Предел выносливости контактный

Назначение цементации и последующей термической обработки — придать поверхностному слою высокую твердость и износостойкость, повысить предел контактной выносливости и предел выносливости ирп изгибе и кручении. [c.231]

Коэффициент безопасности по пределу текучести для пластичных материалов (сталей) при достаточно точных расчетах выбирают 1,2...1,5 и выше. Коэффициент безопасности при контактных нагружениях можно принять 1,1...1,2. Коэффициент безопасности по пределу выносливости— 1,3...2,5. Например, при недостаточно полном объеме экспериментальных данных о нагрузках и характери-стиках материала или ограниченном числе натурных испытаний [s]=l,5...2 при малом объеме или отсутствии экспериментальных испытаний и пониженной однородности материала (литые и сварные детали) [s]=2...3. [c.17]

Действие контактных напряжений ниже предела выносливости относительно больше, чем изгибных, и поэтому для них вводится дополнительное ограничение не учитывается повреждающее действие переменных напряжений за общим числом циклов нагружений 2,4Ы с,> где Nhq — число циклов до перелома кривой усталости. [c.189]

Актуально ускорение усталостных испытаний. Оно возможно повышением частоты, повышением напряжений и исключением тех напряжений в спектре, которые практически не сказываются на процессе усталости. За последние 30 лет скорости машин для испытаний на усталость повысились с 300 до 50000 циклов в минуту, кроме того, имеются уникальные пульсаторы резонансного типа для малых образцов с частотой свыше 50000 Гц. Современные высокочастотные пульсаторы сокращают время испытаний отдельных деталей, например лопаток турбомашин, до десятков минут. Частота нагружений при отсутствии пластических деформаций и повышенного внутреннего трения обычно мало влияет на предел выносливости. Возможно внесение поправок на основе литературных данных или экспериментов. Проведение испытаний при повышенных напряжениях уместно для изделий, у которых зависимость наработки от напряжений (в частности, при контактных нагружениях) стабильна и достаточно хорошо изучена. Форсирование нагрузки применяют для узлов, в частности для выявления слабых [c.479]

Допускаемые контактные напряжения поверхностей зубьев при расчете их предела выносливости определяют, используя связь между числом N циклов напряжения и разрушающим напряжением Он (рис. 19.5). На участке 7У < У,5 (меньше базового числа нагружений) справедлива приближенная зависимость [c.204]

Контактными называют напряжения в зоне (зонах) контакта деталей машин. На практике часто появляется необходимость определения напряжений и деформаций в этих зонах как при расчете на контактную прочность (зубчатые и фрикционные передачи), так и для оценки предела выносливости (резьбовые и прессовые соединения и др.). [c.227]

Несмотря на то что по схеме нагружения контактные испытания отличаются от усталостных, например при изгибе или растяжении — сжатии, кинетика процесса (постепенное накапливание повреждений — образование трещин — рост трещин — разрушение), оценочные характеристики (предел выносливости, коэффициент вари- [c.42]

Испытания на усталость соединений листовых конструкций. Полученных контактной точечной сваркой из сплавов ВТ1-0 и ОТ4-1, сталей и алюминиевых сплавов, показали близость предела выносливости стали и титановых сплавов [162]. По данным этой работы, уровень усталостной прочности сварных соединений определяется их конструктивным оформлением, при этом вид материала имеет меньшее значение. [c.157]

