Напряжение в конструкции остаточное

Можно привести следующую схему механизма хрупкого разрушения конструкции при наличии в ней остаточных напряжений. В конструкции всегда имеются резкие изменения сечения и различного рода дефекты, что создает местное повышение напряжений и объемное напряженное состояние. В случае эксплуатации конструкции при низкой температуре металл на участках с резкими концентраторами напряжений может переходить в хрупкое состояние. Однако для того, чтобы в этих местах могла при статической нагрузке зародиться трещина, необходимы средние напряжения выше предела текучести металла. Рабочие напряжения в конструкциях, как правило, всегда бывают ниже предела текучести. Поэтому при статических условиях нагружения нет оснований ожидать зарождения развивающейся трещины. Если же в районе расположения резкого концентратора напряжений имеются значительные растягивающие остаточные напряжения, то достаточно небольшого импульса, чтобы появилась и начала распространяться хрупкая трещина. [c.221]

Характерной особенностью разнородных сварных соединений является наличие остаточных напряжений, вызванных разностью коэффициентов линейного расширения аустенитных и перлитных сталей. В зависимости от марок сталей эта разность может составлять более 30%. Наиболее эффективным методом снятия остаточных напряжений в конструкциях из сталей одного легирования является отпуск. Если разнородные сварные соединения работают при высоких температурах, то отпуск необходим для сохранения размеров этих соединений. Поэтому перед окончательной механической обработкой изделие следует нагреть до температуры, превышающей рабочую на 100—200° С. [c.155]

Имеется ряд расчетных схем, позволяющих учитывать условия развития сварочных напряжений и характер их распределения. В настоящее время разработана общая теория сварочных напряжений и деформаций [52], [53], с помощью которой можно получить не только распределение остаточных напряжений в конструкции и определить ее деформации, но и оценить влияние различных факторов, от которых они зависят. [c.59]

Как показано многочисленными исследованиями, в элементах конструкций изготовленных из пластичного материала, находящихся в вязком состоянии и работающих при статических и ударных нагрузках, остаточные сварочные напряжения не отражаются на прочности (сопротивлении разрушению) элементов конструкций. Их влияние в данном случае проявляется лишь в том, что наступление пластических деформаций в отдельных зонах может происходить при более низких нагрузках, чем в элементах, не имеющих сварочных напряжений. В конструкциях из хрупких материалов, а также из материалов пластичных, но находящихся в хрупком состоянии (например, при воздействии объемного напряженного состояния), сварочные остаточные напряжения могут влиять на прочность при статических и ударных нагрузках. [c.60]

Наличие указанных дефектов создает условия для нарушения силового потока и для возникновения концентрации напряжений, что приводит к опасности появления преждевременных хрупких разрушений. При этом имеющиеся в конструкции остаточные напряжения, ввиду хрупкого состояния материала в зоне трещины, могут складываться с рабочими и снижать работоспособность изделия. Как показывает эксплуатационный опыт, большинство разрушений сварных конструкций связано с развитием имеющихся дефектов и, прежде всего, трещин, непроваров и пр. Наиболее резко дефекты [c.94]

До настоящего времени производились исследования остаточных напряжений в конструкциях, сваренных главным образом дуговой сваркой. Первоначальные эксперименты, проведенные по изучению образования остаточных напряжений, показали, что при сварке электронным лучом в результате резкого уменьшения зоны разогрева остаточные напряжения локализуются в сравнительно меньшем объеме металла. Средние значения остаточных напряжений в зоне соединения намного ниже, нежели при дуговой сварке. Значительно ниже оказываются также величины остаточных деформаций. [c.134]

