Усталостная прочность, диаграммы

Усталостная прочность, диаграммы 125 [c.478]

Чтобы дать характеристику усталостной прочности материала, определяют опытным путем наибольшие напряжения различных предельных циклов, на основании которых строят диаграмму предельных напряжений. Одна из таких диаграмм, построенная в координатах От, Оо), показана на рис. 157 [c.226]

Имея диаграмму предельных циклов для того или иного материала, построенную по экспериментальным данным, всегда можно определить степень опасности рассматриваемого цикла напряжений в отношении усталостной прочности. Вначале по формуле (15.4) находят угол ср, а затем под этим углом проводят луч до пересечения с кривой АВС. Сумма координат точки пересечения равна величине а г. Совершенно очевидно, что если точка М, характеризующая заданный цикл, расположена внутри области ОАВС, то циклическая прочность материала будет обеспечена. [c.227]

Построим диаграмму усталостной прочности и нанесем на ней рабочую точку цикла. Диагра.мма строится, как это было показано выше, на основе заданных механических характеристик материала Рвр и -н а рабочая точка определяется по номинальным значениям напряжений цикла а, и Од. С учетом поправки на концентрацию напряжений, на поверхностный и масштабный факторы координаты рабочей точки [c.405]

Диаграмма растяжения содержит гораздо больше информации о свойствах материала, чем определяется по ГОСТу 1497 и др. При оценке механических характеристик металла при диагностировании аппарата и в исследовательских работах эта информация должна извлекаться по возможности более полно. Это дает ряд тонких характеристик материала, реагирующих на такие изменения в структуре, которые, не меняя стандартных, параметров (а , Og, й, v /), сказываются, например, на склонности к хрупкому разрушению, усталостной прочности и т.п. [c.284]

Чтобы получить полное представление об усталостной прочности материала, определяют его пределы выносливости при различных видах циклов. Результаты испытаний представляют в виде так называемых диаграмм предельных циклов. Чаще всего в расчетах используется диаграмма предельных амплитуд, при построении которой по оси абсцисс откладывают средние напряжения циклов [c.98]

ДИАГРАММА УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА Пг [c.353]

Диаграмма усталостной прочности строится следующим образом. Берется партия совершенно одинаковых образцов из исследуемого материала, которые испытываются с различными коэффициентами асимметрии цикла г. По оси абсцисс (оср) откладывается напряжение, соответствующее пределу прочности данного материала <7в, а по оси ординат (<Га) откладываются пределы выносливости этого материала при различной асимметрии циклов. Известно, что наиболее опасный цикл нагружения — симметричный (г = —1), поэтому значение этого предела о 1 откладывается непосредственно по оси ординат (рис. 20.6.1). [c.354]

В результате испытаний образуется серия точек, при соединении которых получаем диаграмму усталостной прочности (кривая АВ). [c.354]

Такое аппроксимирование диаграммы усталостной прочности позволяет строить ее без проведения сложного эксперимента, так как для построения достаточно знать предел прочности сгв и предел выносливости исследуемого материала прй симметричном цикле нагружения о-]. [c.354]

Для определения запаса усталостной прочности по упрощенной диаграмме в виде треугольника ОАВ берется рабочая точка С, которой соответствуют координаты СЕ и СЕ (рис. 20.6.2). Принято считать, что запасом усталостной прочности будет отношение [c.354]

Коэффициент запаса Пг определяют или графически — для чего строится диаграмма усталостной прочности, или из расчетной формулы, полученной при анализе этой же диаграммы усталостной прочности. [c.355]

Диаграмма, представленная на рис. 15.6, построена для циклов с положительными (растягивающими) средними напряжениями ст 0. Конечно, принципиально возможно построение подобной диаграммы и в области отрицательных (сжимающих) средних напряжений а <0, но имеется весьма немного опытных данных об усталостной прочности при а <0. Для мало- и среднеуглеродистых сталей приближенно можно принимать, что в области отрицательных средних напряжений предельная кривая параллельна оси абсцисс. [c.553]

Построение диаграммы усталостной прочности для данного материала связано с проведением большого объема экспериментов. Поэтому на практике часто пользуются упрощенной диаграммой. При построении упрощенной диаграммы для данного материала достаточно знать значение предела выносливости при симметричном цикле о 1, и предела прочности при статическом нагружении Ов- По этим значениям вместо экспериментальной кривой ВС А строят прямую В А и довольствуются приближенными значениями пределов выносливости при различных характеристиках циклов. Так, для [c.199]