Фретинг-эффект. Сильное влияние на усталостную прочность титановых сплавов оказывает фретинг-эффект, или контактная коррозия в местах сопряжения. Наличие контактного трения при циклическом нагружении у всех металлов приводит к заметному снижению усталостной прочности, особенно в коррозионных средах. Титановые сплавы в этом отношении мало отличаются от сталей, близких к ним по прочности [106, 158—160]. Возникающее контактное трение (в местах заделок, прессовых посадок, креплений и пр.) резко снижает усталостную прочность, действуя подобно концентратору напряжений. Степень снижения ее в основном зависит от сопряженного материала, вызывающего фретинг-эффект, удельного давления в месте сопряжения и окружающей среды. Удельное давление [ 158, 160] сильно влияет только при низких значениях. При более прочных креплениях или плотных посадках при удельных давлениях более 30—50 МПа усталостная прочность изменяется мало. Так, прессовая посадка втулки с удельным давлением 50 МПа снижает усталостную прочность технически чистого титана с 320 до 112 МПа [ 158]. Дальнейшее увеличение удельного давления посадки до 200 МПа снизило O j до 103 МПа. В среднем предел выносливости при наличии фретинг-эффекта у титановых сплавов на воздухе при контактировании с однородным сплавом 20- 40 % от исходного предела [c.161]

Химико-термическая обработка стальных деталей основана на поверхностном насыщении стальных деталей углеродом, азотом, алюминием, бором (цементирование, азотирование, алитирование, борирование). Она значительно повышает долговечность деталей, их контактную и усталостную прочность. Напряжения изгиба при хрупком разрушении и предел прочности получаются максимальными при поверхностном содержании углерода 0,8—1,0%. Наиболее высокий предел выносливости имеют детали, диффузионный слой которых состоит из мелкоигольчатого мартенсита и мелких карбидов 9—66 129 [c.129]

Работоспособность деталей во многом зависит от состояния поверхностных слоев. Требования к их качеству непрерывно возрастают по мере интенсификации режимов работы деталей. Еще недавно качество поверхностных слоев характеризовалось в основном твердостью и шероховатостью. Теперь часто необходимо создавать в поверхностных слоях остаточные напряжения определенного знака, не допускать образования отпущенных участков. Установлено, что прижоги при шлифовании снижают предел выносливости на изгиб на 25—30%, а шлифовочные трещины — до трех раз. Обезуглероживание и снижение твердости всего на 5 единиц HR может уменьшить долговечность зубчатых колес до выкрашивания зубьев в 2—3 раза. Для деталей, работающих в условиях контактного нагружения, большое значение имеет отсутствие в поверхностных слоях остаточного аустенита, а также цементитной сетки. [c.8]

При соединениях с гарантированным натягом предел выносливости валов значительно снижается. Это объясняется концентрацией напряжений от натяга, контактным трением и контактной коррозией, приводящими к механическому повреждению посадочной поверхности вала и к образованию очагов усталостных трещин. Повышение предела выносливости валов при прессовых [c.166]

Износ в условиях контактного предела выносливости возрастает при повышении давления и увеличении коэффициента трения, а уменьшается при увеличении модуля упругости и числа циклов до разрушения. [c.195]

Этот способ наплавки имеет существенный недостаток, который заключается в неоднородности структуры и твердости наплавленного слоя. Неоднородность структуры приводит к образованию значительных внутренних напряжений, микротрещин, снижению предела выносливости и износостойкости. Улучшение эксплуатационных свойств наплавленного вибро-контактным способом слоя может быть достигнуто применением современных процессов чистовой обработки рабочих поверхностей деталей. [c.324]

Гц при N = 10 цикл. Контактное нормальное давление составляло около 90 МПа. Помещение в зону контакта прокладок из пресс-шпана толщиной 0,4 0,8 и 1,5 мм увеличивает предел выносливости образцов (по трещинообразованию) соответственно с 720 МПа (без прокладок) до 92 115 и 125 МПа. Предел выносливости гладких образцов 160 МПа. [c.154]

При динамическом характере соединения плавающих на масляной пленке шеек роторов с баббитовой заливкой вкладышей подшипников в качестве допускаемого максимального контактного напряжения принимаем предел выносливости (усталости) при сжатии для пульсирующего цикла аус(сж). Величины допускаемых максимальных контактных напряжений различных материа- [c.117]