Возникающие в местах концентрации напряжений трещины, как правило, распространяются под действием циклических эксплуатационных нагрузок в пластически деформированных зонах. В зависимости от конструктивных форм и абсолютных размеров сечений, температуры, скорости и характера нагружения, механических свойств, уровня начальной дефектности и остаточной напряженности в конструкциях могут возникать хрупкие состояния, характеризуемые весьма низкими (до 0,1 сгт) разрушающими напряжениями. Условия образования и развития хрупких трещин при этом оказываются связанными со стадией развития трещин циклического нагружения. В вершине трещин длительного статического, циклического и хрупкого разрушения в зависимости от номинальной напряженности и размеров трещин возникают местные упругопластические деформации соответствующего уровня. Таким образом, оценка несущей способности и обоснование надежности элементов машин и конструкций должны осуществляться на основе анализа кинетики местных упругих и упругопластических деформаций, статистики эксплуатационной нагруженности, энергетических и силовых деформационных критериев разрушения. [c.78]

Применение высокого отпуска для снятия остаточных напряжений в конструкциях из малоуглеродистых и низколегированных сталей с целью повышения их выносливости целесообразно лишь в тех случаях, когда можно ожидать значительного влияния остаточных напряжений на прочность (при высокой концентрации напряжений, в случае объемного напряженного состояния). [c.229]

Дефекты в зависимости от состояния материала, температуры, цикличности нагружения, наличия в конструкции остаточных напряжений, свойств рабочей среды, количества растворенного в металле водорода, могут постепенно развиваться и при достижении критических размеров привести к разрушению конструкции. [c.114]

Большая часть экспериментальной работы по перенапряжению с применением этого способа проведена на сварных конструкциях, и его преимущества бесспорны. Эта работа подтверждает тот факт, что выигрыш от снятия высоких остаточных напряжений намного превышает любой побочный отрицательный эффект. Такое предварительное напряжение даже уменьшает вероятность разрушения от механических надрезов, появляющихся в конструкции в зоне сварных швов после операции перенапряжения, хотя любая последующая сварка, конечно, может снова увеличить возможность разрушения вследствие того, что в конструкции повторно создаются остаточные напряжения. Преимущества способа перенапряжения с целью механического снятия напряжений в конструкции определены, и его следует рекомендовать во всех случаях, когда термическое снятие напряжений невозможно. Однако термическое снятие напряжений является более предпочтительным, поскольку оно устраняет охрупчивание в зоне сварных швов и увеличивает пластичность. При механическом снятии напряжений увеличивается напряжение разрушения. [c.250]

Для предотвращения быстрого разрушения сосудов, работающих под давлением, необходимо оговаривать минимальную вязкость разрушения различных материалов, что допускает наличие в материале дефектов определенного размера при соответствующем уровне напряжений. При установлении уровня напряжений следует учитывать обусловленные расчетом напряжения в конструкции, зоны значительной концентрации напряжений, а также вторичные температурные и остаточные напряжения сварочного процесса. Уровень вязкости разрушения должен быть связан с условиями работы материала. Например, необходимо учитывать, будет ли иметь место охрупчивание материала у сварных швов. Для этих обоих случаев вероятность разрушения значительно уменьшается в результате термического снятия напряжений. Уровень локальных напряжений может быть снижен механическим снятием напряжений. [c.254]

Очень важным является вопрос о влиянии извне приложенных напряжений. Для некоторых сплавов в определенных электролитах был обнаружен порог напряжений, ниже которо-го растрескивания не наблюдалось. На основании этого сделано заключение [I—7], что для всех сплавов имеется критическое напряжение, ниже которого они не растрескиваются, и при этом напряжении их можно безопасно эксплуатировать. ОднакО это положение является весьма дискуссионным во-первых, многие сплавы, склонные к КР, вообще не обнаруживают критического напряжения во-вторых, само понятие критическое напряжение неопределенно, поскольку оно зависит от состава коррозионной среды. Кроме того, если долго выдерживать под нагрузкой высокопрочный сплав, склонный к КР, то и при нагрузке, равной критическому напряжению, он рано или поздно разрушится. В-третьих, мы не может знать точно величину остаточных напряжений в конструкции и поэтому не- [c.121]

