Предел выносливости физический

Фундаментальной особенностью поведения металлических материалов, подвергающихся разрушению, является непременное наличие перед разрушением микро - или макродеформации. В зависимости от структурного состояния, вида нагружения и асимметрии цикла предел выносливости ОЦК - металлов и сплавов может быть по своему значению выше и ниже физического предела текучести. В том случае, когда он ниже физического предела текуче- [c.21]

Выше уже отмечалось, что у ряда металлических материалов при определенных условиях наблюдается "физический предел выносливости" (рис.2), когда образцы, испытываемые на усталость, при определенном напряжении не разрушаются на больших базах испытания. Рассмотрим кратко основные современные точки зрения на природу этого явления. [c.69]

В.Ф. Терентьевым была предложена гипотеза о природе физического предела выносливости ОЦК - металлов и сплавов, основанная на идее барьерного действия более прочного приповерхностного слоя глубиной порядка размера зерна, формирующегося с опережением (по сравнению с внутренними объемами металла) на ранних стадиях циклического нагружения при На- [c.70]

Какие существуют теории, объясняющие наличие у металлических материалов физического предела выносливости [c.100]

Основной тип кривой усталости - кривая с четко выраженным горизонтальным участком (рис. 3.9, а). При этом выявляется физический предел выносливости. Для его обозначения к символу прибавляют индекс, характеризующий коэффициент асимметрии цикла. [c.57]

Вторым признаком существования физического предела выносливости у титана должно быть незначительное снижение предела выносливости при увеличении базы в 10 или 100 раз. Допустимое снижение предела выносливости при таком увеличении базы можно принять равным 10 %, исходя из статистики колебания этой величины для стали. [c.140]

Неоднократный статистический анализ показал, что при базе испытания более 5-10 десятикратное увеличение числа циклов не приводит к изменению вычисляемого предела выносливости более чем на 10 %. В частности, у технически чистого титана [92] снижение напряжений с (1,05—1,08) iLl до с , т.е. на 5—8 %, влечет за собой по меньшей мер десятикратное увеличение циклической долговечности. Вероятность определения предела выносливости, вычисленная по данным рис. 92, показала (надрезанные образцы сплава ПТ-ЗВ, плоский изгиб), что уменьшение базы в 10 раз (с Ю до Ю ) может с 33 %-ной вероятностью привести к увеличению определяемого предела выносливости со 140 до 154 МПа, т.е. на 10 %. Это же изменение, но с большей вероятностью может произойти при изменении базы в 20 раз (с 5-10 до 10 цикл). Таким образом, к настоящему времени можно считать доказанным существование физического предела выносливости у титановых сплавов при 20°С в пределах 10 %-ной точности при изменении базы испытаний в 10 раз. Достаточно достоверные результаты определения предела выносливости титановых сплавов получаются при базе испытания 10 цикл и более. [c.140]

Предел выносливости (предел усталости) ол, МН/м (кгс/мм2),— величина максимального напряжения цикла с асимметрией R, соответствующая заданной долговечности (физический предел выносливости выявляется на кривых усталости с горизонтальным участком условный— на кривых усталости с асимптотическим приближением к горизонтальному участку). [c.11]

Число циклов до перелома кривой усталости Ng — абсцисса точки выхода кривой усталости на горизонтальный участок (уровень физического предела выносливости). [c.12]

Метод Локати применяется главным образом для образцов и деталей из материалов, имеющих физический предел выносливости. Однако могут быть подобраны рел<имы нагружения и параметры условных кривых выносливости таким образом, чтобы полученные методом Локати оценки были близки к условному пределу выносливости на заданной базе. Это позволяет применять метод и для легких сплавов. [c.75]

При этом максимальное отклонение расчетного предела выносливости, определенное по этому уравнению, составляет +0,9 и -7,2%, так как a и по своей физической природе являются однородными характеристиками, оценивающими сопротивление разрушению. [c.186]

Между уровнем жаропрочности материала и его поведением при усталости наблюдается определенная связь. В частности, в таких легкоплавких металлах, как олово и свинец, усталостное разрушение уже при комнатной температуре проходит по границам зерен, в то время как в большинстве более теплопрочных материалов — по телу. Однако характер разрушения при усталости определяется не только жаропрочностью материала. Так в кадмии (температура плавления 321°С) оно происходит на телу, а в бериллии (температура плавления 1285°С) по границам зерен. Не строго соблюдается также зависимость между температурой плавления металла и наличием физического предела выносливости [3]. Например, при комнатной температуре сталь и алюминий повышенной чистоты имеют физические пределы выносливости, а никель, титан, медь, олово, свинец не имеют. [c.143]