Роторы турбин состоят из большого числа элементов. Прежде всего это лопатки и элементы их креплений. Возникающие контактные давления сопрягаемых элементов, обусловленные монтажными операциями и центробежными силами, а также взаимные смещения элементов по площадкам сопряжения (в пределах 2—20 мкм) могут привести в условиях циклического нагружения к проявлению фреттинг-эффекта (фреттинг-коррозия, фреттинг-усталость). Опыты на модельных образцах показали, что такой эффект снижает пределы выносливости в 2—3 раза при относительно небольших контактных давлениях (от 30 до 200 МПа). [c.8]

В работе [86] была исследована циклическая прочность двух типов сварных листовых соединений аргонодуговая сварка встык с присадкой и контактная шовная сварка встык с двусторонними накладками. Испытание образцов велось плоским симметричным изгибом. Разрушение образцов происходило по месту сплавления металла шва с основным металлом, т. е. по месту конструктивного концентратора напряжений. Для того чтобы оценить раздельно роль внешних концентраторов и роль самой сварки ( внутренний концентратор) на усталостную прочность сварных соединений титана, были определены пределы выносливости образцов без усиления и накладок, которые перед циклическим нагружением срезались. В этих испытаниях определено снижение циклической прочности только в результате действия структурных или внутренних концентраторов. Как видно из рис. 69, на котором представлены основные результаты работы, предел выносливости таких образцов оказался еш,е более низким, чем у образцов с усилением эффективный коэффициент внутренней концентрации для аргонодуговой и контактной сварки оказался соответственно 1,74 и 3,25. Все образцы этих серий разрушались по шву. Сопоставление усталостной прочности сварных соединений титана с подобными соединениями других металлов (стали, алюминиевые сплавы) показало, что они имеют близкие значения отношений предела усталости сварного соединения и основного металла. Эксперименты показали, что пределы усталости стыковых соединений титановых листов при изгибе, выполненных ручной аргонодуговой сваркой и контактной сваркой, составляют соответственно 77 и 65% от усталостной прочности основного металла причем снижение предела выносливости идет в основном за счет внутренних структурных дефектов сварного шва. [c.150]

Перейдем к описанию экспериментов по определению локального предела ограниченной контактной выносливости ON-Такие эксперименты осуществляют на специальных испытательных машинах, где в качестве образцов используются стандартные зубчатые колеса. Стандарт нормирует диаметры колес и размеры зубьев, термическую обработку зубчатых венцов колес, точность изготовления исследуемых колес, шероховатость активных поверхностей зубьев, окружную скорость, качество и интенсивность смазки и т. д. [c.389]

Допускаемые напряжения. Расчет передачи ведут по допускаемым напряжениям [o] =0/Mi ,/S и [о]с= = 0fiim/S/, соответствующим длительной контактной и изгибной выносливостям а//пм и (I/-1III,— пределы выносливостей Sil и S f.. коэффициенты [c.9]

Расчет на усталость при циклических контактных напряжениях, так же как и при циклических нормальных или касательных напряжениях, базируется на кривых усталости. На рис. 8.39 кривая усталости построена в логарифмических координатах — макси- 4 мальное напряжение цикла, — предел выносливости при отнуле-вом цикле, Ояол — предел ограничен- ной выносливости, Nh — цикличе-ская долговечность (до разруше-кия), N,-,0 — абсцисса точки перелома кривой усталости, Пн—текущее число циклов [c.145]

В результате лазерной закалки без оплавления возрастает предел выносливости при изгибе (на 70—80 %) и предел контактной выносливости (на 60—70 %) вследствие образонания мартенситной структуры высокой степени дисперсности. Ударная вязкость при этом снижается. [c.226]