Развитие разрушения при усталости происходило за счет последовательного выпучивания соседних слоев волокон, образующего притупленную макротрещину, которая медленно распространялась до достижения в некоторых случаях первоначальной нейтральной оси образца после примерно 10 циклов. Статическая и усталостные прочности были почти прямо пропорциональны объемному содержанию волокон. Оуэну и Моррису удалось нормировать все свои результаты и представить их единой диаграммой. Нормирование было проведено путем построения зависимости статической прочности от объемной доли волокон, а затем определения объемной доли каждого разрушенного при усталости образца. Далее при помощи кривой статическая прочность — объемное содержание для усталостных образцов была [c.385]

На первый взгляд теория усталостной прочности выглядит как довольно простая, не требующая глубокой иод-готовки и доступная исследователю даже на самых первых шагах научной деятельности. Для начинающего исследователя заманчиво бывает перестроить, например, диаграмму усталостной прочности в новой системе координат, [c.96]

Усталостную прочность композитов можно представить в виде зависимости амплитуды действующего напряжения от числа циклов напряжения, при котором наступает разрушение. Эта зависимость носит название диаграммы S—N. Следует иметь в виду, что диаграмма S—N может изменяться под влиянием среднего напряжения. Поэтому необходимо указывать среднее напряжение. Обычно при построении диаграммы по оси абсцисс в логарифмическом масштабе откладывают число циклов, а по оси ординат — напряжение, кото- [c.176]

Рис. 6.37. Диаграммы усталостной прочности и диаграммы, характеризующие отслаивание (испытания на выносливость при пульсирующей нагрузке) А — полиэфирная смола, армированная стеклотканью Е (Kf = 57%) В — полиэфирная смола, армированная стекломатом [ (Ff = 34%) i — диаграмма установленной прочности 2 — диаграмма отслаивания

Усталостная прочность зависит от материала и конфигурации волокна, содержания волокон в композите, а также от материала матрицы. На рис. 6.48 представлены усталостные диаграммы [6.41], полученные при действии пульсирующей [c.188]

Рис. 82. Диаграммы усталостной прочности стали марки 45 в исходном состоянии и после сульфоцианирования о — исходное состояние — сульфо-цианирование

Отмечено некоторое отличие в длительности стадий усталостного разрушения исследованных материалов. Увеличение прогиба в начале испытаний на первом участке первой стадии у образцов из сплава на основе титана и стали 30 происходит очень быстро, в течение 500—2000 циклов, длительность же второго участка первой стадии, характеризуемого уменьшением прогиба, различна. Так, максимум на диаграммах усталости для стали 30 наступает через 5—10 тысяч циклов при всех напряжениях выше предела усталости, то есть длительность первой стадии очень мала и составляет 2% от общей долговечности образцов. Длительность же первой стадии для сплава на основе титана значительно больше (14—27% от долговечности образцов). Это объясняется тем, что в стали 30 как процессы упрочнения, так и процессы разупрочнения протекают очень интенсивно, в результате чего относительно рано появляются микроскопические трещины усталости, вызывающие необратимые повреждения и снижающие усталостную прочность. Указанный вывод подтверждается известным фактом малой выносливости при перегрузках среднеуглеродистых отожженных сталей, для которых кривая повреждения (кривая Френча) проходит почти параллельно горизонтальной части кривой Велера. [c.39]

Фиг. 7. Диаграмма усталостной прочности.

При полноценном и однородном материале с достоверно известной усталостной прочностью, представленной диаграммой, и при возможно полном и точном учёте всех условий работы пружины запас прочности п можно принять равным 1,3—1,6. [c.704]

Усталостная прочность при изгибе по несимметричному циклу значительно выше выносливости серого чугуна при симметричном цикле благодаря более высокому сопротивлению сжимающим напряжениям, чем растягивающим. Поэтому целесообразно создавать в чугуне постоянно действующее сжимающее напряжение, чтобы напряжения, возникающие при данной амплитуде цикла всегда оставались в области сжатия. Диаграммы выносливости при [c.76]

