меньшем, чем диаметр зерна, повреждения не образуются. Если допустить, что НДС однородно, получим в этом случае отсутствие пластической деформации в структурном элементе (см. подраздел 4.1.4). Так как нас интересует пластическое деформирование не само по себе, а утилитарно — с точки зрения накопления повреждений, то предложенная фор- [c.231]

Практика эксплуатации сварных нетермообрабатываемых конструкций в условиях циклического нагружения показывает, что в большинстве случаев разрушения возникают в сварном шве или области сопряжения шва с основным металлом. Это связано с комплексом факторов, снижающих работоспособность сварных соединений, основными из которых являются концентрация напряжений и деформаций в зонах сопряжения шва с основным металлом, остаточные сварочные напряжения (ООН), а также ухудшение характеристик сопротивления усталости металла шва и зоны термического влияния по отношению к основному металлу [59, 119, 144]. [c.268]

Что создает дополиитель-, ное повышение предела усталости Вид поверхностной обработки При малой концентрации напряжений (Кд <1.5) При большой концентрации напряжений Ка > Ь8) [c.280]

Достигаемое повышение сопротивления усталости деталей на гладких участках — на 20...40 % деталей, типичных для машиностроения форм с концентрацией напряжений,— на 8()...100%, при особо реэкой концентрации напряжений — до Трех раз. [c.33]

Соединения с натягом снижают сопротивление усталости валов, что связано с концентрацией напряжений и контактной коррозией на посадочных поверхностях. Однако это снижение компенсируется легче, чем снижение, вызываемое шпоночными или шлицевыми соединениями. Сопротивление усталости валов под сту-г[ицами может быть повышено увеличением диаметра части вала под ступицей примерно на 5 % с плавными переходными поверхностями, обкаткой роликами, азотированием, цементацией или закалкой с нагревом ТВЧ, а также разгрузочными канавками, выполняемыми на торцах ступиц и снижающими концентрацию напряжений ( 16.4). [c.86]

Сопротивление валов усталости определяется относительно малыми объемами металла в зонах значительной концентрации напряжений. Поэтому особо эффективны специальные конструктивные и технологические мероприятия по повьипению выносливости валов. [c.319]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...