Концентратор

Здесь следует отметить, что надрез (концентратор) не влияет на порог хладноломкости. Это обстоятельство, естественно, объясняется тем, что на дне надреза возникает вначале трещина и вне зависимости от исходного концентратора напряженное состояние становится одинаковым (хотя оно было существенно разным до возникновения трещины). [c.74]

Для того чтобы приблизить результаты испытаний к реальным условиям эксплуатации материала в конструкции и получить цифры, характеризующие конструктивную прочность, довольно широко стали применять испытание на растяжение с концентраторами (надрезами) —рис. 49. Прочность в этом случае (ст ) определяли как разрушающее напряжение, деленное на сечение нетто (живое сечение в месте надреза). [c.78]

В случае вязкого разрушения в результате большой местной пластической деформации и местного сильного упрочнения прочность образца с концентратором всегда выше, чем гладкого. [c.78]

Наоборот, концентраторы (в том числе даже шероховатость поверхности), создавая напряжения растяжения, понижают предел выносливости и живучесть. [c.83]

Критерии при выборе марки стали, кратко могут быть сформулированы так а) выбор марки стали (степени легированно-сти) определяется размером термически обрабатываемой заготовки б) уровень прочности определяет температуру отпуска в) наличие концентраторов напряжений и динамических нагрузок определяет необходимость легирования элементами, снижающими температуру перехода в хрупкое состояние (никель) или обусловливает необходимость иметь сталь повышенной и высокой чистоты. [c.389]

С и отпущенные при низких температурах применяют сравнительно редко. Их применение возможно, когда условия работы детали исключают динамические нагрузки, а конфигурация ее не имеет резких концентраторов. [c.390]

Недостатком приведенных способов является наличие канавки — концентратора напряжений, снижающего сопротивление усталости вала. Поэтому сечение вала по канавке должно быть проверено расчетом. [c.88]

Ряд исследователей, признавая электрохимическую природу коррозионного растрескивания металлов, указывают на преобладающее значение конкуренции депассивации и пассивации, локализованной на концентраторах механических напряжений. [c.335]

Использование критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) во многих случаях позволяет прогнозировать несущую способность различных конструкционных элементов в частности, результаты расчета по условию (2.1) весьма удовлетворительно соответствуют экспериментальным данным при испытании образцов с концентраторами [101] в случае реализации довольно больших пластических деформаций по достижении условия oi = = S (ef), где ef — интенсивность пластической деформации. Однако применение критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) для прогнозирования условий разрушения образцов с острыми концентраторами или трещинами связано со значительными трудностями. В частности, моделирование температурной зависимости критического коэффициента интенсивности напряжений Ki T) на основе условия (2.1), как будет показано в подразделе 4.2, не позволяет адекватно описать экспериментальную кривую. Указанные обстоятельства приводят к необходимости дополнительного анализа условий хрупкого разрушения. Такой анализ на основе физических процессов, контролирующих хрупкое разрушение материала, представленный ниже, позволил дать новую формулировку необходимого условия хрупкого разрушения— условия зарождения микротрещин скола — и предложить физическую интерпретацию зависимости критического напряжения хрупкого разрушения S от пластической деформации [75, 81, 82, 127, 131]. [c.60]

Следует отметить, что в (2.11) физический смысл S вполне соответствует интерпретации этого параметра, достаточно устоявшейся в настоящее время критическое напряжение хрупкого разрушения S является параметром, достижение которого наибольшими главными напряжениями является достаточным условием для реализации хрупкого разрушения, т. е. для обеспечения страгивания и распространения микротрещины. При этом в качестве необходимого условия выступает условие зарождения микротрещин, которое многие исследователи, например в работах [101, 149—151], принимают в виде (2.3). В предлагаемом критерии хрупкого разрушения (2.11) необходимое условие хрупкого разрушения соответствует условию зарождения микротрещин скола в виде (2.7). Как уже говорилось, разрушающее напряжение а/ при одноосном растяжении образцов в диапазоне температур Го Г Тем (см. рис. 2.6 и 2.7) совпадает с напряжением распространения микротрещин Ор, тождественно равным S , что позволяет получать значения S (x) на основании указанных предельно простых экспериментов. Однако совпадение а/ с S не является общим правилом даже при хрупком разрыве в условиях одноосного растяжения в области температур Т <То разрушающее напряжение а/ не является напряжением распространения микротрещин (см. рис. 2.7), а соответствует напряжению, при котором выполняется условие зарождения микротрещин. Такая же ситуация наблюдается при хрупком разрыве в условиях объемного напряженного состояния, например при разрушении образцов с концентраторами и трещинами (см. подразделы 2.1.4 и 4.2.2). [c.72]

