175 — Значения по усталости — Определение

По традиции основное внимание уделяют расчетам валов на изгиб с кручением. При этом многие преподаватели аргументируют актуальность этого вопроса потребностями курса деталей машин. Эта аргументация явно несостоятельна, так как расчет валов в курсе деталей машин в настоящее время принято вести предварительно на чистое кручение по пониженным допускаемым напряжениям, а окончательно — на сопротивление усталости (определение расчетных коэффициентов запаса). Таким образом, расчеты, основанные на гипотезах прочности, не находят применения. В то же время, по-видимому, не следует отказываться от изложения этих расчетов в курсе сопротивления материалов, так как развивающее значение их несомненно. [c.167]

Для сравнения результатов, полученных новым методом, со значениями, определенными классическим методом, были проведены сравнительные испытания. Пределы усталости, определенные пересечением прямой с углом наклона а и осью ординат, совпадают со значениями пределов усталости, определенных классическим методом. [c.29]

Анализ усталостных изломов показывает, что инициаторами усталостных разрушений являются различные изъяны надрезы, царапины, пустоты, инородные включения и т. п., которые вызывают местную концентрацию напряжений. Это согласуется также с тем фактом, что пределы усталости, определенные на образцах больших размеров, имеют Рис. 191. заниженные значения. Действительно, в образцах [c.310]

Исследование образцов показало, что применение критериев усталости Ок. N , и для определения предела прочности высокопрочных сталей возможно,, но числовые значения постоянных Л/к и Од, по-видимому, будут иными. Например, при числе циклов нагружения 10 предел усталости, определенный классическим методом Велера для образцов, шлифованных кругом с прерывистой рабочей поверхностью, составляет 45 кгс/мм , а по ускоренному методу В. С. Ивановой [17] (по-критериям усталости) 49 кгс/мм . [c.68]

Переменные напряжения (растягивающие, первого рода), в том числе и знакопеременные напряжения, как известно, вызывают явление усталости металлов. Если переменные напряжения превышают, величину предела усталости металла, то через некоторое число циклов переменных нагружений, которое тем меньше, чем больше напряжения, развиваются треш,ины усталости и деталь разрушается (кривая 1 на рис. 233). Ниже определенного значения переменного напряжения (предела усталости) металл не разрушается даже при очень большом числе циклов, так как это напряжение является асимптотой для кривой усталости. [c.336]

Из приведенных выше зависимостей следует, что при известных характеристиках сопротивления материала развитию трещины для анализа усталости элементов конструкций необходимо располагать значениями КИН на пути распространения трещины. Поэтому должны быть рассмотрены, во-первых, методы определения траектории развития трещины, а во-вторых, методы определения КИН. [c.193]

При коррозионной усталости наблюдается снижение предела усталости но сравнению с пределом усталости металла в отсутствие коррозионного воздействия агрессивной среды. Пределом коррозионной усталости или коррозионной выносливости называется то максимальное напряжение, которое может выдержать образец при данном числе циклов в условиях коррозионного воздействия. Предел коррозионной усталости является условной величиной, а не истинным пределом, так как металл при длительных выдержках разрушится и без знакопеременных напряжений, а лишь от одной коррозии. Поэтому предел коррозионной усталости обусловливают числом циклов знакопеременных нагрузок, которые при испытаниях выдерживают образец металла при данном напряжении, т. е. цифровые значения предела коррозионной усталости относят к определенной базе испытаний (числу циклов). [c.106]

Диаграммы усталости (см. рис. 159) строят на основании результатов испытания стандартных образцов при определенном виде нагружения (растяжения, сжатия, изгиба, кручения) и постоянных параметрах цикла (при постоянном значении коэффициента асимметрии цикла г). [c.284]

Для случаев, когда кривая усталости не имеет горизонтального участка ( в частности, некоторые легированные стали, сплавы цветных металлов), вводят понятие предела ограниченной выносливости. Это наибольшее значение максимального (по абсолютной величине) напряжения цикла, при действии которого образец еще не разрущается при определенном (задаваемом) числе циклов. Для указанных материалов, согласно ГОСТ 2860—76, принимают Ао=10 циклов. Безусловно, указанные сведения должны быть сообщены учащимся. Особенно обращаем внимание преподавателей на строгое разграничение понятий предел выносливости и предел ограниченной выносли- [c.175]

