Фреттинг-усталость

Поверхностное пластическое деформирование также повышает стойкость к фреттинг-коррозии п фреттинг-усталости, по в коррозионных средах эффект от упрочнения поверхностных слоев после определенной базы работы детали может резко снизиться. Это связано с разрушением упрочненного слоя фреттинг-коррозией. [c.91]

В работах [1—3] приводятся зависимости для интенсивности процесса фреттинг-коррозии от а, р, о, V и даны аналитические выражения для интенсивности процесса, в которые входят параметры а, р, V. Однако практически отсутствуют исследования, устанавливающие связь между параметрами процесса и сопротивлением усталости материала при фреттинге (фреттинг-усталости). [c.382]

Повышение характеристик механической прочности Оц, сг-г и ЫВ сопровождается увеличением чувствительности конструкционных материалов к фреттинг-усталости [1, 2]. Применение поверхностных обработок, сопровождающихся образованием в слое сжимающих остаточных напряжений, способствует повышению сопротивления фреттинг-усталости конструкций [1, 4] Под коэффициентом К подразумевается влияние конструктивного фактора па сопротивление усталости — особенности конструкции сопряжения контактирующих деталей, силовая схема передачи циклических нагрузок и др. [c.383]

В общем случае чувствительность материала к фреттинг-усталости можно выразить через коэффициент К , характеризующий степень снижения сопротивления усталости материала при фреттинг-коррозии. Он определяется как отношение [c.383]

Важно, что статистические характеристики рассеяния результатов испытаний материала на фреттинг-усталость остаются такими же, как и при обычных испытаниях на усталость [51. С повышением [c.383]

Предел выносливости материала при фреттинг-усталости рассматривается как функция параметров процесса фреттинг-коррозии прочностных характеристик материала, коэффициента проскальзывания сопряженных пар в контакте, конструктивного фактора, а также характеристик поверхностного слоя. В более общем случае чувствительность материала к фреттинг-усталости выражается через козффициент характеризующий степень снижения сопротивления усталости материала при фреттинг-коррозии. При этом учитываются относительная жесткость подступичной части вала, величина относительного давления в контакте, а также вероятностные характеристики сопротивления усталости материала. [c.437]

Увеличение сопротивления фреттинг-усталости фрикционным латунированием проверено на сравнительных усталостных испытаниях образцов диаметрами 12 и 17 мм с напрессованными втулками, подвергнутых нагружению чистым изгибом с вращением. Образцы и втулки изготавливались из нормализованной стали 35. Для всех образцов методом селективного подбора создавали натяг 20 мкм, что соответствует прессовой посадке. [c.149]

Сопротивление фреттинг-усталости оценивали по величине предельного циклического напряжения, при котором образцы проработали 2-10 циклов без разрушения. [c.149]

Для изучения механизма увеличения сопротивления фреттинг-усталости фрикционным латунированием были проведены металлографические исследования характера повреждений образцов в процессе испытаний. Особое внимание было уделено развитию пластической деформации, видоизменяющей фреттинг-процесс. [c.150]

ФРЕТТИНГ-УСТАЛОСТЬ ПОВЕРХНОСТНО-УПРОЧНЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ [c.149]

Роторы турбин состоят из большого числа элементов. Прежде всего это лопатки и элементы их креплений. Возникающие контактные давления сопрягаемых элементов, обусловленные монтажными операциями и центробежными силами, а также взаимные смещения элементов по площадкам сопряжения (в пределах 2—20 мкм) могут привести в условиях циклического нагружения к проявлению фреттинг-эффекта (фреттинг-коррозия, фреттинг-усталость). Опыты на модельных образцах показали, что такой эффект снижает пределы выносливости в 2—3 раза при относительно небольших контактных давлениях (от 30 до 200 МПа). [c.8]

Основными задачами, которые приходится решать каждому конструктору при анализе прочности и выборе средств предотвращения разрушения конструкции, являются установление наиболее вероятных из разнообразных видов механического разрушения, встречающихся в инженерной практике, и оценка возможности разрушения конструкции в процессе ее эксплуатации. В соответствии с этим в книге сначала приводятся определения и указываются характерные признаки различных видов механического разрушения, а затем наиболее важным из них посвящаются целые главы. Вследствие большого практического значения очень подробно рассматривается усталостное разрушение, причем уделяется внимание как многоцикловой, так и малоцикловой усталости. Достаточно подробно рассматриваются также хрупкое разрушение, ползучесть, разрыв при ползучести, фреттинг-усталость, фреттинг-износ, удар, выпучивание и некоторые другие виды разрушения. Отдельная глава посвящена концентрации напряжений. Основные понятия механики разрушения излагаются при описании хрупкого и усталостного разрушения. [c.7]

