Усталость сопротивление У., влияние высокой температурь

Долговечность ремня определяется в основном его сопротивлением усталости, которое зависит не только от значений напряжений, но также и от частоты циклов напряжений, т. е. от числа изгибов ремня в единицу времени. Под влиянием циклического деформирования и сопровождающего его внутреннего трения в ремне возникают усталостные разрушения — трещины, надрывы. Ремень расслаивается, ткани перетираются. На сопротивление усталости ремня оказывает влияние и высокая температура, которая повышается от внутреннего трения в ремне и скольжения по щкивам. Для уменьщения напряжения изгиба [см. формулу 1 ЛА)] рекомендуется выбирать возможно больший диаметр малого шкива й, что благоприятно влияет на долговечность, а также и на тяговую способность передачи. [c.251]

Влияние усталости на критическую температуру хрупкости стали ВСт.Зсп в зоне термомеханического старения показано на рис. 29, б. В этом случае критическая температура хрупкости Г р зоны старения после сварки в исходном состоянии выше основного материала ВСт.Зсп более чем на 10°С. В процессе работы на усталость Г р основного металла и зоны старения повышаются до 20°С. При использовании результатов исследований [77, 103] следует учитывать, что усталость накапливалась при высокой частоте — 20 Гц, что редко встречается в технике. Повреждаемость металла при малых частотах нагружения может быть выше, так как накопление усталостных повреждений при реальных частотах (до 1000 Гц) развивается более интенсивно. Большинство исследователей считают, что повышение частоты нагружения до 1000 Гц не влияет на предел выносливости, но дальнейшее повышение вызывает рост сопротивления усталости так, при частоте 20.Гц предел выносливости повышается на 40%. [c.80]

Исследования последнего времени [4] в области роли сред для сопротивления малоцикловому разрушению при повышенных температурах показали тенденцию к образованию окислов в зоне разрушения и его распространению но границам зерен. Это проявляется и в усилении влияния времени на сопротивление малоцикловой усталости, т. е. чувствительности к частоте v, что уже было описано выражением (1). Переход в область многоцикловой усталости и больших длительностей нагружения, необходимых для разрушения, был охарактеризован двучленным выражением (5) для полного размаха деформаций, которое для более высоких температур и больших времен преобразуется во временную зависимость длительной статической прочности. Усиление фактора времени для условий длительного циклического разрушения связано прежде всего с окислительным и снижающим прочность границ, зерен влиянием среды. Уже ранее на алюминиевых сплавах было. [c.30]

При высоких температурах с увеличением частоты нагружения на сопротивление усталости будут оказывать влияние и такие процессы, как релаксация напряжения, ползучесть, фазовые изменения, в своей совокупности они могут как понижать, так и повышать сопротивление усталости. [c.244]

Отсюда следует, что при высоких температурах предел прочности и предел текучести не могут служить критериями прочности. Критериями в этом случае надо считать предел ползучести и предел длительной прочности. При оценке усталостной прочности лопаток критерием прочности служит предел выносливости (усталости) при симметричном цикле а 1. Величину его следует принимать во внимание при выборе материала для лопаток наряду с пределами текучести и длительной прочности. Так же, как и последние, предел выносливости уменьшается с ростом температуры. На сопротивление усталости большое влияние оказывает чувствительность материала к концентрации напряжений, о которой можно судить, сравнив значения пределов выносливости гладких (0-1) и надрезанных (0-1) образцов. [c.155]

Частота и длительность нагружения. Сопротивление усталости конструкционных материалов зависит от скорости изменения нагрузки. В работах i[31, 72] определены две области частот, влияние которых на сопротивление усталости противоположное. Пределы выносливости конструкционных сталей при повышении частоты до 1000 Гц увеличиваются на 5... 20%. Значение a i для никелевых жаропрочных сплавов вследствие способности материалов к де формационному старению при высоких температурах с повышением/от 15 до 1000 Гц может увеличиваться до 30%. При f= [c.58]

Рекомендуемые формы надреза в образцах, предназначенных для испытаний при высоких температурах, такие же, что и при нормальной температуре (см. стр. 69). При обычно применяемых надрезах теоретический коэффициент Оо составляет 2,0—3,5 при изгибе. Влияние асимметрии цикла на сопротивление усталости образцов с надрезом при высоких температурах менее существенно, чем для гладких образцов (рис. 5). [c.138]

