Выносливость Рассеяние характеристик

Параметр подобия L[G в уравнении (7.15) характеризует влияние напрягаемых объемов, концентрации напряжений, формы поперечного сечения на сопротивление усталости и рассеяние характеристик выносливости. Они позволяют расчетным путем находить функции распределения пределов выносливости деталей, если известны постоянные и, Al, В, S. [c.140]

Величина предела выносливости зависит не только от состава, структуры, режима термической и механической обработки, поверхностного упрочнения, температуры испытания, но и от размеров образцов, вида напряженного состояния, наличия концентраторов напряжений, состояния поверхности образца, ее шероховатости, среды испытания, контакта с другими деталями и т. д. Все это усложняется тем, что при испытании на усталость наблюдается существенное рассеяние характеристик выносливости. [c.7]

В. П. Когаев использовал теорию наиболее слабого звена Вей-булла для описания закономерностей влияния концентрации напряжений и масштабного фактора на сопротивление усталости и рассеяние характеристик выносливости. Показано, что функции распределения долговечности и предельных напряжений для образцов разных размеров при переменном изгибе совпадают в случае постоянного отношения диаметра образца к максимальному относительному градиенту напряжений. [c.125]

Если известны параметры рассеяния характеристик прочности и нагружен-ности, то расчет на выносливость целесообразно производить вероятностными методами. [c.513]

При изучении закономерностей рассеяния характеристик выносливости обычно изготовляют из металла одной плавки достаточно большое число образцов, которые испытывают на усталость при нескольких уровнях амплитуд напряжений. [c.35]

Для изучения рассеяния характеристик выносливости обычно изготовляют из металла одной плавки большую серию совершенно идентичных образцов и испытывают их на усталость в одинаковых условиях (на одной машине, при одинаковой температуре, частоте и пр.). В результате испытания серии таких образцов при одном уровне амплитуды напряжения получается значительный разброс по долговечности, особенно на образцах из высокопрочных легированных сталей. Отношение наибольшего числа циклов к наименьшему при этом может доходить до 10—100 и более, особенно при напряжениях, близких к пределу выносливости. [c.256]

Учитывая рассеяние характеристик неупругого деформирования, обусловленное специфическими особенностями индивидуальных образцов, для получения более достоверных данных при определении предела выносливости по диаграмме циклического деформирования необходимо испытывать при ступенчатом увеличении нагрузки несколько образцов с последующим усреднением полученных результатов. [c.234]

Гальперин M. Я. О рассеянии характеристик выносливости по началу образования трещины и окончательному разрушению. — В кн. Механическая усталость в статистическом аспекте. М., Наука , 1969. [c.89]

Предел выносливости детали определяют экспериментально на некоторой базе испытаний (обычно 10 циклов). Разброс характеристик сопротивления усталости деталей обусловлен нестабильностью механических свойств металла даже в пределах одной плавки, отклонениями в режиме термообработки, отклонениями размеров деталей в пределах допусков, микроскопическими источниками рассеяния, связанными с неоднородной структурой материала и др. [c.264]

За характеристику циклической вязкости принимают значения энергии рассеяния при напряжениях предела выносливости. Кривая усталости по трещинообразованию может быть построена по изменению циклической вязкости. [c.143]

Для качественной оценки результатов исследования при ускоренных испытаниях могут быть использованы различные методы. Ускоренные испытания на выносливость и износ сопровождаются разбросом данных по отдельным деталям, сборочным единицам и агрегатам. В связи с этим для объективного определения исходных характеристик выносливости изделий надо проводить статистическую обработку результатов ускоренных испытаний, например метод регрессионного анализа, который позволяет оценить надежность при небольшом количестве испытанных деталей. Пользуясь методом линейного регрессивного анализа, можно установить границы рассеяния и получить уравнения характеристик выносливости (долговечности). [c.81]