На рис. 7.4 изображена диаграмма значений предела усталости соединений из стали 45, выполненных сваркой трением, в зависимости от последующей технологической обработки в процентном отношении к пределу усталости основного металла. В соответствии с этой диаграммой для повышения усталостной прочности соединений рекомендуются следующие способы 1) термическое улучшение 2) поверхностная закалка токами высокой частоты. Результаты определения рассеивания значений усталостной прочности показали, что эти методы обеспечивают стабильность прочностных показателей, вариационный коэффициент предела усталости не превышает 2%. [c.192]

Рис. 7.4. Диаграмма усталостной прочности соединений, выполненных сваркой трением, в зависимости от последующей технологической обработки

Рис. и. Диаграмма влияния режимов токарной обработки и технологической наследственности на усталостную прочность нормализованной стали 45 в воздухе и в 3%-ном [c.412]

Диаграмма предельных напряжений. Для полной характеристики усталостной прочности материала необходимо иметь данные о его пределах выносливости при различных циклах напряжений. Эксгериментальные исследования показывают, что значительное [c.225]

Продолжая такие испытания и дальше, получаем множество точек, через которые проводится предельная кривая, хараюгеризующая прочностные свойства материала в условиях несимметричных циклов. Эта кривая носит иазъгнт диаграммы усталостной прочности рис. 464). [c.395]

Коэсрфициент качества поверхности вводится при расчетах в ординату рабочей точки (р. т.) на диаграмме усталостной прочности (рис. 464). Гак, если рассчитанная но номиналу амплитуда цикла равна Зд, то после введения поправки на [c.403]

При подсгете коэ([1фициента запаса удобно прибегать к графическому построению диаграммы усталостной прочности с последующим измерением отрезкой. Отношение отрезков можно оценить также и на глаз. Точность такого определения коэффициента запаса остается в пределах точности исходных величин и всех последующих поправок. [c.406]

Эксперименты показывают, что диаграмма усталостной прочности для сдвига заметно отличается от прямой линии, свойственной растяжению— сжатию, и имеет вид кривой, представленной на рис. 476. Поэтому действительные значения коэффициента запаса оказываются несколько ббльшими, чем те, которые дает расчет по формуле (13.11). [c.406]

По данным Одр и а , строим диаграмму усталостной прочности (рис. 479) и )1аносим на ней рабочую точку а = 540 кЦем и = 7Т0 кГ см-. Отношение измеренных )1а диаграмме отрезков ОВ и 0.4 дает н ж=1,9. [c.409]

Диаграмма предельных напряжений. Предел выносливости при любой характеристике цикла может быть найден с помощью диаграммы предельных напряжений — диаграммы усталостной прочности — (рис. 2.56). Построение диаграммы основано на том, что любой цикл можно изобразить в виде суммы некоторого постоянного среднего напряжения а , и симметричного цикла с амплитудным напряжением о , причем и определяются по формулам (2.152) и (2.153). При построении диаграммы по оси ординат откладывают амплитудное напряжение цикла о , а по оси абсцисс — среднее напряжение а , величина которых определяется по значениям Омакс и Омип, зафиксированным в соответствурощих опытах над образцами. Таким образом, предел выносливости при симметричном цикле изобразится точкой В, поскольку для данного цикла [c.198]

Для получения достоверных сведений по усталостной прочности титановых сплавов конкретной структуры не(обходима количественная оценка разброса результатов циклических испытаний. При этом предел выносливости определяют с заданной вероятностью неразрушения, т.е. оценивают его надежность. Уже первьге статистические обработки результатов усталостных испытаний титановых сплавов показали высокие значения коэффициента вариации условного предела выносливости [96— 98]. Учитывая большой разброс, наиболее правильно для анализа усталостных свойств титановых сплавов применять методы математической статистики и теории вероятности. Для этого строят полные вероятностные диаграммы, например по системе, предложенной Институтом машиностроения АН СССР [99, 100]. Эта система основана ра разделении процесса усталостного разрушения на две стадии до появления макротрещины и развитие трещины до разделения образца на части. При анализе предела выносливости гладких образцов это разделение не имеет принципиального значения, так как долговечность до появления трещины Л/ и общая долговечность до разрушения образца Л/р близки. Часто Jртя построения полных вероятностных диаграмм усталости за основу берут наиболее простой метод, предложенный В. Вейбуллом [ 101 102, с. 58 — 64]. Для построения полной вероятностной кривой необходимо испытать достаточно большие партии образцов (30—70 шт.) на нескольких уровнях амплитуды напряжений, которые должны быть выше предела выносливости (см., например, рис. 92). На каждом из этих уровней по гистограмме определяют вероятность разрушения при данной амплитуде напряжений. Далее ст ят кривую Веллера по средним значениям долговечности. По гистограммам строят кривые равной вероятности в тех же координатах (а — 1дЛ/). Затем строят семейство кривых, определяющих не только зависимость долговечности от амплитуды напряжений, но и вероятности разрушения от заданных амплитуды напряженйй и долговечности. Далее, принимая математическую форму распределения вероятности, на данном уровне напряжений можно строить кривые зависимости либо от амплитуды напряжений при заданной базе испытаний Л/, [c.141]