Прочность сварных конструкций в ряде случаев рассматривается с трех позиций во-первых, со стороны прочности сварного шва и соединения, определяемой условиями технологического процесса сварки во-вторых, со стороны влияния концентрации напряжений в сварном соединении на его поведение под статическими и переменными нагрузками в-третьих, со стороны собственных (остаточных) напряжений в конструкциях, вызванных процессом сварки. [c.595]

На характер эпюры остаточных напряжений в конструкции оказывают влияние а) распределение температур в изделии при сварке б) физико-.механи-ческие свойства свариваемого металла в) размеры деталей, особенно при малых деталях. [c.913]

Напряжение, при котором образец начинает пластически удлиняться (для низкоуглеродистых сталей 1,86—2,06 МПа, или 19—21 кгс/мм ), называют началом текучести или, как принято, пределом текучести. Это напряжение принимается в расчет при изготовлении всех изделий с тем, чтобы не допустить в конструкции остаточных деформаций, которые нарушат их нормальную работу. [c.91]

При таком напряжении материал как бы течет , развиваются процессы пластической деформации, происходит остаточное искажение кристаллической решетки. Здесь следует сказать, что не у всех материалов при пределе текучести наблюдается площадка. В случае растяжения легированных сталей, алюминиевых сплавов и некоторых других материалов кривая имеет плавный характер (рис. 18, б). В связи с этим было введено понятие условного предела текучести. Условным пределом текучести ао,2 называется напряжение, при котором величина остаточной деформации достигает 0,2% первоначальной длины образца. Дальнейшее повышение нагрузки (участок 2) вызывает последующее развитие пластической деформации. Однако до Ртах деформация носит организованный характер, т. е. распределяется по всей длине образца приблизительно равномерно. При нагрузке Ртах в наиболее слабом участке образца возникает местная деформация и образуется шейка. Зная величину силы Ртах, можно вычислить предел прочности материала а . Если напряжение в конструкции достигнет предела прочности, то она разрушается. [c.553]

Если напряжение в конструкции превысит предел текучести, в ней возникнут значительные остаточные деформации. Например, при достижении передела текучести в трубе из-за слишком высокого внутреннего давления происходит остаточное увеличение диаметра и утонение стенки — раздутие. [c.62]

На характер эпюры остаточных напряжений в конструкции оказывают влияние а) распределение температур в изделии при сварке б) физико-механические свойства свариваемого металла [c.666]

Рентгеновский метод позволяет определять напряжения в металле без привязки измерительной аппаратуры к ненапряженному состоянию. При обычном тензометрировании необходима установка тензометра на ненагруженную конструкцию с тем, чтобы сопоставить в дальнейшем показания прибора до и после нагружения. При этом предварительные напряжения в конструкции (натяг, технологические напряжения) тензометрами замечены быть не могут. Рентгеновский метод дает абсолютные значения напряжений с учетом предварительных нагрузок. Рентгеновским методом можно, например, определить остаточные напряжения в зоне сварного шва после его остывания, что при помощи обычных тензометров сделано быть не может. [c.319]

Процесс сварки оказывает значительное тепловое воздействие на металл, которое может привести к существенным изменениям свойств основного металла и, кроме того, является причиной появления остаточных деформаций и напряжений в конструкции. [c.12]

Остаточные напряжения в конструкциях и деталях машин могут возникать как в процессе их изготовления, так и во время эксплуатации. [c.484]

Трещины (горячие и холод-лые) Неправильно выбраны сварочные материалы. Повышенное содержание углерода, серы или фосфора в стали или сварочных материалах. Большие остаточные напряжения в конструкции. Несоблюдение температурного режима (сварка при низкой температуре). Необходимость разработки специальной технологии (при сварке закаливающихся сталей) [c.202]

