Градиент напряжений по сечению

Необходимость решения задачи возможности эксплуатации при наличии трещин преимущественно относится к толстостенным элементам, какими являются корпусные детали. Это вызвано тем, что, во-первых, толстостенные корпусные детали имеют значительное число технологических трещиноподобных дефектов во-вторых, в толстостенных элементах имеет место значительный градиент напряжений по сечению отливки и по мере удаления от поверхности скорость роста трещин может изменяться в-третьих, замена корпусных деталей турбин представляет значительные технологические трудности и является дорогостоящей операцией. [c.40]

При нормальных температурах градиент напряжений по сечению, а в связи с этим абсолютные размеры влияют на сопротивление усталости. При повышенных температурах вследствие существенного влияния пластических деформаций на распределение напряжений и снижение градиентов размеры сечений и градиенты не сказываются существенно на условиях уста- [c.226]

Осевое нагружение или изгиб характеризуются тем, что в обоих случаях поверхностные слои детали испытывают качественно одинаковые циклы напряжений (растяжение-сжатие). Отличие состоит только в том, что при изгибе присутствует в зависимости от размера детали более или менее заметный градиент напряжений по ее сечению. Однако коэффициенты, связанные с появлением нераспространяющихся усталостных трещин и микротрещин при обоих режимах нагружения, практически можно считать одинаковыми. Для усталостных трещин, торможение которых является результатом специфики распределения напряжений у острых концентраторов напряжений, эффект градиента, связанного со схемой приложения нагрузки (из- [c.81]

На рис. 6-12 показан характерный профиль скорости в круглой трубе, полученный с помощью этих уравнений при Re = 5-10 Отметим прежде всего, что область подслоя (г/+<30) прилегает очень близко к стенке. Кроме того, градиент скорости у оси трубы не равен нулю. Это является следствием исходных допущений о том, что и зависит только от расстояния до стенки и что касательное напряжение по сечению трубы постоянно. Естественно, на достаточном удалении от стенки эти допущения приводят к ошибочным результатам. Несмотря на неверный наклон профиля скорости, скорость жидкости у оси трубы близка к правильному значению (рис. 6-12). Если же определять ей по уравнению (6-28), исходя из линейного изменения касательного напряжения т по сечению [c.94]

Применение высокочастотных испытательных установок (с частотой 1000 Гц и более) ограничено, так как в процессе испытания на указанных частотах происходит интенсивный разогрев образцов, и в связи с этим возникает необходимость их охлаждения, что искажает результаты испытаний. Рассматриваемый метод форсирования испытаний оказывается малопригодным для образцов с концентратором напряжений и конструктивных элементов больших сечений в первом случае — из-за локального разогрева материала в зоне концентратора, во втором — из-за чрезмерного возрастания мощности испытательных установок и наличия заметного градиента температуры по сечению элемента. [c.182]

По мнению Гуляева [222], плоскость сдвига (сдвиг имеется в аустените еще выше Тц и возникает под действием напряжений) является двумерным зародышем кристалла мартенсита. Мартенсит растет перпендикулярно к этой плоскости. Поле напряжений в аустените может возникнуть по разным причинам из-за изменения температуры при охлаждении, градиента температуры по сечению образца, вследствие анизотропии теплового расширения, различного состояния атомов на поверхности, внутри и по границам зерен, а после начала превращения в результате различия удельных объемов аустенита и мартенсита. [c.260]

Рис. 8.5. Схема образования остаточных осевых напряжений при наличии градиента температур по сечению изделия

Качество твердосплавного инструмента, его работоспособность можно значительно повысить за счет совершенствования технологии их изготовления. Недостаточная механическая прочность твердых сплавов еще более снижается при изготовлении инструмента в процессе напайки и заточки. При напайке за счет различного коэффициента теплового расширения державки резца и пластинки, а при шлифовании за счет значительного теплового градиента температур по сечению возникают напряжения, которые приводят к местным пластическим деформациям, а отсюда и к остаточным напряжениям, снижающим прочность. [c.484]

При напайке за счет различного коэффициента теплового расширения державки резца и пластинки, а при шлифовании-за счет значительного теплового градиента температур по сечению возникают напряжения, которые приводят к местным пластическим деформациям, а отсюда и к остаточным напряжениям, снижающим прочность. [c.514]