Так как детали машин, как правило, работают в условиях концентрации напряжений в местах галтелей, выточек, резьбы и т. д., то и в лабораторной практике необходимо предусматривать испытания, которые определили бы сопротивление исследуемогО металла концентрации напряжений. Для этого подвергают испыта- чию образцы с надрезом (рис. 246). На рис. 247 приведены в полулогарифмических координатах данные, показывающие влияние острого надреза на величину предела усталости стали при разных температурах. Надрез снижает предел усталости в среднем в два раза. Однако для больщинства сталей чувствительность к концентрации напряжения с повышением температуры уменьшается. Детальное исследование этого вопроса было проведено С. В. Серенсеном [108] на низколегированной стали испытуемые образцы имели сопряжения типа буртов, шлиц и поперечных отверстий коэффициенты концентрации напряжений в этих образцах составляли от 1,64 до 2,22. Испытания показали снижение коэффициентов концентрации напряжений при температуре 600° по сравнению с нормальной температурой на 10—15 /о. У многих высокожаропрочных сплавов наблюдается вообще малая чувствительность к концентрации напряжения при высоких температурах. [c.282]

Много дополнений было сделано в главе о механических свойствах материалов, и одна эта глава теперь содержит свыше 160 страниц. Цель такого расширения главы заключается в сосредоточении внимания на новейших достижениях в области экспериментального изучения свойств строительных материалов. Рассмотрены следующие вопросы 1) влияние несовершенств на предел прочности хрупких материалов и масштабный эффект 2) сравнение результатов испытаний образцов из монокристаллов и поликристаллов 3) испытание материалов в условиях плоской и пространственной задачи и различные теории прочности 4) сопротивление удару 5) усталость металлов при различных напряженных состояниях и методы повышения сопротивления усталости частей машин 6) сопротивление материалов при высоких температурах, явление ползучести и использование данных испытаний ползучести при проектировании. Для читателя, который желает расширить в дальнейшем свои познания в этих вопросах, будут полезны многочисленные ссылки на новейшую литературу. Наконец, в заключительном параграфе книги приводятся достаточно подробные сведения для надлежащего выбора рабочих напряжений. [c.10]

Авторы работы [176] делают вывод, что технологические остаточные макронапряжения практически не оказывают влияния на сопротивление усталости при высоких температурах независимо от их значений и знака. Этот вывод, однако, нельзя распространять на усталостную прочность образцов и лопаток из жа- [c.266]

Высокопластичные малоуглеродистые и низколегированные перлитные конструкционные стали при температуре до 400° С имеют высокое сопротивление термической усталости. Экспериментальные данные показывают, что вследствие незначительного влияния ползучести кривые долговечности (по числу циклов до разрушения в зависимости от амплитуды деформаций или условных напряжений в цикле) во всем интервале температур от комнатной до 400° С для всего класса углеродистых и низколегированных сталей с достаточным для практических целей приближением совпадают как при термической, так и при механической малоцикловой усталости. Поэтому для расчетов на термическую усталость при непрерывном чередовании теплосмен в данном случае можно использовать обобщенные расчетные кривые усталости, приведенные в нормах расчета на прочность [20]. [c.139]

Эффективность свертывающихся диафрагменных уплотнений зависит от свойств используемых уплотнительных материалов, к которым предъявляются требования высокого сопротивления усталости, повышенного сопротивления ползучести и высокой химической стойкости при воздействии масла или водорода. Обнадеживающие результаты были получены при использовании полиуретановой резины. Стендовые испытания показали, что срок службы уплотнения в значительной степени зависит от температуры, перепада давления на уплотнении и отношения толщины диафрагмы к размеру зазора между поршнем и стенкой цилиндра. Установлено, что наиболее важным параметром является температура. При частоте вращения вала двигателя 1500 об/мин и температуре окружающей среды 25 С уплотнения работали больше года (10 ООО ч) однако при повышении температуры до 100 °С уплотнения выходили из строя через 150 ч. Это было связано с влиянием температуры на прочность материала диафрагмы. При температуре 100 С прочность материала диафрагмы составляла лишь 20 % прочности на растяжение при нормальных условиях работы. [c.239]