Подчеркнем, что в общем случае при циклическом нагружении в условиях объемного напряженного состояния (ОНС), реа-лизирующегося, например, у вершины трещины или острого концентратора в конструкции, соотношение компонент приращения напряжений при упругой разгрузке может не совпадать с идентичным соотношением напряжений в момент окончания упругопластического нагружения [66 68, 69, 72, 73]. Поэтому интенсивность приращения напряжений 5т, при которых возобновится пластическое течение при разгрузке (или, что то же самое, при реверсе нагрузки), может быть меньше, чем в одноосном случае, где циклический предел текучести 5т = 20т для идеально упругопластического тела [141, 155]. Это обстоятельство приводит к некоторым особенностям деформирования и соответственно повреждения материала в случае ОНС. Например, при одинаковом размахе полной деформации в цикле можно получить различные соотношения интенсивности размаха пластической АеР и упругой Де деформаций за счет изменения параметра 5т- [c.130]

Зависимость (4.6) в принципе дает возможность описать влияние средних напряжений (или асимметрии нагружения), а также нестационарности нагружения на скорость роста усталостной трещины, так как эти факторы изменяют параметр и [289, 346, 354]. Но, к сожалению, следует отметить нарастание разногласий в отношении достоверности результатов измерений закрытия трещины разными методами [300, 324, 385, 418]. Одной из возможных причин большого разброса измерений закрытия трещины может быть различная протяженность фронта трещины (толщина образца) в разных экспериментальных исследованиях. Так, в работах [369, 408, 409] экспериментально показано, что доминирующее влияние на стор оказывает деформирование материала у вершины трещины в районе свободных боковых поверхностей образца. С увеличением толщины образца и соответственно протяженности фронта трещины влияние боковых поверхностей снижается и эффект закрытия трещины уменьшается, вплоть до его практически полного отсутствия в растягивающей части цикла. Для трещин с протяженным фронтом только при R — О (а не при / > 0) трещина перестает быть концентратором напряжений и в этом случае 1. [c.191]

Анализ долговечности сварных узлов на стадии образования усталостного разрушения может быть выполнен на основе из-вестных деформационных критериев разрушения [141, 144, 147] или при использовании разработанного деформационно-силового критерия (см. раздел 2.3). Процедура расчета при этом аналогична анализу долговечности материала у вершины усталостной трещины, так как по сути трещина является острым геометрическим концентратором напряжений и деформаций. Расчет кинетики НДС в концентраторах напряжений в настоящее время проводится с использованием коэффициентов концентрации упругопластических деформаций и напряжений, процедура получения которых достаточно полно представлена в работах [141, 147]. В случае необходимости уточненного анализа НДС в концентраторе можно воспользоваться решением упругопластических задач с помощью МКЭ. [c.268]

Расчет на усталостную прочность. Э от расчет проводится в форме определения коэффициента запаса прочности п для опасных сечений вала. При этом учитывают характер изменения эпюр изгибающих и крутящих моментов (рис. 3.7.. 3.9), наличие концентраторов напряжений, ступенчатость вала ( м. рис. в табл. 3.6). [c.55]

Примечание. При наличии нескольких концентраторов напряжений в одном сечении в расчет принимается тот, у ко-1 торого коэффициент k больше. [c.67]

Наличие металлической связи придает материалу (металлу) способность к пластической деформации и к самоупрочнению в результате пластической деформации. Поэтому, если внутри материала есть дефект или форма детали такова, что имеются концентраторы напряжений, то в этих местах напряжения достигают большой величины и может возникнуть даже трещина. Но так как пластичность металла высока, то в этом месте, в том числе в устье трещины, металл пластически продеформируется, упрочнится и процесс разрушения приостановится. [c.60]

Рис. 49. Концентрация напряжеииП в устье дефекта. Концентраторы напряжений а — трещина 6, г — острый надрез а — мелкий надрез. Пунктир ср

Дефекты строения и несплошностп являются концентраторами напряжений, т. е. по краям дефекта напряжения могут значительно отличаться от среднего (а брутто), как показано на рис. 49. Концентрация напряжения К) тем больше, чем острее дефект (сравни рис. 49, а—в) и больше его длина (сравни рис. 49, б, г), что выражается следующей формулой [c.71]

В области прочностей, когда = Яп, наблюдается полухрупкое разрушение. Испытание надрезанных образцов с определением не вязкости разрушения, а предела прочности не впо.тне целесообразно, так как при вязком разрушении получают завышенные значения прочности, а при хрупком — ненадежные и нестабильные значения. При столь большом значении концентратора на результаты испытания хрупких материалов оказалось, что в этом случае важное значепие имеют многие моменты, не оказывающие влияния на результаты испытания мягкпх материалов (состояние поверхности, технология изготовления образцов, соосность захватов машины и др.). Практически эти моменты не сказываются при испытании материалов с прочностью до 150 кгс/мм [c.78]