Анализ влияния технологических факторов на неровности поверхности. Такой анализ можно осуществлять с помощью информации о спектрах неровностей. В этом случае параметром оптимизации служит физически обоснованный параметр неровностей поверхности, характеризующий влияние неровностей данной поверхности на соответствующий эксплуатационный показатель. Например, если эксплуатационным показателем является предел выносливости о 1, то обоснованным критерием оптимизации может служить избыточный коэффициент концентрации напряжений ад. Характер и интенсивность влияния ад на о 1 можно определить, например, по уравнению (197) [c.215]

Притупление вершины трещины. Для материалов, имеющих физический предел выносливости, характерным является присутствие нераспространяющихся поверхностных микротрещин в гладких деталях и на базе испытаний 10 циклов. Помимо основной причины торможения трещины, связанной с влиянием границ зерен, в этом случае присутствует также эффект, изменения конфигурации вершины трещины, а именно ее притупление. С увеличением радиуса вершины трещины уменьшается концентрация напряжений, что приводит к торможению трещины или полной ее остановке. [c.32]

Только в некоторых случаях, таких, как появление нераспространяющихся усталостных микротрещин в гладких деталях из материалов, обладающих физическим пределом выносливости, или при кручении гладких деталей проявляется влияние собственно свойств и структура материала. [c.97]

Структура материала оказывает тем более заметное влияние на задержку роста усталостной трещины, чем меньше размер зерна и больше различие прочностных характеристик отдельных составляющих структуры. Формирование физического предела выносливости, например, происходит при достижении в материале под нагрузкой равновесия двух процессов I) образования и роста трещины в составляющих структуры, обладающих наименьшим сопротивлением усталости, и 2) торможения трещины в элементах структуры с наибольшим пределом выносливости. [c.97]

Траектории циклических несинхронных нагружений ограниченной долговечности могут описываться не доходя КОД, где заданные кривые усталости преломляются. Так, на рис. 1 траектория 3 долговечностью 2 10 циклов не достигает КОД 2 10 . По этой причине й вычисляется экстраполированием заданных кривых усталости ниже физических пределов выносливости. [c.404]

Для стали кривая усталости в нижней (правой) части имеет асимптотический характер, приближаясь к горизонтальной асимптоте с ординатой, равной так называемому физическому пределу выносливости о Ц/ )- [c.467]

Таким образом, можно сделать заключение, что у образцов из углеродистой стали, подвергнутых упрочнению поверхностно-пластическим деформированием, физический предел выносливости, по-видимому, отсутствует речь можно вести об условном пределе выносливости, который возможен при больших базах испытания (более Ю цикл), так как при этих базах имеет место еще перераспределение остаточных напряжений. [c.164]

Разрушаются главным образом цепи тяжело нагруженных быстроходных передач, работающих с переменными внешними нагрузками (например, цепные передачи буровых установок). Эти нагрузки в сочетании с циклически изменяющимися натяжениями в звеньях и с мгновенными ударными нагрузками, действующими на звенья в момент их входа в зацепление с зубьями звездочки, вызывают усталость элементов звеньев. Физическим критерием работоспособности является стойкость деталей звена, определяемая истинным значением их предела выносливости. Рядом практических мероприятий усталостные разрушения деталей цепи переводят в разряд случайных. [c.760]

Масштабный фактор (или иначе называемый масштабный эффект) тесно связан с физической природой прочности и разрушения твердых тел. Механические свойства сплава, особенно при знакопеременных или повторяющихся нагружениях, зависят от абсолютных размеров испытываемых образцов и конструкций даже в случае полного соблюдения подобия их геометрической формы и условий испытания [48, 61, 88, 144]. Предел выносливости гладких образцов понижается с увеличением их размеров, что оценивается коэффициентом влияния абсолютных размеров сечения. Для материалов с неоднородной структурой (литые стали, чугуны) влияние размеров образца на выносливость более резко выражено, чем для металлов с однородной структурой. Наиболее значительно снижается усталостная прочность с ростом размеров образца [48, 88] в случае неоднородного распределения напряжений по сечению образца (при изгибе). Форма поперечного сечения образца, определяющая объем металла, находящегося под действием максимальных напряжений, существенно влияет на выносливость образца. При плоском изгибе влияние на предел выносливости размеров прямоугольных образцов больше, чем цилиндрических. При однородном распределении напряжений по сечению гладких образцов (переменное растяжение — сжатие) масштабный эффект практически не проявляется. Характерно, что при наличии концентраторов напряжения масштабный эффект наблюдается при всех, без исключения, видах напряженного состояния. Чем более прочна сталь, тем сильнее проявляется масштабный эффект. [c.21]