Существенный недостаток прессового соединения — зависимость его нагрузочной способности от ряда факторов, трудно поддающихся учету широкого рассеивания значений коэффициента трения и натяга, влияния рабочих температур на прочность соединения и т. д. К недостаткам соединения относится также наличие высоких сборочных напряжений в деталях и уменьшение их сопротивления усталости вследствие концентрации давлений у краев отверстия. Влияние этих недостатков снижается по мере накопления результатов экспериментальных и теоретических исследований, позболяюш,их совершенствовать расчет, технологию и конструкцию прессового [c.91]

Несмотря на сходство явлений термической и механической усталости [48, 109], необходимо учитывать, что действие повторных нагревов сопровождается сложным комплексом явлений, проходящих в материалах при высоких температурах, — окислением, изменением диффузионной подвижности атомов, старением, рекристаллизацией, ползучестью и пр. При расчете термоусталостной долговечности помимо влияния теилосмен в ряде случаев необходимо принимать во внимание влияние скоростного потока горячих газов, значительно понижающих сопротивление термической усталости. Так, при скорости газов до 1М термоусталостиая долговечность может снижаться на 80— 90% по сравнению с долговечностью в стационарных условиях. [c.160]

Изотермические нагревы в вакууме для снятия остаточных макронапряжений практически не оказывают влияния на сопротивление усталости исследованных сплавов на малых базах испытаний, начиная с базы 10 млн. циклов и меньше. При такой базе испытаний время нахождения образца в условиях высокой температуры незначительно и составляет при частотах нагружения 1000 и 5000 Гц всего от 17 до 6 мин. Маловероятно, что за такое короткое время может заметно снизиться деформационное упрочнение поверхностного слоя. Однако если учесть высокий уровень циклических напряжений, то можно предположить, что релакса- [c.193]

При этом установлено, что раздельное введение W и Мо в никельхромистый твердый раствор оказывает меньшее влияние на упрочнение сплавов при высоких температурах, чем комплексное. При сложном легировании никельхромистых сплавов обеспечивается требуемое сочетание свойств высокой жаропрочности с достаточной пластичностью, сопротивлением усталости, нечувствительностью к надрезу и необходимой для деформируемых сплавов технологичностью. [c.180]

Существенный недостаток соединения с натягом — зависимость его нагрузочной способности от ряда факторов, трудно поддающихся учету 1пирокого рассеивания значений коэффициента трения и натяга, влияния рабочих температур на прочность соедине-ния и т. д. К недостаткам соединения относятся также наличие высоких сборочных напряжений в деталях и уменьшение их сопротивления усталости вследствие концентрации давлений у краев отверстия. Влияние этих недостатков снижается по мере накопления результатов экспериментальных и теоретических исследований, позволяющих совершенствовать расчет, технологию и конструкцию соединения. Развитие технологической культуры и особенно точности производства деталей обеспечивает этому соединению все более широкое применение. С помощью натяга с валом соединяют зубчатые колеса, маховики, подшипники качения, роторы электродвигателей, диски турбин и т. п. Посадки с натягом используют при изготовлении составных коленчатых валов (рис. 7.9), червячных колес (рис. 7.10 и пр. На практике часто применяют соединение натягом совместно со шпоночным (рис. 7.10). При этом соединение с натягом может быть основным или вспомогательным. В первом случае большая доля нагрузки в>.х принимается посадкой, а шпонка только гарантирует прочность соединения. Во втором случае посадку используют для частичной разгрузки шпонки и центрирования деталей. Точный расчет комбинированного соединения еще не разработан. Сложность такого расчета заключается в определении доли нагрузки, которую передает каждое из соединений. Поэтому в инженерной практике используют приближенный расчет, в котором полагают, что вся нагрузка воспринимается только основным соединением — с натягом или шпоночным. Неточность такого расчета компенсируют выбором повышенных допускаемых напряжений для шпоночных соединений. [c.113]

Результат наложения ка переменные напряжения статических напряжений сжатия зависит от температуры и уровня предела выносливости при симметричном цикле. Эффективность сжимающей нагрузки, измеряемая отношением оаМ-ь как показали испытания сплава ХН77ТЮРУ при 250 С значительно выше, чем при 550° С. Отсюда следует, что применение поверхностного наклепа для деталей из сплава ХН77ТЮРУ, эксплуатируемых при 550° С, мен еэф-фективно, чем при т-емпературах до 250 С. Кроме того, длительное действие высокой температуры способствует релаксации и перераспределению остаточных напряжений в поверхностном слое детали. Статические напряжения сжатия компенсируют отрицательное влияние остаточных напряжений второго и третьего рода в высоколегированных сплавах, которое проявляется в понижении сопротивления усталости при нормальной температуре. На рис. 2.36 приведена кривая Wa-i =f( (T-i)> построенная по результатам испытания образцов гладких и с концентраторами напряжений из сплава ХН77ТЮРУ при базовом числе циклов Л б = 2-10 ... 2-10 . [c.69]