Опытами установлено, что если наибольшее по абсолютной величине напряжение меньше некоторого определенного значения, то материал не разрушится при неограниченно большом числе циклов. Это напряжение называется пределом выносливости или пределом усталости и обозначается или где индекс/ — коэффициент асимметрии. Например, o i — предел выносливости при симметричном цикле изменения нормальных напряжений То — предел выносливости при пульсирующем цикле изменения касательных напряжений. [c.581]

У анизотропных материалов, например слоистых пластиков, существенное значение имеет направление, в котором прикладывается нагрузка. Помимо рассмотренных факторов, могут оказывать влияние и другие, например усталость материала. Механические испытания имеют своей основной задачей определение механических разрушающих напряжений и возникающих при этом деформаций материала. [c.149]

Обоснование необходимого запаса прочности, исходя из приведенных зависимостей, возможно в пределах имеющейся экспериментальной информации о функциях распределения (а-1)д и Оа- Обычно это позволяет осуществлять оценки в пределах Zp —3, т. е. для вероятности Р 0,003. Такая вероятность надежности возможна для деталей, которые могут в случае поломок заменяться, а допустимость поломок определяется соображениями безопасности и экономичности эксплуатации. При более высоких требованиях надежности и при ограниченности экспериментальных данных способ определения запаса и аргументация его необходимых значений должны опираться на результаты наблюдений за состоянием изделий в рабочих условиях службы и диагностику ранних стадий нарушения прочности (обнаружение и измерение трещин усталости, накопленного распределенного повреждения, жесткости и др.). [c.169]

Сопротивление усталости — свойство материала противостоять процессу постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящему к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению. Критерием сопротивления усталости является предел ограниченной выносливости — максимальное по абсолютному значению напряжение цикла, соответствующее задаваемой циклической долговечности. Циклическая долговечность оценивается числом циклов напряжений или деформаций, выдержанных нагруженным объектом до образования усталостной трещины определенной протяженности или до усталостного разрушения. [c.222]

Для определения минимального общего запаса прочности следует в формулу (300) подставить минимальные значения и k. . Напомним, что для некоторых циклов напряжений запас прочности, определяемый как отношение предела текучести к максимальному напряжению, может оказаться меньшим, чем запас прочности в отношении усталости. [c.370]

Благодаря статистическому анализу результатов усталостных испытаний сплавов удается выявить некоторые закономерности усталостных свойств титана, которые не удается раскрыть при обычном определении среднего предела выносливости. Следует отметить, что большой разброс данных при циклических испытаниях сплавов заставляет строить полные вероятностные кривые не только для определения гарантированного предела выносливости металла с заданной надежностью (вероятностью) неразрушения, но даже при выборе сплава, так как по средним значениям предела выносливости (при Р-, = Б0 %) может быть выбран один сплав, а по вероятности неразрушения 99,9 % —другой сплав из-за меньшего разброса данных по его долговечности. При статистическом анализе более точно можно подобрать и математическую форму кривой усталости в координатах а—1дЛ/, что дает более точные сведения о пределе выносливости при большом количестве циклов нагружения. Например, при сравнении крупных поковок из сплавов ПТ-ЗВ и ВТ6 среднее значение предела выносливости у первого оказалось на 20 МПа выше, что находится в пределах разброса данных при построении полных вероятностных диаграмм из этих сплавов выяснилось, что сплав ВТ6 по пределу выносливости с вероятностью неразрушения 99,9 % при Л/= 10 цикл превосходит сплав ПТ-ЗВ более чем на 70 МПа. Статистический анализ позволил определить предел выносливости сплава ВТЗ-1 при если при Л/=10 цикл средние пределы были равны 430, 320, 197 МПа (соответственно для гладких образцов и надрезанных при а. =1,4 и . = 2,36), то при N- °° пределы выносливости оказались равными только 312, 217 и 72 МПа [96]. [c.142]