При количестве циклов Л о = (1 4)-10 на кривой усталости заметен перелом (см. точку G на рис. 20.7). Правее этой точки кривая усталости идет полого, либо ее не существует, если разрушения отсутствуют вовсе. В последнем случае вводят понятие предела выносливости (абсолютного или физического предела выносливости) как такого уровня максимальных напряжений, когда образцы не разрушаются при любом, сколь угодно большом количестве циклов. В условиях симметричного цикла предел выносливости обозначают a-i. [c.339]

Показатель превосходит величину т в 3... 10 раз, а постоянная Ао подбирается из условия пересечения обеих аппроксимирующих прямых а точке перелома G. Добавим, что во втором варианте отсутствует понятие физического предела выносливости, а величина, обозначаемая через a i, отвечает точке перелома G, т. е. представляет собой по существу предел ограниченной выносливости при N = Ng- [c.341]

А. Вёлер ввел понятие о физическом пределе выносливости — максимальном циклическом напряжении, при котором нагрузка может быть приложена неограниченное число раз, не вызывая разрушения при выбранной базе (числе циклов до разрушения К). Для металлических материалов, не имеющих физического предела выносливости, предел выноашлости (7ц - значение максимального по абсолютной величине напряжения цикла, соответствующее задаваемой долговечности (числу циклов до разрушения). Для металлов и сплавов, проявляющих физический предел выносливости, принята база испытаний Ю циклов, а для материалов, ординаты кривых усталости которых по всей длине непрерывно уменьшаются с ростом числа циклов, - 10 циклов (рис. 2). Первый тип кривой особенно характерен для ОЦК - металлов и сплавов, хотя может наблюдаться при определенных условиях у всех металлических материалов с любым типом кристаллической решетки, второй тип -преимущесгвеипо у П (К - металлов и сплавов (алюминиевые сплавы, медные сплавы и др.). N(11 и N( 2 на рис.2 обозначают базовые числа циклов нагружения. На рис. 3 представлены основные параметры цикла при несимметричном нагружении и возможные варианты циклов при испытаниях на усталость. [c.7]

A. Ферро и Ж.Монталеити не связывают наличие физического предела выносливости с процессами деформационного старения, а считают его природным свойством кристаллической структуры. Они обнаружили наличие физического предела выносливости у чистых металлов с ОЦК-. ПДК- и ГПУ -кристаллическими решетками. [c.70]

Дайте формулировку термина "предел выносливости". Чем отличается физический предел выносливости оч предела в]11иосливости при заданной долговечности [c.99]

Коррозионная усталость. Коррозионная среда отрицательно влияет на усталостную прочность практически всех конструкционных металлов и сплавов. Так, в речной воде, являющейся сравнительно малоагрессивной средой, усталостная прочность нержавеющих сталей снижается на 10— 30 %, углеродистых и легированных конструкционных сталей —в 1,5—2 раза, высокопрочных алюминиевых сплавов —в 2—3 раза. Особенно сильное воздействие среды наблюдается при наличии концентраторов напряжений. Как правило, при испытании в коррозионных средах не наблюдается физический предел выносливости, поэтому при большом числе циклов (10 —10 ) нагружения несущая способность образца может оказаться очень низкой. Это заставляет значительно увеличивать запасы прочности конструкций, подвергающихся циклическим нагрузкам и работающих в коррозионной среде. [c.158]

Наблюдаете небольшое повышение прочности, по-видимому, объясняется охлаждающим действием среды. У некоторых сплавов (8ТЗ, ВТ8) наблюдается снижение усталостной прочности на 2-8 % при испытании в 3 %-ном растворе Na I. Замечено [ 153], что при этом отсутствует четко выраженный физический предел выносливости. [c.160]