Ш. Фреттинг (А) фреттинг-усталость (В) фреттинг-износ (С) фреттинг-коррозия. [c.16]

Если в результате малых относительных поперечных смещений двух поверхностей при ударе, которые могут вызываться поперечными деформациями или действием случайных малых боковых составляющих скоростей, происходит фреттинг (подробнее это явление будет описано ниже), то разрушение называется ударным фреттингом. Усталость при ударе наблюдается, когда разрушение происходит при повторном действии ударных нагрузок вследствие образования и распространения усталостных трещин. [c.20]

ФРЕТТИНГ, ФРЕТТИНГ-УСТАЛОСТЬ И ФРЕТТИНГ-ИЗНОС [c.476]

Постепенно становится все более ясным, что потеря работоспособности деталей машин вследствие фреттинг-усталости является одним из опаснейших видов разрушения как по причине частоты ее появления, так из-за серьезности последствий. Фреттинг-износ в некоторых приложениях также представляет собой серьезную проблему. И фреттинг-усталость, и фреттинг-износ, равно как и фреттинг-коррозия, характеризуются явлением фреттинга. В течение многих лет фреттинг определялся как механический и химический процесс, происходящий в условиях, когда прижатые нормальной силой поверхности скользят друг по другу, совершая колебательное движение. При этом нормальная сила достаточно велика, а амплитуда колебательных скользящих движений мала настолько, что возможность удаления выкрашивающихся частиц сильно ограничена [11. В последнее время используются более широкие определения, включающие в себя случаи, когда контактирующие поверхности периодически разъединяются и вновь соединяются, а таже случаи, когда осциллирующие поверхностные усилия трения вызывают поля напряжений, приводящие к разрушению. [c.476]

Хотя явления фреттинг-усталости, фреттинг-износа и фреттинг-коррозии представляют опасность для многих механических систем и изучению фреттинга посвящено много исследований, до сих пор существует очень мало данных для проведения количественных расчетов и не создано метода прогнозирования разрушения в условиях фреттинга, обладающего достаточной общностью. Однако несмотря на то, что явление фреттинга изучено еще не полностью и пока не создано достаточно хороших моделей фреттинг-усталости и фреттинг-износа, уже многое выяснено относительно того, что оказывает наиболее существенное влияние на процесс фреттинга. [c.477]

Влияние напряженного состояния детали при фреттинге для некоторых различных случаев [16] показано на рис. 14.5, включая случаи действия растягивающего и сжимающего статических средних напряжений цикла при фреттинге. Из рассмотрения приведенных на рис. 14.5 результатов следует интересный вывод, что фреттинг в условиях действия сжимающего среднего напряжения, либо статического, либо циклического, сильно снижает усталостные характеристики материала. Это на первый взгляд не согласуется с тем, что сжимающие напряжения благоприятно сказываются при усталостном нагружении. Однако установлено [17] (рис. 14.6), что сжимающие напряжения при фреттинге, значения которых приведены на рис. 14.5, в действительности приводят к возникновению локальных остаточных растягивающих напряжений в зоне фреттинга. Аналогично растягивающие напряжения при фреттинге, значения которых приведены на рис. 14.5, служат причиной возникновения локальных остаточных напряжений сжатия в зоне, подвергнутой фреттингу. Эти локальные напряжения сжатия впоследствии благотворно сказываются на минимизации повреждений при фреттинг-усталости. [c.483]

Дополнительные свидетельства о влиянии остаточных сжи.ма-ющих напряжений на снижение повреждений вследствие фреттинг-усталости приведены на рис. 14.7, на котором представлены результаты испытаний методом Про (см. разд. 10.6) стальных и титановых образцов при различных сочетаниях дробеструйной обработки и фреттинга или холодной прокатки и фреттинга. Эти результаты свидетельствуют о том, что остаточные сжимающие напряжения после дробеструйной обработки и холодной прокатки являются эффективным средством минимизации повреждений вследствие фреттинга. Уменьшение разброса фреттинг-усталостных характеристик титана имеет особо важное значение для расчетчика, поскольку расчетное напряжение непосредственно зависит от величины нижней границы полосы разброса. [c.483]