На рис. 85 показано влияние относи- ( г/мм тельного градиента напряжений на предел выносливости круглых образцов при из- 52 гибе с кручением для трех углеродистых нормализованных сталей [218]. Поскольку величина относительного градиента на-пряжений линейно связана с диаметром образца, а статистическое влияние дефек- 24 тов металлургического и механического происхождения отсутствует [458, 596], то на рис. 85 фактически представлены характеристики влияния неоднородности распределения напряжений по сечению образца при усталостных испытаниях. [c.203]

Удельный объем меняется при термическом сжатии и расширении, кристаллизации расплава, фазовых превращениях в твердом состоянии и изменении химического состава поверхностных слоев. Если бы термическое расширение или сжатие, кристаллизация расплава и фазовые превращения в твердом состоянии проходили одновременно и в одинаковой степени по всему объему тела, то внутренние напряжения не возникали бы. Но при нагреве и охлаждении всегда имеется градиент температур по сеченню тела и поэтому указанные выше изменения удельного объема в разных точках металла протекают неодинаково, в результате чего возникают внутренние напряжения. [c.112]

Большое влияние на сопротивление усталости оказывает градиент изменения напряжений по сечению. Сопротивление усталости, как среднее напряжение в рабочем сечении надрезанного образца, может зависеть не только от коэффициента концентрации, но также и от очертания эпюры распределения напряжений во всей усталостной зоне образца (градиент напряжений). [c.68]

На фиг. 429 [3] представлен график зависимости коэффициента чувствительности <7 1 от безразмерного фактора 47 о —градиент изменения напряжений по сечению, а X — размер зерна. [c.643]

На участке отрицательного градиента давления, где поток ускоряется, касательные напряжения будут больше, чем при равномерном движении. Наоборот, в той зоне, где давление повышается и течение замедляется, это напряжение уменьшается. На поверхности можно указать точку, в которой напряжение трения оказывается равным нулю, а за этой точкой его величина становится отрицательной. Такой характер изменения напряжения трения тесно связан с распределением скорости по сечению пограничного слоя. [c.98]

Градиент напряжения G, 1/мм , — характеристика степени неоднородности напряженного состояния (по сечению, по длине). [c.11]

Натурные детали в большинстве случаев существенно отличаются от образцов, изготовленных из того же материала, по эпюре остаточных напряжений, градиенту изменения механических свойств по сечению, структуре в связи с различными скоростями охлаждения при закалке, текстуре волокнистой структуры, состоянию поверхности, концентрации напряжений в зоне сопряжения различных сечений. [c.211]

Один из способов достижения этой цели состоит в том, чтобы свести задачу к двумерной. Для композитов, армированных длинными волокнами, разумно предположить, что градиенты напряжений и деформаций в осевом направлении (направлении оси 3 на рис. 5, а) пренебрежимо малы по сравнению с градиентами этих величин в плоскости поперечного сечения. Это предположение приводит нас к классической задаче о плоском напряженном состоянии или о плоской деформации. В первом случае предполагается, что напряжение в направлении, перпендикулярном интересующей нас плоскости (компонента Озз, нормальная плоскости осей / и 2 на рис. 5, а), равно нулю данная гипотеза обычно принимается при исследовании поведения тонких пластин (тонких в направлении оси, 9), на которые действуют силы, лежащие в плоскости этих пластин. Однако в слуг чае армированного непрерывными волокнами слоя, изображенного на рис. 5, а, размер изделий в направлении армирования, (направлении оси 3) обычно очень велик, что лучше соответствует условиям плоской деформации, когда перемещения в направлении оси 3 принимаются равными нулю. Поскольку это предположение влечет за собой отсутствие градиентов перемещений в направлении оси 3, деформации и соответствующие им скорости 8,3 равны нулю, т. е. [c.221]

На основании полученных результатов можно предположить по крайней мере для условий малоциклового нагружения, что трещины образуются в областях, где пластическое деформирование быстро изменяется как функция положения. Это можно доказать соответствующим выбором формы поперечного сечения образца, где максимальное напряжение и деформация локализуются достаточно далеко от области образования трещины, в которой градиенты напряжений и пластической деформации имеют максимальную величину. [c.117]

Радиационное изменение свойств графита усугубляется неоднородностью поля быстрых нейтронов и значительными температурными градиентами в пределах одного графитового блока — основного элемента кладки уран-графитового реактора. Отмеченные постоянно действующие факторы вызывают различные размерные изменения графита по сечению графитового блока и приводят к возникновению напряжений, кото- [c.5]