Цементация с последующей термической обработкой повышает предел выносливости стальных изделий вследствие образования в поверхностном слое значительных остаточных напряжений сжатия (до 400—500 МПа) и резко понижает чувствительность к концентраторам напряжений при условии непрерывной протяженности упрочненного слоя по всей упрочняемой поверхности детали. Так, после цементации на глубину 1000 мкм, закалки и отпуска хромомикслепой стали (0,12 % С 1,3 % Сг 3,5 % Ni) предел выносливости образцов без концентраторов напряжений увеличился от 560 до 750 МНа, а при наличии надреза — от 220 до 560 МПа, Цементованная сталь обладает в1)1Сокой износостойкостью и контактной прочностью, которая достигает 2000 МПа. [c.238]

Не существует также четко выраженных пределов выносливости при контактных напряжешзях, циклическом нагружении в условиях повышенных температур и при работе деталей в коррозионных средах. Разрушающее напряжение в этих условиях непрерывно падает с увеличением числа циклов. Отмечено также отсутствие отчетливо выраженного предела выносливости у деталей большого размера, что объясняется присущей таким деталям неоднородностью механических свойств по сечениям. [c.276]

И —допускаемый коэффициент запаса Пи — коэффициент запаса устойчивости Р—сосредоточенная сила Якр — критическая сила Pi—обобщенные силы Рф—фиктивная обобщенная сила Рд— динамическая сила Рц — возмущающая сила Ро—амплитуда возмущающей силы р — интенсивность распределенной нагрузки по площади давление полное (результирующее) напряжение Ро—октаэдрическое результирующее напряжение контактное давление между составными цилиндрическими трубами Ртах Pmin< Рт — максимальное, минимальное и среднее напряжение цикла Ра — амплитуда цикла Ршах> Р т> Ра — наибольшее, среднее напряженней амплитуда цикла при работе на пределе выносливости р, — п редел вы носли востн [c.6]

Известно также, что параметры шероховатости поверхности оказывают существенное влияние на сопротивление усталости. В общем случае предел усталости повышается с улучшением качества поверхностного слоя. Кроме того, на них влияет направление следов обработки при их совпадении с действием главного напряжения предел усталости выше. Финишная обработка поверхности, которая в основном определяет конфигурацию микроскопических рисок и механические свойства поверхностного слоя, существенно влияет н а предел выносливости даже при одинаковом классе шероховатости. Например, в работе [127] приведены результаты испытаний на выносливость образцов из сталей Р18, 9ХМФИ9Х, обработанных алмазным и обычным шлифованием. Сопротивляемость усталостному разрушению при шлифовании кругами из синтетических алмазов повышается на 20—45% при контактных нагрузках и до 30% при изгибе. Это связано с характеристикой рельефа поверхности, когда число царапин на единицу поверхности и их глубина значительно меньше при алмазном шлифовании, чем при абразивном, а рельеф становится более гладким (см. также рис. 150). Проведенные исследования позволили повысить стойкость валков для станов холодной прокатки вследствие правильного выбора технологического процесса. [c.439]

Переменные контактные напряжения вызывают усталость поверхностных слоев деталей. На поверхности образуются микротрещины с последующим выкрашиванием мелких частиц металла. Если детали работают в масле, оно проникает в микротрещины (рис. 180, а). Попадая в зону контакта (рис. 180, 6), трещина закрывается, находящееся внутри трещины масло сжимается в замкнутом пространстве, и в нем создается высокое давление, распирающее стенки трещины. При повторных нагружениях трещина все более увеличивается, отделяемая ею частица металла откалывается от поверхности, образуя раковину (рис. 180, в). Экспериментальные кривые, характеризующие стойкость материала в отношении усталостного выкрашивания, построенные в координатах контактное напряжение — число циклов нагружений (см. рис. 179, г), подобны обычным кривым выносливости (см. рис. 158). Базовому числу циклов Л но соответствует предел выносливости Offo, величина которого в основном зависит от твердости материала. По пределу выносливости определяют допускаемое напряжение, исключающее усталостное выкрашивание рабочих поверхностей. [c.214]