Конвективный теплообмен 291 Константан 554 Концентратор 78 Координационное число 25 Коррозионное растрескивание 492 Коррозия 479 интеркристаллитная 488 межкристаллитная 488 под напряжением 492 Коттрелла атмосфера 101 [c.644]

Влияние азота, кислорода и водорода. Эти элементы присутствуют в сплавах или в составе хрупких неметаллических включений, например оксидов РеО, SiOj, Al. O ,, нитридов Fe4N, или в свободном состоянии, при этом они располагаются в дефектных местах в виде молекулярного и атомарного газов. Неметаллические включения служат концентраторами напряжений и могут понизить механические свойства (прочность, пластичность). [c.14]

Выполняют расчеты валов на статическую прочность и на сопротивление усталости. Расчет проводят в такой последовательности по чертежу сборочной единицы вала составляют расчетную схему, на которую наносят все внешние силы, нагружающие вал, приводя плоскости их действия к двум взаимно перпендикулярным плоскостям (горизонтальной X и вертикальной У). Затем определяют реакции опор в гбризонтальной и вертикальной плоскостях. В этих же плоскостях строят эпюры изгибающих моментов Мх Му, отдельно эпюру крутящего момента Предположительно устанавливают опасные сечения исходя из эпюр моментов, размеров сечений вала и концентраторов напряжений (обьршо сечения, в которых приложены внешние силы, моменты, реакции опор или места изменений сечения вала, нагруженные моментами). Проверяют прочность вала в опасных сечениях. [c.165]

Так же как и в роликовом генераторе, в целях предохранения гибкого колееа от раскатывания устанавливают подкладное кольцо 1. Закрепление подкладного кольца от осевого смещения в дисковом генераторе затруднено. В конструкции по рис. 15.6, а кольцо удерживает борт, входящий в паз гибкого колеса. Высота борта ограничена допускаемым значением упругой деформации растяжения гибкого колеса при установке подкладного кольца (т. е. не превышает десятых долей миллиметра), что не гарантирует надежного запирания кольца. Кроме того, паз как концентратор напряжений снижает прочность гибкого колеса. Матери ш подкладного кольца—сталь ШХ15 (50...58 НКСэ). Материал дисков—конструкционная сталь 45, 40Х с закалкой рабочей поверхности до 48...50 НЯСд. [c.241]

Различают разрушение деталей вследствие потери статической прочности или сопротивления усталости. Потеря статической прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала (например, а,,). Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Потеря сопрот1 вления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превышающих предел выносливости материала (например, а ,). Сопротивление усталости значительно понижается при наличии концентраторов напряжений, связанных с конструктивной формой детали (галтели, канавки и т. п.) или с дефектами производства (царапины, трещины и пр.). [c.5]

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]

Применение локальных критериев к анализу разрушения в материальной точке также наталкивается на ряд противоречий. В частности, при таком подходе практически невозможно прогнозировать разрушение тела с трещинами или острыми концентраторами, в котором реализуется высокий градиент напряжений и деформаций. Трудности описания разрушения в высокоградиентных полях напряжений и деформаций в первую очередь связаны с тем фактом, что для зарождения разрушения необходима реализация тех или иных физических процессов в некотором конечном объеме материала, а не в материальной точке. Поэтому даже при выполнении условия зарождения разрушения в материальной точке реально разрушение не происходит до тех пор, пока критическое состояние не возникает в некотором объеме материала. [c.6]

Следует отметить, что процесс развития разрушения (рост трещины) можно представить как непрерывное зарождение макроразрушения (разрушения в объеме структурного элемента) в высокоградиентных полях напряжений и деформаций, возникающих у растущей трещины. Тогда ответственными за развитие разрушения являются по сути все те же локальные критерии разрушения (см. рис. В.1). Таким образом, если не рассматривать тело с трещиной как специфический объект исследований (чем традиционно занимается механика разрушения), а рассматривать трещину как концентратор напряжений, тО анализ развития разрушения в конструкции принципиально не будет отличаться от анализа разрушения в теле без трещины с использованием локальных критериев разрушения. Единственное отличие расчета зарождения разрушения в теле без трещины от расчета развития трещины в элементе конструкции заключается в методе определения НДС в первом случае НДС определяется непосредственно из решения краевой задачи, ва втором — на основании параметров механики разрушения. Очевидно, что это отличие не является принципиальным и связано с менее трудоемким способом расчета НДС у вершины трещины через параметры механики разрушения. В общем случае НДС у вершины трещины можно определить с помощью решения краевой задачи, например МКЭ. [c.8]