Таким образом, знание собственных и реактивных напряжений в типовых сварных узлах (неоднократно используемых в одной и той же конструкции) дает полное представление об остаточной напряженности конструкции в целом. Настоящий [c.279]

Проведенные исследования демонстрируют, какую роковую роль могут сыграть остаточные технологические напряжения в сочетании с другими неблагоприятными факторами (в частности, с коррозионной средой) в преждевременном разрушении конструкций. [c.364]

Распределение остаточных напряжений в элементах оболочечных конструкций после многослойной сварки и гидравлических испытаний/ [c.374]

Отжиг, характеризуемый медленным охлаждением вместе с печью или на воздухе) после нагржа и выдержки при некоторой температуре деталей и заготовок, проводят для снижения твердости и улучшения обрабатываемости резанием отливок, проката и поковок из углеродистых легированных сталей, а также для снятия остаточных напряжений в конструкциях после сварки или предварительной (черновой) обработки резанием. Для углеродистых и углеродистых легированных сталей проводят полный отжиг - нагрев до температуры, превышающей на 30—50 °С температуру превращения объемноцентрированной решетки железа в гранецентрированную кубическую решетку (обычно 800 - 900 °С), выдержку при этой температуре, медленное охлаждение до 400—600 С вместе с печью и далее на воздухе. Для низкоуглеродистых высоколегированных сталей 12Х2Н4А, 20Х2Н4А и др., используемых для изготовления зубчатых колес, применяют низкотемпературный (высокий) отжиг при температуре 650 — 670 °С и медленное охлаждение (чаще всего на воздухе). Используют и другие виды отжига, которые отличаются от высокого отжига температурой нагрева и скоростью охлаждения. [c.273]

Результаты, полученные на лабораторных образцах, показывают, что экспериментальные значения суммы 2 пШ) больше единицы для последовательностей с убывающими амплитудами напряжений и меньше единицы для последовательностей с возрастающими напряжениями. Они противоречат опубликованным результатам испытаний конструкций и их элементов, которые систематически показывают противоположное. Другими словами, для конструкций и их элементов последовательности напряжений о возрастающей амплитудой вызывают большие повреждения, чем такие же циклы напряжений, расположенные в порядке убывания амплитуд. Этот кажущийся парадокс еще полностью не объяснен, но он, несомненно, связан с остаточными напряжениями в конструкциях и их элементах, вызванными концентрацией напряжений в конструктивных соединениях и в местах геометрических особенностей. Приложенные ранее и срелаксировавшие впоследствии большие напряжения приводят к возникновению полей остаточных сжимающих напряжений в областях локальной концентрации напряжений, и последующее воздействие циклических напряжений меньшего уровня вызывает меньшее повреждение, чем в случае отсутствия остаточного сжатия. Даже один цикл напряжений очень высокого уровня может оказать большое влияние на усталостное разрушение. [c.243]

Для снятия остаточных напряжений в конструкциях, в которых не предусмотрено термическое их снятие, остаточные напряжения около сварных швов уменьшаются посредством создания локального поля противонапряжений при гидравлическом испытании. В результате уменьшения остаточных напряжений риск разрушения при определенном уровне действуюш,его внешнего напряжения также уменьшается. [c.197]

Испытания сфер диаметром 1525 мм с толщиной стенки 25,4 мм проводили для изучения влияния остаточных напряжений и ме- ханического и термического снятия напряжений (Кихара и др. 1959 г.). К сфере приваривали пластины диаметром 889 мм, причем в пластинах делали сварной шов с предварительно подготовленным надрезом, подобным надрезу при испытании широкого листа по Уэллсу. Разрушения в сферах при низком напряжении происходили за счет незначительного показателя вязкости разрушения материала, низкой температуры, острых надрезов и высоких растягивающих остаточных напряжений. При снятии остаточных напряжений в конструкции повышается разрушающее напряжение. [c.228]