Коэффициент к (о ), характёризуюш ий влияние частоты нагружения, может изменяться в зависимости от температуры в пределах от 1 — для нормальных температур, когда сопротивление разрушению определяется только числом циклов, до О — для весьма высоких температур, при которых сопротивление разрушению целиком определяется временем. Коэффициент А (сг) для степенного уравнения кривой усталости а Л — С выражается, как А (а) = = С сГтп [c.14]

В сварных конструкциях, не лодвергнутых термической обработке для устранения остаточных напряжений, могут встречаться местные пики остаточных напряжений растяжения и сжатия, достигающих уро вня предела текучести материала. Эти остаточные напряжения возникают, в основном, в результате усадки сварных швов при их охлаждении в условиях ограниченной возможности деформации благодаря присутствию смежных частей конструкции, которые не были нагреты при сварке до столь высокой температуры. Относительно влияния остаточных напряжений на сопротивление усталости В течение многих лет высказывались противоречивые мнения [18—20]. Часто возникал вопрос о том, складываются ли остаточные напряжения с напряжениями от внешних нагрузок и при каких условиях остаточные напряжения могут оказывать благоприятное или вредное влияние. [c.54]

В книге рассмотрены вопросы сопротивления жаропрочных материалов неизотермическому малодикловому нагружению — термической усталости. Приведены экспериментальные данные по термической усталости жаропрочных сталей, никелевых деформируемых и литых сплавов, используемых в основном в деталях газотурбинных установок. Освещены роль технологических факторов (режимов литья и термообработки, покрытий, пайки и др ). а также влияние основных параметров циклического нагружения — температуры, частоты, нагрузки. Определены критерии прочности при термоусталостном нагружении при высоких (до 1050 С) температурах и предложены расчетные уравнения для прогнозирования долговечности. Изложены методы испытаний, приведены схемы испытательных машин. [c.2]

Рассматривается проблема оптимизации с помощью ЭВМ технологии из-готовлешш деталей ГТД по критериям прочности с учетом действия высоких звуковых частот нагружения и эксплуатационных температур. Дается методика учета охлаждения заделки (для иодавления ползучести) ири расчете цаиряжений в образцах, моделирующих перо лопаток при испытаниях по схеме поиеречны.х колебаний на высоких звуковых и ультразвуковых частотах. Предложена математическая модель и дан пример ее практического использования для оптимизации режимов и законов программного или адаптивного управления операциями. На основе аналитического исследования деформаций в характерных концентраторах напряжений найдены обобщенные параметры для контроля состояния поверхностного слоя, отражающие влияние технологии на сопротивление усталости детали. [c.438]

Исследования коррозионной усталости металлов проводят с использованием образцов различных геометрических форм, а во многих случаях— моделей или реальных деталей или узлов машин и i аппаратов. Для получения сравнительной оценки влйяния структуры, химического состава металла, агрессивности среды,окружающей температуры, параметров циклического нагружения и других факторов используют обычно образцы диаметром или толщиной 5—12 мм. Влияние масштабного и геометрического факторов изучают на нестандартных образцах диам- тром или толщиной поперечного сечения от 0,1 до 200 мм и более — гладких цилиндрических, призматических, плоских с различным отношением сечения к длине рабочей части, а также с концентраторами напряжений в виде выточек, отверстий, уступов и пр. Оценку влияния прессовых, шпоночных, резьбовых, сварных, клеевых и тому подобных соединений металлов на их сопротивление усталости проводят на моделях таких соединений уменьшенных размеров, реже — на натурных соединениях (элементы судовых ва-лопроводов, бурильной колонны, сосудов высокого давления, лопатки турбин, колеса насосов и вентиляторов, стальные канаты, цепи, глубиннонасосные штанги и др.). [c.22]