На фиг. 4 приведены кривые, характеризующие влияние частоты на предел усталости для ряда сталей, где —увеличение предела выносливости, / — частота в гц. В связи с большим рассеянием результатов усталостных испытаний, вызванных неоднородностью свойств материалов, обработка экспериментальных данных производится в ряде случаев статистическими методами. Характеристики усталости даются с учетом вероятности разрушения. [c.472]

При проведении исследования распределение пределов выносливости предполагалось нормальным, что соответствовало литературным данным и нашло подтверждение в полученных результатах. Для возможности сопоставления результатов разработке методики ускоренных испытаний предшествовало определение характеристик рассеяния пределов выносливости известными методами испытаний с постоянной амплитудой напряжений (методами проб, экстраполяции кривых усталости и лестницы ). [c.181]

Возможность ускоренной оценки влияния технологических факторов доказана при исследовании влияния режима термической обработки и вида чистового шлифования на характеристики рассеяния предела выносливости стали ЗОХГСА (работа проводилась совместно с Киевским политехническим институтом). Испытаниям на усталость при изгибе с вращением подвергались образцы из стали ЗОХГСА после закалки с высоким (630°С), средним (510°С) и низким (190°С) отпуском, шлифованные обычными наждачными и алмазными кругами до одинаковой степени чистоты поверхности (8-й класс). Определение характеристик рассеяния пределов выносливости, осуществленное по двум методам — экстраполяции кривых усталости и возрастающей нагрузки, показало, что среднее значение предела выносливости повышается при снижении температуры отпуска приблизительно в соотношении 1 1,3 1,6. При этом среднее квадратическое отклонение также увеличивается, а рассеяние, характеризуемое коэффициентом вариации, остается практически неизменным. Замена обычных кругов алмазными в случае шлифования до одинаковой степени чистоты, поверхности не отразилась существенно на указанных характеристиках при всех трех режимах термообработки. Достигнутая экономия времени (1,3-10 циклов при возрастающей нагрузке, вместо 4,7-10 при постоянной амплитуде напряжений) и образцов (90 шт. вместо 500 шт.) свидетельствует [c.188]

Дисперсия предела выносливости убывает с увеличением базы испытания. Практически независимой характеристикой рассеяния предела выносливости от базы испытания является коэффициент вариации [24, 28]. [c.167]

В качестве основного метода, позволяющего интегрально описать структурные изменения, приводящие к возникновению магистральной трещины, использован метод динамической петли гистерезиса, который позволяет измерять неупругие циклические деформации и рассеянную энергию за цикл. Приведены результаты исследования закономерностей зарождения и развития трещин в сталях, показана их связь с характеристиками неу пру гости (в первую очередь, неупругой деформации за цикл), проанализирована связь характеристик трещино-стойкости с пределами выносливости с учетом вида нагружения (кручения, растяжения — сжатия) и концентрации напряжений [c.33]

Приведенные данные свидетельствуют о том, что в области напряжений, превышающих предел выносливости, значение неупругой деформации за цикл на стадии стабилизации определяется размерами и числом микротрещин, возникающих при циклическом нагружении. Наилучшая корреляция имеет место между неупругой дес юрмацией за цикл и произведением числа трещин на их средний размер. Вероятностная трактовка этой характеристики была дана в работе [141]. Это позволяет заключить, что циклические неупругие деформации могут быть использованы в качестве меры рассеянного усталостного повреждения на стадии зарождения усталостной трещины. Эта стадия завершается, как уже отмечалось, возникновением магистральной трещины, которая при своем дальнейшем развитии приведет к окончательному разрушению. [c.53]