Итак, имеется широкий диапазон соотношения компонент главных напряжений в различных областях усталости конструкционных материалов, когда добавление второй компоненты к одноосному растягивающему напряжению не изменяет условий раскрытия берегов трещины и не нарушает ведущего механизма формирования рельефа излома — усталостных бороздок. Они могут быть использованы в качестве критерия подобия физических процессов в кинетике усталостных трещин в условиях одно- и двухосного нагружения. Независимо от траектории трещины по отношению к направлению действия компоненты растяжения ai раскрытие берегов трещины по типу может произойти, когда правомерно определение Кф = К1р и=Ф1) и/или использование критерия К = KiF(Xf,,, d,R). Каждый критерий позволяет поставить в соответствие единственному значению скорости da/dN единственное значение одного из указанных параметров. [c.314]

Судить о характере изменения долговечности поврежденного материала в зависимости от уровня напряжения и длительности его действия можно по относительному изменению параметров кривых усталости поврежденного материала. При низком напряжении 1,12 0-1 изменение параметров Ант соответствует изменению микротвердости, по протекает более интенсивно. При более высоких напряжениях значения Ант уменьшаются по мере накопления усталостного повреждения. Между изменениями мнкротвердости, предела усталости, долговечности и степенью усталостного повреждения, а также длительностью стадии упрочнения и разрыхления в зависимости от уровня напряжения и типа материала имеется определенная связь. [c.38]

Для определения предела выносливости по методу В. С. Ивановой а) производят испытание на усталость не менее трех образцов и по результатам строят в координатах а—IgA/ отрезок левой ветви кривой усталости (см. рис. 44,6) на ней находят точку, абсцисса которой соответствует числу циклов, равному Л (для стали Л к=2-105 циклов). Ордината этой точки дает значение 0к (Тк для кручения) [c.84]

Таким образом, долговечность материала в точке Г оказывается наименьшей. Величина Мр, определенная в работе [71], составляла Л/ =4-10 циклов при этом для расчета были использованы кривые термической усталости. Несколько меньшее значение N объясняется тем, что уравнение (6.7) обеспечивает расчет с некоторым запасом. [c.184]

Форма и размеры детали (в отличие от статического нагружения) оказывают значительное влияние на усталостную прочность. Значение предела усталости материала, определенное при лабораторных испытаниях гладких образцов, дает лишь общее представление о его выносливости, но недостаточна для суждения об усталостной прочности изготовленной из этого материала детали в условиях эксплуатации. Кроме того, детали, изготовленные разными способами из одного материала или имеющие различия в форме и размерах, не равнопрочны при повторно-пере.менном нагружении. [c.79]

Для определения Ni в координатах N—IgA строят три кривые усталости (кривые А, В, С на рис. 25) с пределами выносливости 0 1, <3 j, o j. При контрольных испытаниях за кривые А, В я С принимаются теоретические кривые, соответствующие медианному значению усталостной долговечности и их у и 1—Y уровня значимости. По этим кривым определяют значения числа циклов, соответствующих точке пересечения каждой кривой с уровнем заданных амплитуд напряжений а,- По [c.84]

Из условия тождественности выражений (4.22) и второго члена формулы Мэнсона—Лангера для правой границы области многоцикловой усталости получены два уравнения (4.24) и (4.25). Для левой границы области (при б = 0) обеспечено равенство значений повреждений, определенных по обеим формулам, а также равенство углов наклона кривых = / (Л ) на этой границе [см. (4.29)]. Значения ау , d, Ь и с находят методом последовательных приближений (рис. 4.4). В первом приближении принимают Оу = 1/Л " (6 = 0) d находят из (4.25). Задаются значением Ь (в первом приближении Ь = 2) и определяют с из (4.24). Зная d, Ь и с, находят предельные повреждения на левой границе области (6 = 0) из выражения [c.147]

Расчет на сопротикление усталости. Уточненные расчеты на сопротивление усталости отражают влияние разновидности цикла напряжений, статических и усталостных характеристик материалов, размеров, формы и состояния поверхности. Расчет выполняют в форме проверки коэффициента У запаса прочности, минимально допустимое значение которого принимают в диапазоне [/5] = 1,5—2,5 в зависимости от ответственности конструкции и последствий разрушения вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии изготовления и контроля. [c.169]

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]

Испытание па усталость (ГОСТ 12860—67) проводят для определения предела выносливости, под которым понимают наибольшее значение максимального напряжения цикла, ири действии которого пе происходит усталостного разрун1епия образца после произвольно большого НЛП заданного числа циклов иагружер ия. Цикл напряжения — это атжупносгпь переменных значений напряжений за один период их изменения. За максимальное и минимальное [c.72]