Газовое контактное хромирование при 1100°С в течение 2—20 ч не оказало существенного влияния на выносливость образцов из нормализованной среднеугперо-дистой стали. Предел выносливости хромированных и нехромированных образцов составлял 260-280 МПа. Сравнительно тонкие карбидные слои (до 0,010 мм) приводят к повышению предела выносливости образцов на 15—20 %. Рост трещины карбидного слоя вследствие увеличения выдержки, а также повышения температуры процесса снижает выносливость хромированной стали вплоть до выносливости нехромированной и даже ниже. Так, газовое контактное хромирование при 950°С обеспечивает возникновение сравнительно высоких остаточных напряжений сжатия (1200 МПа), повышает предел выносливости на 15—20 % (табл. 22), однако не приводит к повышению сопротивления коррозионной усталости стали 45 в 3 %-ном растворе Na I из-за точечной несплошности диффузионного слоя. Увеличение вы- держки при насыщении до 10 ч, несмотря на некоторое снижение остаточных сжимающих напряжений, привело к увеличению условного предела коррозионной выносливости с 50 до 100 МПа, что связано с удовлетворительной сплошностью карбидного слон, его высокими антикоррозионными свойствами. [c.175]

Дополнительным подтверждением этому могут служить исследования влияния количества упрочняющей фазы, размера зерна и длительного старения стали типа 12XI8H10T на сопротивление термической усталости при максимальных температурах цикла 600, 650 и 700° С. Влияние упрочняющей фазы на долговечность проверяли изменением содержания углерода примерно в 2 раза — от 0,09 и до 0,049% при размере зерна 4—6 баллов. Кроме того, часть образцов с более высоким содержанием углерода после аустенизации подвергали длительному старению при температуре 650° С в течение 2000 ч для предварительного выделения упрочняющей фазы. [c.160]

В работе [90] изучалось влияние наклепа на усталостную врочность стали 2X13 при повышенных температурах и установлено, что после закалки с 1050° С в масле и отпуска при 700° С эта сталь обладает высоким сопротивлением усталости при температурах до 400 С. При 400° С сопротивление усталости на 17% ниже, чем при 20° С. Отмечается чувствительность стали к концентрации напряжений. Поверхностный наклеп улучшает сопротивление усталости стали 2X13 при 300—400° С. [c.117]

Впоследствии было изучено [199], на сколько описанйая выше ТЦО стали 22К увеличивает характеристики сопротивления разрушению. Получены данные по влиянию ТЦО на выносливость при много- и малоцикловой усталости стали 22К, определена также ударная вязкость разрушения. В этих экспериментах использовали металл листового проката толщиной 160 мм. ТЦО заготовок и их закалку с высоким отпуском по стандартной технологии производили в производственных условиях путем нагрева до 850 °G (первый цикл) и до 780—800 С (два последующих цикла) с промежуточными охлаждениями на воздухе до 500 °С. Металлографические исследования показали, что в этом случае произошло измельчение зерна от 5 до 9—12 баллов. При ТЦО снижается критическая температура начала перехода стали в хрупкое состояние на 25 С по сравнению с обычной нормализацией или закалкой с высоким отпуском. Такое снижение Гко объясняется двумя факторами измельчением зерен и глобулярной формой карбидной фазы. [c.230]

Измерения абсолютных значений затухания (ослабления) звука довольно сложны, поскольку амплитуда эхо-импульса кроме собственно затухания зависит и от целого ряда других факторов. Проще получить относительные значения, т. е. изменение затухания во время исследований или же чисто качественные данные. При этом форму изделия, искателя и акустического контакта не изменяют и сравнивают амплитуду эхо-импульса от задней стенки. Прибором, протарированным на определенное,-положение переключателя усиления, эхо-импульс от задней стенки доводят до той же высоты на экране и разницу считываюг прямо в децибелах. Таким образом, например, одним прочна наклеенным преобразователем можно проследить влияние температуры и усталости на одном и том же образце, форма которого тогда уже не играет роли. Однако при различных образцах одинаковой формы по эхо-импульсу от задней стенки и прощедщему эхо-импульсу можно судить о затухании только в том случае, если оба они несмотря на различное затухание имеют одинаковое звуковое сопротивление и одинаковое качество поверхности, поскольку эти величины определяют и акустический контакт, и потери на отражение. Следовательно, и того факта, что алюминиевый слиток дает более высокий эхо-импульс от задней стенки, чем стальной слиток такой же формы, еще нельзя заключить, что затухание звука в алюминии меньше. Причиной этого обычно является просто лучший переход звука в месте акустического контакта благодаря меньшему звуковому сопротивлению. [c.642]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...