Недавние попытки применить методы механики разрушения к проблеме оценки долговечности в условиях фреттинг-усталости дали обнадеживающие результаты и показали, что с их помощью можно предоставить в распоряжение расчетчиков способ получения количественных оценок [311. Эти исследования показывают, что основной эффект влияния фреттинга на процесс усталостного разрушения проявляется в ускорении процесса возникновения усталостных трещин и начальной стадии их роста кроме того, [c.485]

Гл. 14. Фреттинг, фреттинг-усталость и фреттинг-износ [c.486]

Окончательная оценка опасности фреттинг-усталостных повреждений конструкции может быть сделана лишь по результатам модельных испытаний образцов или элементов конструкций. Современное состояние знаний в области фреттинг-усталости таково, что в распоряжении конструктора пока нет других надежных средств. [c.487]

В практике часто встречаются случаи, когда циклической нагрузке подвергаются сопряженные детали машин. В этом случае из-за контактного трения поверхностные слои металла разрушаются. Еще в 1911 году Е. М. Иден и др. описали случай разрушения усталостных образцов не в наиболее напряженном сечении, как этого следовало ожидать, а в более массивном сечении -в местах контакта образца с цангой. Наличие контактнш о трения при циклическом нагружении в общем случае приводит к снижению циклической прочности изделий процессы, развивающиеся при этом, названы фрсттинг-коррозией или фреттинг- усталостью. [c.94]

Фреттинг-усталость. В большинстве случаев явление фрет-тинг-усталости аналогично явлению усталости образцов с надрезом, поскольку разрушение при фреттинге сходно по характеру с разрушением от механического надреза, так как фреттинг способствует образованию соответствующих поверхностных трещин за счет действия сильных срезывающих напряжений. Многие из этих трещин достигают длины 100 мкм. Очень небольшое физическое разрушение поверхности может вызвать значительное снижение усталостной прочности некоторых материалов. [c.91]

Необходимо учитывать, что при фреттинге действует ряд дополнительных факторов, отсутствующих при протекании процесса усталости образцов с концентраторами напряжений. Это — механическое истирание поверхности, часто электроэрозия и основной, по-видимому, фактор — фреттннг-коррозия. При некоторых условиях работы деталей, в частности, в электролитах или в атмосферных условиях, к фреттинг-коррозии добавляется щелевая коррозия, еще больше снижающая усталостную прочность детали. При фреттинг-усталости наиболее опасны небольшие амплитуды скольжения, которые характерны для большинства сопряженных деталей. [c.91]

Степень снижения сопротивления усталости конструкционных материалов, поврежденных фреттингом, как и интенсивность самого процесса фреттпнга, зависит от основных параметров процесса и свойств материалов контактирующих пар. Поэтому предел выносливости материала при фреттинг-усталости может быть представлен функцией [c.381]

Рис. 2. Кривые фреттинг-усталости стали 13Х12Н2ВМФ (отпуск 853 К) при жестком нагружении (р = 260 МПа) вероятность разрушения 1 — р = 50 %

К фреттинг-коррозии частично примыкает и так называемая фреттинг-усталость, т, е. развитие поверхностных трещин в результате фреттинга. Образование подобных поверхностных трещин, перерождающихся затем в основную магистральную, и приводит деталь к разрушению. При этом фреттш1г является как бы 1фоцессом, способствующим зарождению исходных трещин. [c.55]

Известен ряд эффективных методов предотвращения фрет-тинг-коррозии. Основными являются так называемое ращю-нальное конструирование, применение различных смазок (масел, обладающих малой вязкостью), использование эластомер-ных прокладок или же материалов с низким коэффициентом трения, а также сопряжение мягкого металла с твердым. В частности, для работы в контакте со сталью можно рекомендовать покрытия из Sn, Ag, РЬ, а также кадмиевое покрытие. Для предотвращения фреттинг-усталости следует избегать конструкций, в которых поверхность соприкосновения деталей совпадает с областью концентрации напряжений. В ряде случаев целесообразно поверхностное упрочнение металла, т, е, обработка на белый слой , дробеструйная обработка или же накатка роликами. [c.55]