Коррозионная трещипостойкость металлов и сплавов при циклическом нагружении оценивается, как правило, на основании кинетических диаграмм усталости, на которых, как и в случае испытаний в инертных средах, скорость распространения трещины выражается как функция амплитудных значений коэффициента интенсивности напряжений АК (иногда максимального значения коэффициента интенсивности напряжений за цикл нагружения Kmmi). Из начального участка кинетической диаграммы определяют амплитудное пороговое значение исследуемой пары металл — среда для определенных условий испытания (коэффициент асимметрии, частота и форма цикла нагружения). [c.362]

А. Вёлер ввел понятие о физическом пределе выносливости — максимальном циклическом напряжении, при котором нагрузка может быть приложена неограниченное число раз, не вызывая разрушения при выбранной базе (числе циклов до разрушения К). Для металлических материалов, не имеющих физического предела выносливости, предел выноашлости (7ц - значение максимального по абсолютной величине напряжения цикла, соответствующее задаваемой долговечности (числу циклов до разрушения). Для металлов и сплавов, проявляющих физический предел выносливости, принята база испытаний Ю циклов, а для материалов, ординаты кривых усталости которых по всей длине непрерывно уменьшаются с ростом числа циклов, - 10 циклов (рис. 2). Первый тип кривой особенно характерен для ОЦК - металлов и сплавов, хотя может наблюдаться при определенных условиях у всех металлических материалов с любым типом кристаллической решетки, второй тип -преимущесгвеипо у П (К - металлов и сплавов (алюминиевые сплавы, медные сплавы и др.). N(11 и N( 2 на рис.2 обозначают базовые числа циклов нагружения. На рис. 3 представлены основные параметры цикла при несимметричном нагружении и возможные варианты циклов при испытаниях на усталость. [c.7]

Экспериментально определенные значенпя Ка относятся к квазихрункому разрушению, и, следовательно, эти значения отражают зависимость от пластических свойств материала. Это нельзя упускать из виду при расчете детали с трещиной, и поэтому длину трещины (иногда полудлину) в аналитическом выражении для К следует увеличивать на Гу. Указанная поправка более важна при однократном статическом нагружении в условиях плоского напряженного состояния и менее важна при усталости, так как в последнем случае размер пластической зоны сравнительно невелик. Поправкой можно пренебречь и при объемном напряженном состоянии в условиях плоской деформации. [c.130]

Рассмотрим условия, опреде.пяющие долговечность элемента конструкции на стадии развития трещины. Как указывалось, число циклов, соответствующее росту трещины от начальной длины и до критической /с, определяет долговечность данного элемента конструкции по числу циклов. Чтобы обеспечить прочность конструкции, долговечность должна быть больше числа перемен заданной нагрузки. Таким образом, наряду с оценкой материала по классической кривой Велера, существенную информацию о поведении элемента конструкции с трещиной в условиях усталости должна дать механика разрушения. Следовательно, в данном случае, как обычно, надо исходить из того, что начальный трещиноподобный дефект существует в конструкции с момента ее изготовления (несмотря на дефектоскопический контроль, который, как известно, имеет определенный допуск на размер не-обиаружпваемых дефектов). К сварным конструкциям это относится в большей мере, и в этом случае желательно иметь критические значения коэффициентов иитеисивиости напряжений (Кс или Я/с) для основного материала, материала шва и материала переходной, термически поврежденной, зоны. Кроме этого, для сварных конструкций я елательно в области сварного шва знать величину и распределение остаточных напряжений. Все это вместе взятое способствует уточнению расчетов. [c.272]

Расчет на сопротивление усталости заключается в определении расчетных коэффициентов запаса прочности S в предположительно опасных сечениях, предварительно намеченных в соответствии с эпюрами изгибаюпшх и крутящих моменюв, и расположении зон концентрации напряжений и сравнении их с допускаемыми значениями коэффициентов запаса прочности [ ]. При этом должно выполняться условие прочности (1.9) [c.288]

Экспериментальный метод определения кривой поврежденностн Френча заключается в следующем. Образцы испытывают на усталость до определенного числа циклов при напряжении, превышающем предел усталости. Затем напряжения снижают до значения, равного пределу усчалости, и продолжают испытания. Если образец не разрушился, то предварительное нагружение не вызвало повреждений. Если же-образец разрушился, то повреждения были. [c.34]