Усталость при высоких температурах представляет собой сложный процесс, в котором определенную роль играют явления ползучести и повреждения, характерные для длительного статического высокотемпературного нагружения [97, 111]. Этим обстоятельством в значительной степени объясняется отсутствие физического предела выносливости для материалов, испытываемых при высоких температурах. Высокотемпературную усталость можно считать одной из разновидностей коррозионной усталости. Тем не менее целесообразно особо рассмотреть этот вид нагружения, поскольку при высокотемпературной усталости в материале происходит ряд специфических процессов, прямо не связанных с коррозией. Так, при испытании образцов из литейного никель-хромового сплава ЖС6К при 900°С наблюдалось резкое снижение значений микротвердости от головок к рабочей зоне образцов, что можно объяснить весьма существенным разу-142 [c.142]

Классификация нераспространяющихся трещин будет неполной, если не учесть размер этих трещин. Дело в том, что обычно применяемый в научно-технической литературе термин нераспространяющиеся усталостные трещины чаще всего относится к трещинам относительно большого размера (до нескольких миллиметров), причины образования которых связаны с особенностями напряженного состояния, вызванными либо геометрическими концентраторами напряжений, либо поверхностными обработками. Однако понятие нераспространяющиеся усталостные трещины гораздо шире. Так, существование у многих металлических материалов действительного физического предела выносливости связывают Г81 с их способностью тормозить рост усталостной трещины в слое, соиз- [c.19]

Медь имеет физический предел выносливости, достигаемый на большей базе нагружений, чем сталь. Например, предел выносливости, определенный на образцах диаметром 4 мм из отожженой (850 °С, 1 ч в вакууме) меди чистотой 99,95 % (ав = 241 МПа сго,2=23 МПа ф = 67 %) при частоте циклов нагружения 17,7 кГц, был достигнут только после 9,8-108 лов нагружения fl9]. Амплитуда деформации, соответствующая пределу выносливости, оказалась равной 3,8-10 . В этом случае достижение физического предела выносливости связано с деформационным упрочнением материала, обусловливающим остановку развития усталостных трещин. Действительно, испытания в тех же условиях образцов, упрочненных растяжением на 15 %, показали, что предел выносливости не достигается для них даже на базе испытаний больше Ю циклов нагружения. [c.35]

Для углеродистых и некоторых легированных сталей, не обладающих физическим пределом выносливости, технически чистых меди и алюминия в отожженном состоянии предел выносливости соответствует Абц = 2 10 мм/мм для аустенитных сталей, углеродистых и легированных, обладаюгцих физическим пределом текучести Дбн = 1,5 10 мм/мм, для технически чистой меди в состоянии поставки и ее сплавов Абц = 5 - 10 мм/мм, для многих сплавов на основе титана, алюминия и никеля Аён < Ю мм/мм. Это свидетельствует о том, что возникновение магистральной усталостной трещины в различных сплавах происходит при различной степени повреждения и чем больше величина Абн, соответствующая пределу выносливости, тем больше степень такого повреждения. [c.8]

В последние годы все более широкое распространение приобретают ускоренные методы испытаний при возрастающей нагрузке (методы Про, Эномото, Локати). В МАТИ предложен модифицированный метод [I] Про, позволяющий строить распределения ограниченных пределов выносливости легки.к конструкционных сплавов на алюминиевой и магниевой основах (т. е. материалы, не имеющие физического предела выносливости). [c.180]

В заключение добавим, что понятие физического предела выносливости распространяется, по-видимому, лишь на стандартные образцы и на относительгю небольшие детали машин с тщательно отшлифованной поверхностью и при отсутствии концентраторов напряжений как конструктивных, так и технологических в виде раковин, шлаковых включений и т. п. Однако, когда речь идет о крупногабаритных деталях, в особенности таких, которые включают сварные швы, а также имеют грубо обработанную поверхность, указанный вывод может ока.заться неправильным. Дело в том, что эти и другие подобные причины технологического происхождения могут создавать неучтенную концентрацию напряжений в малых зонах, где местные напряжения оказываются достаточными для развития усталостных повреждений на протяжении 10. .. 10 циклов. Поэтому к вопросу о физическом пределе выносливости крупногабаритных конструкций и деталей машин следует всегда подходить с большой осторожностью. [c.341]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...