Например, высокие градиенты температуры при сварке обусловливают возникновение значительных остаточных напряжений как термических, так и структурных. Следовательно, если имеется возможность осуществлять сварку того или иного соединения при различных режимах, то наиболее рациональным, с точки зрения предотвращения появления остаточных напряжений, будет такой режим, который гарантирует наиболее равномерное распределение температуры по поперечному сечению сварного соединения. В связи с этим для более равномерного распределения температуры по сечению сварного соединения часто применяют сопутствующий подогрев зоны сварки. [c.223]

Таким образом, физическая природа интенсификации микропластичес-кого течения в поверхностных слоях материалов и последующего усталостного разрушения при циклических нагрузках должна рассматриваться именно с указанных позиций. При этом следует отметить, что необратимое действие вакансионного насоса при циклировании, создающего спектр приповерхностных источников дислокаций и вызывающего их переползание, обеспечивается не только созданием периодического пересыщения при цикле сжатия и существующим недосыщением на стоках [601, 602], но и различием потенциальных энергетических барьеров на источниках и стоках точечных дефектов, непосредственно на поверхности и в более удаленных от поверхности приповерхностных слоях. Поэтому полученные в главе 7 результаты представляют основу для дальнейшего развития как теоретических, так и экспериментальных исследований в области изучения основных закономерностей эволюции дислокационной структуры при испытаниях на длительную и циклическую прочность и физической природы усталости металлических и неметаллических материалов в различном диапазоне напряжений и температур. Наконец, учитывая результаты работы [586], следует также весьма осторожно относиться к интерпретации низкотемпературных пиков внутреннего трения и помнить, что они могут появиться в ряде случаев именно в силу проявления методических особенностей способа нагружения (использование циклических изгибных или крутильных колебаний с максимальной величиной напряжений вблизи свободной поверхности и присутствием градиента напряжений по сечению кристалла). [c.258]

Внутренние напряжения первого рода — это зонал1Л1ые внутренние напряжения, возникающие между отдельными зонами сечения п между различными частями детали. Чем больше градиент температур по сечению, возникающий при термической обработке и между различными частями детали, который зависит от скорости и равномерности охлаждения, размера детали и ряда других причин, тем большего значения достигают внутренние напряжения первого рода. [c.300]

Зависимость масштабного фактора от длины образца обнаружена при испытании образцов диаметром 4 мм из отожженной стали 40Х при пульсирующем осевом растяжении и воздействии коррозионной среды (Карпенко Г.В. и др. [182, с. 505—508]). Так с увеличением длины образца с 20 до 72 мм и уменьшением прикладываемого напряжения долговечность снижается на 4—8 млн. цикл. На основании этих результатов можно сделать заключение о справедливости статистической теории для объяснения коррозионной усталости металлов при равномерном распределении напряжений по сечению образца, т.е. при отсутствии градиента напряжений. С увеличением диаметра образцов до 10 мм изменение их длины в интервале 90— 150 мм уже не оказывает существенного влияния на йыносливость стали 40Х в аналогичных условиях. Это обстоятельство не противоречит статистической теории, а только подтверждает ее вь(вод о затухающем влиянии фактора неоднородности металла. [c.134]

Большие скорости охлаждения образцов приводят к значительным градиентам температур по сечению и вдоль образца. При часто1е пеизотермического нагружения 2 цикл/мин перепад температур на расчетной длине образца составил 10% от максимальной температуры (на стационарном режиме — 2%)- Термические напряжения за счет перепада температур по длине образца и по сечению достигали 100 МПа. [c.153]

Усталостную йрочность материала предпочтительнее определять из испытаний при осевом нагружении, чем при изгибе. Объясняется это тем, что при изгибе на результаты может влиять эффект градиента напряжений по высоте сечения, который имеет тенденцию увеличивать усталостную прочность при уменьшении поперечных размеров образцов. Этот вопрос рассматривается в разд. 2.7, Таким образом, результаты, полученные при испытании на изгиб гладких образцов, если их диаметр меньше 9 мм, могут ввести в заблуждение, тогда как на результаты, полученные из испытания образцов больших размеров, чем указаны выше, влияние градиента напряжений маловероятно (см. разд. 2.6). Вообще, для определения усталостной прочности материала могут быть использованы результаты, полученные при испытании образцов диаметром от 9 до 25 мм на изгибных машинах и диаметром от 6,4 до 25 мм на машинах, осуществляющих осевое нагружение. На рис. 1.3 приводятся [c.23]