Имеются зависимости между пределом усталости a i и твердостью на пределе текучести По,2, твердостью по Бринеллю НВ и шириной царапины. 6. Наиболее тесная связь наблюдается между пределом усталости и шириной царапины (табл. 17) (+8,4% и —9,3%). Предложена методика построения диаграммы усталости по значениям твердости Но,2, НВ и по ширине царапины Ь. Для определения предела усталости по ширине царапины, что обеспечивает наибольшую точность, рекомендуется применять переносный прибор МЭИС-1, который позволяет определять 6 на образцах и готовых изделиях. Для определения угла наклона кривой усталости по твердости Но,2 и НВ рекомендуется применять прибор МЭИ-Т7, который также позволяет определять эти характеристили на образцах и готовых изделиях. [c.103]

Существенного сокращения длительности испытания можно достичь, используя симметрир(1ваиие закона распределения логарифмов долговечности на соответствующих уровнях [179], При таком подходе весь испытуемый материал (имеются в виду испытания последовательно-параллельным методом арматуры в многообразцовой установке), заправленный в установку, рассматривается как единый пруток, мысленно разделенный на образцы определенной длины. Испытания ведут до тех пор, пока не произойдут разрушения на участках прутка, число которых больше чем половина выделенных. Последнее наибольшее значение (или среднее из двух последних) принимается за медианное на данном уровне напряжений. Поскольку для симметричного распределения медиана совпадает с математическим ожиданием, вторая, верхняя, половина кривой распределения долговечностей строится путем симметричного переноса значений, полученных для первой, нижней, половины. Массив всех значений долговечности (экспериментальных и симметрированных) статистически обрабатывается, в результате чего определяется значение ограниченного предела усталости с заданной степенью вероятности. [c.117]

Основным критерием разрушения при определении пределов контактной выносливости и построения кривых контактной усталости является наличие на конатктной поверхности нескольких ямок выкрашивания диаметром D>-0,5 В, где В — размер малой полуоси контактной площадки, вычисленный для условно принятого значения максимального контактного напряжения ([c.274]

Усталость при высоких температурах представляет собой сложный процесс, в котором определенную роль играют явления ползучести и повреждения, характерные для длительного статического высокотемпературного нагружения [97, 111]. Этим обстоятельством в значительной степени объясняется отсутствие физического предела выносливости для материалов, испытываемых при высоких температурах. Высокотемпературную усталость можно считать одной из разновидностей коррозионной усталости. Тем не менее целесообразно особо рассмотреть этот вид нагружения, поскольку при высокотемпературной усталости в материале происходит ряд специфических процессов, прямо не связанных с коррозией. Так, при испытании образцов из литейного никель-хромового сплава ЖС6К при 900°С наблюдалось резкое снижение значений микротвердости от головок к рабочей зоне образцов, что можно объяснить весьма существенным разу-142 [c.142]

С рисунком, близким к ручейковому узору. Анализ усталостных полосок показывает, что по длине каждой отдельно исследованной трещины ширина их изменяется мало. В этом заключается также одно из отличий термоусталостного разрушения от разрушения при механической усталости. Вместе с тем наблюдается определенная зависимость между уровнем деформации (напряжения) и шириной микроусталостных полосок, а также характером изменения этой величины по мере распространения разрушения. Полоски, расположенные в непосредственной близости к очагу, закономерно уменьшаются с уменьшением значения амплитуды деформации (рис. 141) далее, с увеличением длины трещины такое соотношение не сохраняется в образцах, испытанных при высоких значениях Ле, ширина микрополосок нарастает [c.169]

Ниже приведены результаты испытаний сплава ХН73МБТЮВД, на примере которых показана возможностБ" использования деформационно-кинетического критерия в случае термической усталости. Испытания проводили по режимам, приведенным выше были получены кривые малоцикловой усталости при изотермическом и неизотермическом нагружении по жесткому режиму, а также кривые термической усталости в циклах раз личной длительности (рис. 73). Эти зависимости необходимы для определения величины в.ходящей в уравнение (5.51). Значение Np принимают из опытов на неизотермическую малоцикловую усталость при жестком режиме нагружения, когда односторонняя деформация отсутствует. [c.131]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...