Разрушение детали в случае циклического

Разрушение детали в случае циклического нагружения и повышенных температур 214 [c.485]

Несущая способность по разрушению зависит от заданного ресурса работы детали. Разрушение в случае циклического нагружения детали в условиях повышенных температур соответствует достижению предельного значения усталостных и длительных статических повреждений d = [c.214]

Под действием переменных напряжений в деталях механизмов и металлоконструкций ПТМ происходит постепенное накопление повреждений. Этот процесс называется усталостью, а способность деталей сопротивляться усталости — циклической прочностью или выносливостью. В начальной стадии накопления циклических повреждений происходят пластические деформации отдельных кристаллов, из которых состоит металл. Эти пластические деформации вызывают перераспределение напряжений, и на поверхности ряда кристаллов возникают линии сдвига. Пластическое деформирование сопровождается упрочнением отдельных зон кристаллов и одновременно разрыхлением структуры в области внутрикристаллических дефектов. Под действием переменных напряжений, превышающих определенный уровень, начинают образовываться из линий сдвига микротрещины. Развиваясь, микротрещины переходят в макротрещины. Последние приводят к уменьшению прочностного сечения детали, и после того как размер трещины достигает предельного значения, наступает хрупкое разрушение детали. Таким образом, процесс усталостного разрушения можно разделить на две стадии [27]. Первая стадия — до начала образования макротрещины, вторая — от момента ее образования до разрушения детали. В настоящее время еще нет достаточно апробированных общих оценок закономерностей распространения трещин в деталях ПТМ сложной конфигурации. В связи с этим расчеты циклической прочности как до образования макротрещин, так и до полного разрушения носят идентичный характер [20]. Известно, что пределы выносливости, определенные по условию образования трещины и по условию оконча тельного разрушения, совпадают при коэффициентах концентрации аа < 2 -Ь 3. При высоких коэффициентах концентрации количество циклов, при которых происходит развитие макротрещины с момента ее образования до разрушения сечения, составляет 70—80 % от общего ресурса детали. Развитие усталостной трещины происходит в результате циклических деформаций в области вершины трещины. Установлено, что в общем случае распространение макротрещины от появления до полного разрушения детали можно разделить на три этапа [27], Первый этап характеризуется малой скоростью распространения трещины вдоль полос скольжения. На втором (основном) этапе трещина растет с примерно постоянной скоростью. На третьем этапе, когда трещина имеет уже большие размеры, скорость роста увеличивается и происходит мгновенное хрупкое разрушение (долом) детали. В то же время экспериментальные и теоретические исследования так же, как и эксплуатационные наблюдения, свидетельствуют о том, что не всегда появление трещины усталости приводит к разрушению детали (образца) [27]. В ряде случаев возникают нераспространяющиеся трещины или трещины с весьма малой скоростью роста. Очевидно, что разработка и использование возможностей уменьшения [c.121]

Так как при циклических напряжениях начало разрушения связано с образованием местной трещины, понятна та роль, которую играет в усталостной прочности детали состояние ее поверхности. Совершенно очевидно, что в случае чистой и тонко обработанной поверхности предел усталости возрастает. При грубой обработке наличие мелких поверхностных дефектов приводит к снижению показателей усталостной прочности. При этом для материалов, обладающих большой чувствительностью к местным напряжениям, влияние состояния поверхности будет более заметным. [c.402]

Подавляющее большинство разрушений элементов конструкций в эксплуатации, в том числе и авиационных, происходит в условиях макроскопической ориентации плоскости треш ины нормально к поверхности детали. Одновременно с этим доминирует нормальное раскрытие берегов трещины при разнообразном многопараметрическом внешнем воздействии, о чем свидетельствуют параметры рельефа излома, формируемые в направлении роста трещины. Следует подчеркнуть, что речь идет не только о подобии ориентировки трещины, но и о подобии между последовательностью реализуемых механизмов разрушения при распространении трещины в эксплуатации в случае многоосного нагружения и в лабораторном опыте, когда осуществлено одноосное циклическое растяжение образца с различной асимметрией. Указанное геометрическое и физическое подобие позволяет ввести универсальное описание процесса роста усталостных трещин по стадиям при многопараметрическом внешнем воздействии. [c.233]