Зависимость растягивающего напряжения от времени в некотором сечении Ха (см. рис. 5.2, б) типична для рассматриваемого процесса. Откольное разрушение про>исходит в том сечении, где ранее всего выполняются критерии разрушения. Величина максимальной амплитуды растягивающих усилий для конкретных типов ВВ и материала преграды зависит от отношения их толщин а = 1я/1въ. При малых а из-за малсЗсти градиента напряжений по толщине преграды растягивающие. напряжения малы. Вследствие этого относительно тонкие преграды не претерпевают откольного разрушения, что согласуется с хорошо известным фактом безотколь-ного ускорения с помощью взрыва ВВ тонких пластин. При больших а растягивающие напряжения также малы из-за слабого затухания ударной волны по длине преграды. Таким образом, наибольшего значения максимальные растягиваюп ие напряжения достигают при некотором определенном значении а = ао. [c.138]

Сопоставляя эти значения с формулами (6-1-11), можно видеть, что более точный учет влияния продольного градиента давления на распределение касательного напряжения по сечению пограничного слоя существенно отражается на предельных значениях формпараметров Якр и / кр и практически не влияет на параметр 6 16. На рис. 6-17 дается сопоставление предельною профиля скоростей в сечении отрыва на непроницаемой стенке с опытами Стретфорда [Л. 234]. Можно отметить удовлетворительное совпадение эксперимента с расчетом. [c.113]

Кроме того, напряжения могут возникать вследствие наличия градиента температуры по сечению. Оценка напряжений, возникающих в кадмии при ТЦО [165], показывает, что напряжения, обусловленные анйзотропией теплового расширения в гексагональных фрагментных монокристаллах кадмия, более чем на порядок превышают напряжения, возникающие в результате градиента температуры по сечению образца. [c.15]

Градиент напряжен и н — производная от функции расиределения напряжений по сечению, вычисленная в какой-либо точке сечения. Граднентом напряжений характеризуется скорость изменения напряжений в зависимости от координа сечения. [c.18]

Внутренние напря/кения первого рода — это зональные внутренние напряжения, возникающие между отдельными зонами сечения и между различными частями детали. Чем больше возникающий при термической обработке градиент температур по сечению и между различными частями детали, который зависит от скорости [c.217]

При термической обработке сварных соединений высокохромистых сталей необходимо считаться и с другими обстоятельствами. Высокое содержание хрома и других легирующих элементов снижает теплопроводность сталей, а это ведет к увеличению градиента температуры по сечению, сопровождающемуся ростом временных напряжений при нагреве и остаточных при охлаждении. Уменьшение градиента температур по сечению может быть достигнуто снижением скорости нагрева и охлаждения при термической обработке. Однако ферритные и полуферритные хромистые стали при медленном нагреве в интервале 470—500 С могут охрупчи-ваться. Поэтому в этом интервале температур нагрев и охлаждение сталей, чувствительных к 475-градусной хрупкости, не должны происходить с низкими скоростями. [c.187]

Рабочие лопатки турбины. Рабочие турбинные лопатки находятся под действием центробежных сил, создающих в них переменные по высоте профиля напряжения, максимум которых обычно находится в основании пера, но при наличии бандажа может оказаться и в другом месте пера, например непосредственно под бандажом или в самом бандаже. Под действием газовых сил в лопатках возникают напряжения изгиба (Гиэг, максимальные в основании пера. Рабочие лопатки имеют температуру переменную по высоте и сечению. Значение градиентов температур зависит от параметртв потока и геометрических размеров лопаток. Градиенты температур по сечению [c.12]

При циклическом тепловом воздействии металлы мохут претерпевать необратимые формоизменения, вызванные как внутренними структурными напряжениями [69], так и напряжениями, образующимися вследствие градиента температур по сечению детали. В деталях ГТУ, изготовленных из жаропрочных сплавов, преобладают процессы необратимого формоизменения второго вида. Под действием циклических тепловых воздействий в деталях могут иметь место следующие четыре случая поведения материала [c.120]