Фрикционное латунирование с успехом можно использовать для увеличения сопротивления фреттинг-усталости. Возникнове- [c.147]

Фреттинг-усталость представляет собой преждевременное усталостное разрушение детали машины, на которую действуют циклические нагрузки или деформации в условиях, способствующих фреттингу. Поверхностные повреждения и микротрещины, появляющиеся в результате фреттинга, играют роль зародышей усталостных трещин, в результате роста которых усталостное разрушение происходит при таких нагрузках, которые в других условиях не вызывали бы разрушения. Фреттинг-усталость — очень опасный и коварный вид разрушения, поскольку фреттинг обычно происходит в местах соединений, не довтупных для наблюдения, и приводит к преждевременному или даже неожиданному (внезапному) катастрофическому усталостному разрушению. [c.20]

Разрушение деталей машин вследствие фреттинга может проявляться в виде коррозионного разрушения поверхности при фрет-тинг-коррозии, образования недопустимых зазоров в местах соединений или изменения размеров деталей при фреттинг-износе и в виде ускорения процесса усталостного разрушения при фреттинг-усталости. Типичные места, где обычно наблюдаются вызванные фреттингом повреждения,— это соединения с натягом резьбовые, [c.476]

Взаимодействие этих факторов таково, что количественная оценка влияния какого-либо из них в любом представляющем практический интерес случае или при испытании существенно зависит от других факторов. Кроме того, неблагоприятное сочетание факторов с точки зрения фреттинг-усталости может отличаться от сочетания, неблагоприятного с точки зрения фреттинг-износа. Пока не существует общих методов оценки количественного влияния указанных факторов на фреттинг-усталость и фреттинг-износ, несмотря на то что многие частные случаи уже исследованы. Тем не менее уже установлены некоторые качественные закономерности. Например, повреждения вследствие фрет-тинга увеличиваются при увеличении контактного давления, пока его номинальная величина не достигнет нескольких тысяч фунтов на квадратный дюйм. Эффект дальнейшего увеличения давления, по-видимому, относительно мал. Напряженное состояние оказывает существенное влияние на фреттинг-усталость. Об этом речь будет идти в разд. 14.3. [c.478]

Фреттинг-усталость представляет собой усталостное разрушение, вызванное фреттингом. Предполагается, что причинами преждевременного возникновения зародышей усталостных повреждений могут быть либо абразивное действие шероховатостей и образование микротрещин около них [151, либо приводящие к образованию микротрещин циклические напряжения в зоне контакта пов.ерхностей [141, либо возникающие вблизи поверхности на небольшой глубине и вызывающие расслоение поверхности в зоне фреттинга циклические касательные напряжения [281. В соответствии с гипотезой об абразивном действии предполагается, что шероховатости поверхностей и обломившиеся твердые частицы при относительшэм циклическом движении поверхностей, находящихся в условиях фреттинга, образуют к.анавки и удлиненные выемки на поверхностях. При этом продольные оси мелких канавок и удлиненных выемок параллельны между собой и их направление совпадает с направлением движения фреттинга, как схема-тнчно показано на рис. 14.1. [c.478]

Далее установлено, что во многих случаях значения долговечности при фреттинг-усталости определяются в основнолм этапом распространения трещин, а зарождение трещины происходит на столь раннем этапе, что его можно считать фактором второго порядка значимости. [c.486]

Указанные выводы подтверждены экспериментально для алюминиевого сплава 7075-Т7351 [311. Исходя из этих гипотез, предложен метод эквивалентного начального состояния , в соответствии с которым определяется эквивалентный размер начального дефекта при фреттинге [321. Эквивалентный размер начального дефекта представляет собой размер такого гипотетического дефекта, при существовании которого в момент начала усталостного нагружения время до разрушения, определенное по законам механики разрушения, совпало бы с действительно наблюдаемым временем до разрушения при фреттинге. В работе [311 по результатам исследования алюминия 7075-Т7351 определено расчетное среднее значение эквивалентного размера начального дефекта для фреттинг-усталости, равное примерно 0,36 мм. [c.487]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...