Разрушение траверсы по сварному шву в случае № 5 было связано с перегрузкой детали, в результате чего трещина не успела распространиться на всю толщину стенки. При этом излом имел характерные усталостные линии, которые свидетельствовали о регулярном повреждении материала от полета к полету блоком циклических нагрузок. В случаях № 6, 7 разрушение сопровождалось формированием четких усталостных линий при разрушении деталей на всю толщину сечения (рис. 15.7). Это позволило произвести оценку длительности роста трещины в посадках для всех трех деталей на основе измерения усталостных линий (рис. 15.8). В случаях № 5-7 число посадок составило соответственно около 120, 380 и 160. Различия в оценках длительности роста трещины определяются, во-первых, перегрузкой детали (случай № 5) и ее дол омом до достижения трещиной естественного предельного размера, а во вторых, высокой концентрацией напряжений (случай № 7) в районе подкладки под сварку. Рассмотренные случаи разрушения позволили провести оценку длительности роста трещины исходя из других представлений (случай № 4), когда в изломе [c.778]

Усталостное разрушение (трещина) в местах концентрации напряжений возникает на самых ранних стадиях циклического деформирования. Развитие усталостных трещин, таким образом, является фактором, в большинстве практических случаев определяющим сопротивление материалов усталости. Способность тормозить развитие усталостной трещины является одним из наиболее важных свойств конструкционных материалов, а использование различных возможностей уменьшения скорости роста трещины — существенным резервом увеличения предела выносливости и долговечности деталей современных машин. Наибольшую практическую ценность имеют условия полного прекращения роста трещины и возможность длительной безаварийной работы детали при наличии в ней остановившейся усталостной трещины. [c.3]

Наименьшее значение предел выносливости имеет в случае, когда по абсолютному значению максимальные напряжения равны минимальным, но различны по знаку. Кроме того, предел выносливости зависит от вида деформации (осевая деформация, изгиб, кручение), от прочности материала, абсолютных размеров элемента, от наличия агрессивной среды, в частности, вызывающей коррозию и т. п. Одним из характерных случаев переменной нагрузки (напряжений) является нагрузка, действующая на элемент в процессе его. колебаний (вибрации), R связи с этим способность материала противостоять переменной нагрузке, т. е. работать без наступления усталостного разрушения, называется вибрационной прочностью. -1а a юм деле периодическая циклическая нагрузка (напряжение) мыслима не только как вибрационная например, существуют нагрузки (напряжения), действующие на детали машин, совершающие вращательные или иные периодические движения. [c.308]

Величина среднего напряжения цикла заметно влияет на усталостное поведение образца или детали машины. Количественная оценка влияния величины среднего напряжения цикла дается в разд. 7.9. Качественно же можно просто отметить, что при заданной амплитуде циклического напряжения добавление некоторого среднего напряжения приводит к уменьшению усталостной долговечности. Это иллюстрируется на рис. 7.57 (а). По другому это же утверждение проиллюстрировано на рис. 7.57 (Ь) и (с). При наличии среднего растягивающего напряжения усталостное разрушение обычно определяется величиной максимального напряжения цикла В случае среднего растягивающего напряжения, изображенном на рис. 7.57(6), увеличение его при фиксированной величине максимального напряжения цикла ст ,ах приводит к увеличению долговечности. В изображенном на рис. 7.57 (с) случае сжимающего среднего напряжения точно так же его увеличение по абсолютной величине при заданном минимальном значении напряжения цикла o ,in приводит к увеличению долговечности, хотя эффект и незначителен. Эти выводы согласуются с графиком, приведенным на рис. 7.57(a), поскольку увеличение среднего напряжения цикла От при постоянной величине максимального напряжения цикла означает уменьшение амплитуды переменной составляющей напряжения и соответственно приводит к увеличению долговечности. [c.214]

В предыдущем разделе описаны три гипотезы усталостного разрушения при многоосном напряженном состоянии. Каждая из этих гипотез позволяет оценить возможность разрушения или спроектировать детали так, чтобы они не разрушались в условиях циклического многоосного напряженного состояния с отличным от нуля средним напряжением цикла в том случае, если амплитуда напряжения цикла в течение всего срока эксплуатации детали остается постоянной. Хотя данных по усталости при многоосном напряженном состоянии относительно мало, накопленный опыт позволяет дать следующие рекомендации [c.231]