Пусть брус подвергается изгибу рабочей силой Рр,б (рис. li ). При термопластичном упрочнении >брус нагревают со стороны действия силы. Нагретые слои удлиняются и сжимаются под действием более олодньр смежных сдоев, в которых возникают реактивные напряжения растяжения. Величина напряжений сжатия и растяжения и распределение их по сечению зависят от градиента температуры в сечении. В рассматриваемом случае вьп"одно равномерно прогреть брус на значительную глубину (рис. 276, л), чтобы вызвать небольшие напряжения сжатия на нагретой стороне и высокие, превосходящие предел текучести напряжения растяжения в ТоикЬм холодном слое на противоположной стороне (рис. 276, 6). [c.401]

В этом случае нетрудно понять механический смысл влияния вязкости. Согласно гипотезе Ньютона [см. формулу (6)], жидкость как бы прилипает к стенкам и поэтому скорость граничнойструйки, примыкающей к стенке, равна нулю. Но уже на небольшом расстоянии от стенки она значительна (см., например, эпюру скорости по сечению трубы на рис. 64, а). Это и является причиной возникновения градиента скорости и, как результат, касательного напряжения т, которое, действуя на площадь жидкостного трения, создает силу сопротивления. Для преодоления этих сил требуется определенная затрата механической энергии жидкости. Поэтому в процессе движения вязкой жидкости запас ее механической энергии уменьшается. Обращаясь к схеме рис. 67, можно утверждать, что [c.117]

При соизмеримых величинах осевой и вращательной скоростей уравнения (5.22), (5.23), строго, говоря, неприменимы [ 48]. Это обусловлено взаимодействием осевого и вращательного течений и пространственным характером течения по всему сечению канала. Поскольку в этом случае векторы скорости и напряжения трения не совпадают по направлению, то вводятся в рассмотрение две гипотезы, характеризующие турбулентные касательные напряжения по величине и по юправлению. Допуская, что линия действия суммарного касательного напряжения совпадает с направлением результирующего градиента скорости и считая, ето коэффициент турбулентной вязкости является скалярной величиной [ 48], можно получить обобщенные формулы теории пути перемешивания для пространственного закрученного потока [c.114]

На усталостную прочность влияет соотношение главных напря- жений и характер изменения напряжений по поперечному сечению образца и его длине. Величиной, характеризующей степень неоднородности напряженного состояния, является относительный градиент напряжений (деформаций), который выражается в общем виде формулой [c.20]

А я В — постоянные материалы I/O — критерий подобия усталостного разрушения L — часть периметра опасного поперечного сечения, в точках которого действуют максимальные напряжения, про-, порциональная характерному размеру сечения G — относительный максимальный градиент напряжений в зоне концентрации, определяемый по формуле [c.125]

Глубина концентратора напряжений не оказывает столь заметного влияния на возникновение нераспространяющихся усталостных трещин, как, например, радиус при вершине надреза. Однако при малой глубине наблюдается аномалия этого эффекта, и нераспространяющиеся трещины не возникают даже при весьма острых концентраторах напряжений. Это было показано при исследованиях углеродистых сталей двух марок, термообработанных по различным режимам для получения контрастных механических свойств I) 0,ЗГ% С ав = 548МПа От = = 315 МПа и 2) 0.54 % С ав=1050 МПа ат=1020 МПа. Испытывали на усталость при изгибе с вращением образцы с постоянным диаметром сечения в зоне концентратора напряжений, равным 5 мм, и различной глубиной самого концентратора (от 0,005 до 0,5 мм). Концентратор имел вид кольцевого надреза, радиус при вершине которого изменяли от i,u до и,01 мм. При этом надрез имел круглый профиль при r >t и V-образный профиль с углом раскрытия 60° при rтеоретические коэффициенты концентрации и градиенты напряжений приведены в табл. 7. [c.73]

Расчет с использованием обычных методик суммирования повреждений весьма трудоемок и по разным причинам не всегда целесообразен. Рдной из таких причин можно считать сравнительную условность расчета термических напряжений и несоответствие их действительным. В связи с этим на первом этапе изучения закономерностей разрушения турбинных лопаток представляет интерес экспериментальное исследование долговечности лопаток при их испытаниях в условиях, моделирующих характерные наиболее напряженные режимы, а также сопоставление этих долговечностей для различных режимов и анализ возможностей суммирования некоторых условных уровней повреждаемости лопаток. При этом в связи с несовершенством методов расчета неустановившихся напряженных состояний, сложностью и неравномерностью процесса накопления повреждений по сечению лопатки, большим градиентом термодинамических потенциалов расчет и суммирование повреждений для отдельных элементов пока не представляется возможным. [c.205]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...