Значения па раметра гпт при других температурах для стали 15Х2МФА в исходном состоянии, вычисленные из второго уравнения системы (2.44) при известной величине Od, составили Щг(—196°С) =92,30. 103 МПа тг(—ЮО°С) =21,93 10 МПа /Пг(—60°С) =21,83-10 МПа. Характер изменения функции Ч (еР) при различных температурах показан на рис. 2.21. Следует отметить, что для образцов данной геометрии зависимость (sP.) в интервале (бР)о является монотонно возрастающей, однако для образцов с более острым концентратором возможен вариант, когда функция (eJ в указанном диапазоне деформаций будет иметь максимум, и тогда в соответствии с методикой необходимо решать систему уравнений (2.43). [c.105]

Существенным этапом в понимании влияния асимметрии нагружения на СРТ были исследования В. Элбера [315, 316, 373], который установил, что закрытие трещины (контакт ее берегов) происходит в растягивающей части полуцикла, трещина раскрыта только при напряженных, превышающих Оор. Очевидно, что трещина при о < Оор не работает как концентратор напряжений и деформаций и, следовательно, при указанном условии повреждение материала у вершины трещины практически отсутствует. Поскольку повреждение материала у вершины трещины связано с изменением уровня ее нагруженности за цикл, определяемым параметром АК, Элбер для учета эффекта закрытия трещины вводит эффективный размах КИН Кец = [c.190]

При Ki Ki (T) у вершины трещины должно выполняться условие хрупкого или вязкого разрушения в соответствии с предложенными в подразделах 2.1.2 и 2.2.2 критериями [см. уравнения (2.11) и (2.63)]. С точки зрения физики данное требование означает реализацию механизма встречного разрушения материала, когда зародившиеся микроповреждения материала у вершины трещины, по сути являющейся концентратором напряжений, объединяются с ней. Здесь хотелось бы несколько подробнее остановиться на вопросе, почему именно такой механизм наиболее вероятен при разрушении материала с трещиной. Рассмотрим хрупкое разрушение тела с трещиной. Для того чтобы от макротрещины развилось хрупкое разрушение, необходимо выполнение условия Отах = От. п ( Jmax — мак-симальные напряжения, локализованные непосредственно у вер- [c.230]

Коррозионные трещины часто представляют собой узкие щели, заполненные продуктами коррозии, что, несомненно, затрудняет доступ кислорода к дну трещин по сравнению с поверхностью металла. В этих условиях, если процесс протекает с кислородной деполяризацией, усиливают свою работу концентрационные коррозионные элементы. Потенциал на дне концентраторов наиряжений по мере их роста смещается к более отрицате.льиым значениям, и вследствие высоких местных напряжений там может выделиться новая структурная составляющая, которая будет [c.108]

В соответствии с электрохимическим механизмом разрушения металла, развитие трещин можно представить следующим образом. Сначала на поверхности металла вознпканэт небольшие местные поражения, например в виде коррозионных язвинок. На этих участках начинает протекать электрохимический процесс при этом язвинки начинают действовать подобно запилу в качестве концентратора напряжений. Ма1сснмалы1ые значения напряжений будут на дне язвинок и поэтому дно будет иметь более отри- [c.108]

Эффективность смазочно-охлажд,аюнд,ей жидкости можно повысить, передавая ультразвуковые колебания на круг. Источником ультразвуковых колебаний в диапазоне 20. .. 40 кГц является магнитострикционный преобразователь. К торцу ультразвукового концентратора крепится алюминиевая насадка, являющаяся составной частью трубопровода с охлаждаю(цей жидкостью. Поток охлаждающей жидкости через насадку подается на круг. Ультразвук через жидкость воздействует на частицы металла, срывая их с поверхности круга, и жидкость уносит их в своем потоке. Стружки из пор круга также удаляются жидкостью. Это приводит к снижению выделения теплоты из зоны резания, уве-, личению периода стойкости круга и к улучшению качества обработки. [c.167]

Если в одном сечении действует нисколько концентраторов, учитывают влияние наиболее опасного и них и — масштабные факторы, т. е. коэффициенты, учитыЕиющие влияние поперечных размеров вала (принимаются по таб, [. 3.7) Р — коэффициент поверхностного упрочнения, вводится при поверхностной закалке ТВЧ, азотировании, дробеструйном наклепа и в ряде других случаев (принимается по табл. 3.8). [c.57]

Крепление деталей при помощи пружинных колец (рис. 3.12, л) может воспринимать значительные осевые нагрузки, но меньшие, чем распорные втулки. Недостатком такого соединения является отсутствие осевого поджатия — деталь le всегда может быть зафиксирована в осевом направлении. В 1 еобходимых случаях между кольцом и ступицей устанавливают пециальную шайбу, которую подбирают по величине зазора. Канавки также являются концентраторами напряжений, поэтому колща лучше использовать на концах валов, где напряжения невелики. Размеры пружинных колец и канавок для них приведены в табл, 5.45. [c.64]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...