При наличии концентраторов напряжений в сварных конструкциях повышение их вибрационной прочности может быть достигнуто также применением специальных мер, в результате которых в наиболее опасных участках будут созданы остаточные сжимающие напряжения. В таких случаях возможно применение местных нагревов удаленных от мест концентрации напряжений участков для создания в наиболее напряженных местах конструкции остаточных сжимающих напряжений. Возможны также меры, связанные с пластическим обжатием (проковкой, проколачиванием и другими методами поверхностного наклепа), в результате которых создается местное упрочнение металла наиболее опасных участков конструкции. [c.133]

При наличии в конструкциях остаточных сварочных напряженпй п напря-гкеннй от внешней нагрузки вероятность и скорость коррозионного растрескивания резко возрастают, особенно в условиях двух- и трехосного напряженного состояния. Чувствительность различных металлов к влиянию впда напряженного состояния для различных металлов различна (рис. 23) и в настоящее время изучена недостаточно. [c.133]

Получение кратковременных начальных напряжений в конструкции, близких к пределу текучести материала, облегчается при использовании вибрационного нагружения. Такой способ снятия остаточных напряжений (автор Б. Беатович, Югославия) используют на практике. [c.131]

Начальные (монтажные) собственные напряжения образуются в конструкциях и машинах в процессе соединений деталей, находящихся в упругонашряженном состоянии. Эти напряжения возникают в процессе сборки, например, при затяжке болтов, шпонок, при посадках и т. д. Начальные напряжения бывают весьма полезными например, при посадках они обеопечивают образование сил трения необходимой величины между соприкасающимися поверхностями соединяемых деталей. Начальные монтажные напряжения в конструкциях исчезают после устранения причин, их вызвавших (ослабление затяжки болта и т. д.). Остаточные собственные напряжения возникают вследствие различных причин. [c.84]

Напряжения, как внутренние (остаточные), так и внешние (приложенные), влияют и на коррозию стали. На кораблях такие напряжения почти наверняка являются причиной повреждений, однако они также частично связаны с местным разрушением окалины. Щелочная хрупкость котельной стали в большей степени вызывается напряжениями. Внутренние напряжения в конструкции должны рассматриваться как дополнительные к приложенным извне — факт, который, как указал Гадфилд , часто не принимается в расчет конструкторами. Напряжения имеют особенно серьезное значение вокруг заклепочных отверстий, особенно если склепываемые листы тонки, а также на кромках, особенно если ножницы были тупые вообще же они возникают при всех видах холодной обработки. [c.606]

Отжиг ха зктеризуется медленным охлаждением (иногда вместе с печью или на воздухе) после нагрева и выдержки при некоторой температуре деталей и заготовок. Проводят его для снижения твердости и улучшения обрабатываемости резанием отливок, проката и поковок из углеродистых и легированных сталей, а также для снятия остаточных напряжений в конструкциях после сварки или лредварительной черновой) обработки резанием [c.114]

Ранее было введено понятие реактивных напряжений — напряжений, действующих от соседних сварных узлов на рассматриваемый узел. При таком определении собственные ОСН любого узла могут выступать в качестве реактивных в случае, если проводится анализ остаточной напряженности после сварки соседнего узла. Следовательно, для оиредблёния ОСН в конструкции в целом принципиально необходимо знать распределение собственных сварочных напряжений для всех сварных узлов. [c.297]

Как было указано выше, за долговечность коллектора принимается долговечность до зарождения трещины в наиболее нагруженной зоне коллектора. Такой зоной обычно является зона недовальцовки трубки с коллектором, расположенная в области наибольших растягивающих общих напряжений (в данной конструкции коллектора эта область расположена в районе жесткого клина). Поскольку анализ НДС в зоне недовальцовки при взаимодействии остаточных и эксплуатационных напряжений проводится МКЭ в осесимметричной постановке, необходимо провести схематизацию, при которой наиболее адекватно смоделировано действие термомеханический эксплуатационной нагрузки и общих напряжений. Провести моде- [c.338]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...