В Кишиневском политехническом институте при определении долговечности и предела выносливости стали с покрытиями при контактном нагружении использовали двухконтактную роликовую машину вертикального типа [76]. Образцы из нормализованной стали 45 Покрывали слоем электролитического железа толщиной 0,2 мм. Испытывали роликовые образцы с длиной контактной линии 10 мм. Температуру поверхности образца и.змеряли хромель-копелевой термопарой, горячий спай которой приваривали к поверхности ролика. Для повышения точности испытаний и уменьшения погрешностей перед началом исследований машина прогревалась , т. е. вместо испытуемого образца устанавливали ролик, который обкатывали до тех пор, пока температура контртела не достигала 45—48 0. Кроме того, предварительно проводили приработку поверхности образца по методике ступенчатого нагружения. Шероховатость контролировали по ГОСТу 2789—73. Приработанные образцы подвергали испытанию по схеме качения без проскальзывания при суммарной скорости качения 8,4 м/с при подаче в зону качения моторного масла. Испытания моделировали работу шеек коленчатого вала двигателя ЯМЗ-240. Начало прогрессирующего выкрашивания поверхности фиксировали как визуально, так и при помощи специальной аппаратуры. [c.44]

Исследование одновременного воздействия коррозионной среды и контактного трения на усталостную прочность титанового сплава ВТ6 с 0 = 800- 860 МПа изучено авторами работы [159]. Из кованых заготовок вырезали специальные образцы диаметром рабочей части 20 мм, моделирующие ось с напрессованными втулками. Моделировали два типа закрепления втулок конические напрессованные, передающие изгибающий момент, и цилиндрические, не передающие его. Материалом для втулок служили титановые сплавы ВТ6 (03 = 830 МПа), ПТ-ЗВ ( 3 = 730 МПа) и ВТ1 (а = 580 МПа). Запрессовку втулок производили с различным контактным давлением. Усталостные испытания вели на воздухе и в 3 %-ном растворе МаС1. Обкатывание подлежащих запрессовке частей конических и цилиндрических образцов выполняли с помощью шарикового приспособления при следующих режимах усилие обкатки Я=2000 Н, диаметр шарика 0= 10 мм скорость обкатки 350 об/мин, число проходов два. Кривые усталости образцов с напрессованными втулками, передающими изгибающий момент, при различных контактных давлениях представлены на рис. 101. Предел выносливости гладких образцов без напрессовки втулок был равен 380 МПа при испытании на воздухе и в коррозионной среде. (Напрессовка втулок на неупрочненные 162 [c.162]

Положительный эффект от поверхностного наклепа цианиро-ванных зубчатых колес коробок передач легковых автомобилей ГАЗ отмечает Д. А. Свешников. Зубчатые колеса из стали 40Х по существующей на заводе технологии подвергали цианированию на глубину около 0,2 мм с твердостью у поверхности HR 48—56. В эксплуатации наблюдались случаи усталостного разрушения зубьев на коробках передач автомобилей повышенной мощности. Проведенным на заводе исследованием было установлено, что наклеп дробью почти в 2 раза повышает предел выносливости цианированных зубьев при пульсирующем изгибе. Наклеп дробью зубчатых колес не вызвал потери их статической прочности, не ухудшил шумовых качеств коробки передач, не изменил сопротивления контактному выкрашиванию и не вызвал существенных изменений их размеров. [c.308]

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]

Ограниченные пределы контактной выносливости в опытах Наультона и Снайдера определялись на базе 50 млн> циклов напряжений, но поскольку средний (испытывавшийся) ролик только при одном контакте из трех работал как ведомый, то следует считать, что эти пределы выносливости соответствуют примерно 17 млн. циклов напряжений. [c.248]

Зависимость локального предела ограниченной контактной выносливости tJHlim от числа циклов N, т. е. от заданной долговечности, дается, как обычно, с помощью кривой усталости. Согласно представлениям, положен- Рис. 21.7 [c.391]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...