Рассмотрим задачу расчетной оценки рассеяния усталостной долговечности. При заданном совместном распределении всех параметров, входящих в формулы для расчета долговечности, распределение последней может быть в принципе построено по известным методам теории вероятностей, как распределение функции со случайными аргументами. Однако при реализации этого встречаются почти непреодолимые вычислительные трудности. Поэтому, в частности, учет статистических свойств прочностных характеристик материалов и характеристик процессов нагружен-ности целесообразно реализовать раздельно. Помимо этого при учете статистических свойств прочностных характеристик материалов следует иметь в виду, что наибольшим рассеянием значений обладает величина предела выносливости а . Она вносит наибольший вклад в рассеяние долговечности. Поэтому при расчетах в первом приближении целесообразно учитывать лишь статистические свойства этой величины, а параметр наклона кривой [c.212]

Достоверность получаемых расчетом оценок функций распределения ресурса определяется объемом экспериментальной информации о характеристиках прочности и нагруженности. При этом, чем больше вероятность безотказной работы, которую нужно оценить расчетом, тем больше при этой же точности оценок требуемый объем экспериментальной информации. В настоящее время возможна оценка расчетом с удовлетворительной точностью вероятностей безотказной работы до Р = 0,990-ь0,999. При более высокой требуемой вероятности Р соответствующие расчеты носят сравнительный характер и должны быть дополнены нормативными расчетами по запасам прочности, определяемым по нижней границе (с учетом рассеяния) пределов выносливости и верхней границе амплитуд напряжений [3]. [c.6]

Действующие нагрузки и напряжения, возникающие в деталях машин, в большинстве случаев представляют собой случайные функции времени, а характеристики сопротивления усталости детали (срок службы, предел выносливости) — случайные величины, которым свойственно существенное рассеяние. Изменчивость основных факторов, определяющих прочность изделий в условиях эксплуатации, является причиной рассеяния их долговечности, особенно применительно к машинам серийного и массового производства. [c.280]

Имеющиеся в литературе данные по сравнению коэффициентов относительного рассеяния энергии в металлах при различных видах нагружения в случае напряжений, близких к пределу выносливости, полученные по методу свободных затухающих колебаний, достаточно хорошо соответствуют расчетным результатам, приведенным в табл. 14 [68, 254]. Так как степень неоднородности распределения напряжений по зернам для одного и того же материала весьма существенно зависит от режима термической обработки, старения, истории нагружения и т. п., то следует ожидать, что характеристики неупругости, определяемые экспериментально, могут иметь значительное рассеяние, что в действительности [c.149]

В сварных соединениях рассеяние предела выносливости обусловливается влиянием на эту характеристику помимо мае- [c.126]

Характерной особенностью испытания деталей на выносливость является значительное рассеяние точек, определяемое главным образом нестабильностью механических характеристик материала. При построении кривых выносливости по результатам испытаний до сих пор ориентировались на средние экспериментальные данные и лишь сравнительно недавно перешли к построению кривых выносливости с различной вероятностью неразрушения. [c.324]

Для деталей машин и элементов конструкций, подвергающихся в эксплуатации действию циклических напряжений, расчетные методы оценки характеристик усталости — пределов выносливости, долговечностей при напряжениях выше предела выносливости и их рассеяния за последние годы получили значительное развитие. В частности, для расчета пределов выносливости деталей машин все шире стали применять статистическую теорию и основанные на ней уравнения подобия усталостного разрушения, предложенные В.П. Когаевым и С.В. Серенсеном. Проверка этой теории по многочисленным экспериментальным данным подтвердила ее достаточную точность. Методы расчета, вытекающие из теории, вошли в справочную и нормативную литературу, в частности ГОСТ 25.504-82 и стандарт TGL-19340. [c.3]

В качестве справочных характеристик сопротивления усталости металлов и сплавов приняты предел выносливости (амплитудное значение) или среднее значение предела выносливости в случае статистических испытаний среднеквадратическое отклонение предела выносливости или экспериментально установленный интервал его рассеяния абсцисса точки перелома кривой усталости показатель наклона левой ветви кривой многоцикловой усталости эффективный коэффициент] концентрации напряжения коэффициент чувствительности к концентрации напряжений. [c.16]