На рис. 116 приведены характерные диаграммы выносливости на оксидированных и не оксидированных гладких и надрезанных образцах диаметром рабочей части 6 мм при круговом консольном изгибе, полученные Н. И. Лошаковой, С. Ф. Юрьевым и Г. Н. Всеволодовым. Оксидирование проводили путем нагрева образцов в открытой электропечи до 800°С и выдержке в течение 1 ч с получением слоя повышенной твердости толщиной 40 мкм. Материал образцов — сплав Т —4 % А1 (ВТ5 с несколько пониженным содержанием алюминия). Из рис. 116 видно, что термическое оксидирование может резко снижать предел выносливости. Особенно велико это снижение при испытании гладких образцов (почти в 2 раза), у надрезанных (а. ==3,5) оно не превышает 25 %. Подобное влияние термического оксидирования на усталостную прочность обнаружено при испытании сплавов ВТЗ-1, ВТ6 и др. [ 178, с. 236—247 179 180]. Обобщенные результаты исследований, характеризующие зависимость предела выносливости сплава типа ВТ5 от режима оксидирования, приведены на рис. 117. Как следует из этого рисунка, повышение температуры и увеличение продолжительности изотермического окисления сопровождаются снижением предела выносливости оксидированных при 750—800°С гладких образцов на 30—50 %, надрезанных на 25—30 %. С повышением температуры оксидирования усталостная прочность гладких образцов снижается более резко, чем при увеличении длительности процесса. Уменьшение выносливости надрезанных образцов происходит в первые часы выдержки, а при дальнейшем повышении и длительности [c.184]

Известно, что прочность волоконных однонаправленных композитов зависит от угла 0 между направлением волокна и направлением нагрузки. Естественно, что и усталостная прочность зависит от этого угла. Хашин и Ротем [6.40] предложили методику, по которой можно установить диаграмму S—N для произвольного направления действия нагрузки на основании использования трех основных диаграмм S—N. [c.188]

Усталостной прочности композитов, у которых связующими являются термопластические смолы, посвящены работы [6.51—6.54] и др. На основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что в большинстве случаев диаграмма 5—N оказывается нелинейной. На рис. 6.56 приведены диаграммы, полученные для случая использования поликарбонатной матрицы [6.53], а на рис. 6.57 — диаграммы для матрицы из нейлона 66 [6.54]. В указанных случаях испытания на усталость проводились согласно стандарту ASTMD-671 Американского общества по испытаниям материалов. [c.195]

При выполнении работы Исследование циклической прочности металлов методом записи диаграмм усталости А. И. Ефремовым совместно с Т. К- Маринцом был создан автоматический прибор для регистрации прогиба консольного образца при испытании на усталостную прочность [7, 8]. Автоматическая запись кривых изменения прогиба консольных образцов (диаграмм усталости) в зависимости от числа циклов знакопеременной нагрузки осуш ествляется тем, что малые перемеш,ения (прогиб) образца преобразуются в электрическую величину с помощью дифференциального индуктивного датчика. [c.35]

Путем записи диаграмм усталости была исследована усталостная прочность сплава на основе титана и стали 30. Предварительно был определен предел усталости на базе испытаний в 10 млн. циклов, который для сплава на основе титана оказался равным 34 кПмм , для стали 30 в отож- женном состоянии — 27 кПмм . [c.37]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...