Рассеяние пределов выносливости на заданной цикловой базе существенно меньше. Так, для котельной стали 22К при N — 10 циклов он изменяется от 185 до 225 МПа, т. е. на 21,6 % (рис. 3.2) [635]. Приведенные выше и многочисленные другие результаты исследований показывают, что характеристики сопротивления усталости материалов имеют статистическую природу долговечность при постоянной амплитуде напряжений, а также предел выносливости на заданной цикловой базе номинально идентичных образцов обнаруживают значительное рассеяние. Эта закономерность [c.223]

Экспериментальный материал о рассеянии характеристик сопротивления многоцикловой усталости при стационарном нагружении позволил развить и обосновать критерии подобия усталостного разрушения в вероятностной постановке. В функции распределения пределов выносливости (для заданной вероятности разрушения) были введены средние значения пределов выносливости гладких образцов, теоретические коэффициенты концентрации напряжений, относительные градиенты напряжений, параметры сечений и характеристики чувствительности материалов к концентрации напряжений и абсолютным размерам. Для обосйо-вания этих функций в области малы [c.24]

Функции распределения долговечности при действии переменных нагрузок. Исследования закономерностей рассеяния характеристик сопротивления усталостному разрушению легких сплавов показали, что долговечность при постоянном уровне максимального напря кения цикла и предел ограниченной выносливости на заданной базе испытания имеют как нижнюю, так и верхнюю границы [28]. Верхняя граница долговечности легких сплавов, определяемая как параметр распределения, на несколько порядков превышает наблюдаемое при испытании число циклов до разрушения. Нюкняя граница долговечности существенно отличается от нуля. Поэтому мо кно считать, что долговечность при испытаниях на усталость легких сплавов имеет [c.137]

Экспериментальное подтверждение статистической теории (Подобия усталостного разрушения. Определение параметров уравнения подобия. Экспериментальные исследования, по результатам которых могут быть проверены уравнения подобия усталостного разрушения, делят на две группы. К первой группе относят те исследования, в которых пределы выносливости находились обычным методом путем испытания 6—10 образцов данного типоразмера. В этом случае считают, что найденное значение -Предела выносливости является приближенной оценкой медиан-иого значения Ъ (с возможной ошибкой до rtlO%). Функция распределения предела выносливости и характеристики рассеяния [например, S в формуле (3.56)], в этом случае найдены быть не могут. По этим данным закономерности подобия могут быть проверены только по средним значениям [при Up, = О в уравнении (3.56)]. Ко второй группе относят те исследования, в которых закономерности подобия изучались в статистическом аспекте с построением функций распределения пределов выносливости деталей на основе испытания достаточно большого количества образцов каждого типоразмера (необходимого для применения методов лестницы пробитов и др.). [c.88]

Ввиду значительного рассеяния характеристик выносливости результаты испытаний подвергаютсястатистической обработке, на основании которой строится полная вероятностная диаграмма усталости, отображающая зависимость между действующим напряжением о, числом циклов до разрушения N и веро ятностью разрушения при числе циклов меньшем или равном NP(N)a (в даль нейшем обозначаемой через Р). Эта ди аграмма может быть представлена или в виде семейства кривых усталости [c.257]

Такое предложение является весьма заманчивым. Если бы удалось установить однозначное соответствие между рассеянием энергии и пределом усталости, можно было бы в ряде случаев избежать громоздких испытаний, связанных с определением усталостных характеристик. Показатель рассеяния энергии использовался бы в этом случае как показатель выносливости, подобно пробе по Роквеллу, которая используется на производстве в качестве показателя прачности. [c.103]

Принимаем п = 80, в этом случае бд = 0,327. В следующем приближении берем п = = 60 и получаем д = 0,383 при п = 50 б = 0.424, что больше запланированной ошибки. Поэтому в дальнейшем увеличиваем объем и принимаем п = 56. В этом случае ошибка б = = 0,398. Дальнейшее уточнение объема серин нецелесообразно вследствие приближенного характера расчетных формул и нспользоваиня априорной информации о кривой усталости и характеристиках рассеяния предела выносливости, [c.166]

Такие характеристики сопротивления усталости, как число циклов до разрушения N и предел выносливости a j являются случайными величинами, которым свойственно большое рассеяние даже при условии испытания идентичных образцов, изготовленных из материала одной плавки. Для совокупности всех плавок ме-. талла данной марки это рассеяние становится еще большим, так как добавляется межплавочное рассеяние механических свойств металла, связанное со случайными вариациями химического состава металла различных плавок и металлургических факторов, влияющих на свойства [10, 13, 26—28, 34, 60, 76]. [c.34]

Результаты исследования выносливости жаропрочных сплавов в изотермических условиях и в условиях теплосмен приведены на рис. 57 в координатах Qa — IgTVp в виде сплошных линий, полученных обработкой экспериментальных данных по методу наименьших квадратов. Следует отметить, что имело место существенное рассеяние результатов испытаний [141]. Данные рис. 57 показывают, что термоциклирование по приведенным в табл. 8 режимам в процессе испытаний на усталость значительно снижает характеристики сопротивления усталостному разрушению. Особенно существенно это снижение при наличии статических напряжений растяжения. [c.76]

В ГОСТ 25.502—79 предусмотрена также в случае необходимости методика проведения испытаний достаточно большого числа образцов с последующей вероятностной трактовке результатов испытаний. Вероятност пая трактовка характеристик сопротивления усталости и построение полных вероятностных диаграмм усталости связано со значительным рассеянием таких характеристик, как усталостная долговечность N при заданной амплитуде Оа или предел ограниченной выносливости а.щ, соответствующий заданному числу циклов N. Так, например, значение отношения наибольшей долговечности к наименьшей в выборке из 20—40 одинаковых образцов из одной плавкн высокопрочной стали, испытанные при одной и той же амплитуде напряжений в совершенно идентичных условия . [c.139]

Весьма часто результаты кратковременных испытаний удовлетворительно аппроксимируются нормальным распределением, а результаты испытаний длительной прочности и выносливости — логарифмически нормальным распределением [18, 21]. Если выборку формировать из наименьших значений характеристик в технологически обоснованных группах (плавках, партиях, термосадках и т. п.), то такие выборки согласуются с распределением Вейбулла, которое является статистической моделью рассеяния наименьших значений [1] [c.284]

Влияние хромирования стальных образцов на пределы выносливостн показано иа рис. 2.16 [1036], где по горизонтальной оси отложены пределы выносливости до хромирования, а по вертикальной — после хромирования (а ). Из рисунка видно, что снижение пределов вьшосливости наиболее заметно проявляется для высоколегированных сталей (при этом значительно возрастает рассеяние результатов), а для малопрочных сталей хромирование не приводит к существенному снижению пределов выносливости. Аналогичная картина наблюдается и при никелировании. Кадмирование и иинко-вание меньше влияют на характеристики выносливости, чем хромирование и никелирование. Это находится в хорошем соответствии с данными табл. 2.5. [c.152]

Выбор математико-статистической модели — вида функции распре-делення для описания рассеяния результатов экспериментов. Рассеяние числа циклов до разрушения при заданном напряжении удовлетворительно описывается логарифмически нормальным законом, а рассеяние пределов вьшосливости — нормальным законом или законом Вейбулла [127, 395, 706, 857, 896, 925]. Учитывая, что характеристики сопротивления усталости — существенно положительные числа, а нормальный закон простирается в область отрицательных значений вплоть до — оо, более предпочтительным представляется [94, 896] использование закона Вейбулла или усеченного нормального закона, поскольку, кроме того, они учитывают асимптотические свойства фулкц.чй распределения характеристик сопротивления усталости, т. е. существование, например, нижней границы рассеяния пределов выносливости — его минимального значения При этом является параметром этих распределений. [c.225]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...