Многие детали подвергаются в эксплуатации воздействию сил трения. Это валы, оси и шпиндели, у которых шейки работают в паре с подшипниками скольжения или контактируют непосредственно с роликами в случае монтажа на роликоподшипниках без внутреннего кольца поршневые пальцы пальцы прицепных шатунов шаровые пальцы элементы цилиндрических и конических сопряжений листовые рессоры и другие детали. Зубья колес и рельсы работают при циклических напряжениях изгиба и трения качения со скольжением. Поскольку усталостное разрушение деталей начинается с поверхности или с приповерхностного слоя, то изменение геометрии, химического состава, структуры, системы собственных напряжений в поверхностях трения по сравнению с исходным состоянием не может не сказаться на сопротивлении [c.253]

АЗ.3.4. Сопротивление термической усталости. Термической усталости подвержены детали, испытывающие теплосмены. Этот тип разрушения описан еще Д. К. Черновым (1912 г.), который исследовал причины растрескивания внутренних поверхностей орудийных стволов. По существу термоусталость представляет собой малоцикловую усталость в неизотермических условиях нагружения, поэтому характеристики могут быть определены из соответствующих испытаний при независимых (но надлежащим образом синхронизированных — синфазных) циклических силовом и тепловом воздействиях. Такую независимость технически наиболее просто обеспечить при циклическом кручении в случае растяжения-сжатия необходимо применение специальной автоматики, следящей за изменением усилия в образце и исключающей влияние температуры на его изменение [25]. Возможности таких установок при их надлежащем оснащении весьма широки. [c.119]

В предыдущих разделах главы рассмотрены критические условия, приводящие к хрупкому разрушению. Но при этом ничего не было сказано о том, как размеры дефекта становились критическими. Поскольку все роторные машины работают в условиях циклического нагружения (например, пуск и остановка), необходимо знать, могут ли циклические напряжения первоначальный дефект небольших размеров довести до критического. Возможны также случаи, когда под действием циклических напряжений в бездефектной детали (не имеющей макроскопических дефектов) возникает трещина. При этом напряжения и число циклов становятся высокими. [c.127]

Логарифмически-нормальный закон распределения. В ряде случаев применяется не нормальный закон распределения случайной величины, а распределение логарифма, случайной величины. Такое распределение встречается при исследовании циклических нагрузок, действующих на детали (рис. 17). При этом случайной величиной является число циклов N др разрушения детали при фиксированном значении циклического нормального а (или касательного т) напряжения. [c.32]

Для правильного выбора и рационального использования металла, идущего на ответственные детали машин, например части быстроходных турбин или авиамоторов, подвергаемых в процессе эксплуатации многократным повторным и повторно-переменным нагрузкам, недостаточно знания тех механических характеристик, которые определяются при статических и ударных испытаниях. Известны многочисленные случаи разрушения отдельных деталей при многократных, циклических, особенно знакопеременных нагрузках, еще до наступления предела текучести. При этом характерным являлось то, что разрушения не сопровождались заметными пластическими деформациями. Такое явление разрушения металлов под действием циклических (повторных и повторно-переменных) нагрузок принято называть усталостью. [c.194]

Способность никель-фосфорных покрытий противостоять воздействию циклических контактных нагрузок. Многие детали машин работают в условиях циклических контактных нагрузок. К числу таких деталей относятся, например, подшипники качения, зубчатые колеса, кулачки и др. В этих случаях поверхность деталей изнашивается вследствие усталостного разрушения поверхностного слоя (так называемая контактная усталость). [c.70]

При рассмотрении механизма процесса резания без снятия стружки необходимо обратить внимание и на то, что вблизи поверхности среза образуется участок, в котором при резании имели место пластические деформации и в котором при холодной деформации имело место упрочнение. Наличие упрочненной зоны у поверхности среза может быть нежелательным, если при последующем деформировании периметр заготовки увеличивается (отбортовка), если наклепанные участки в условиях эксплуатации детали получают переменные "(циклические) нагрузки или если деталь работает в агрессивной среде. В первом случае вследствие снижения пластичности при упрочнении наклепанный участок при деформировании растяжением быстрее разрушается во втором случае вследствие значительных остаточных напряжений может уменьшиться усталостная прочность и снижается сопротивление коррозии, что приводит к разрушению детали. Размеры наклепанной зоны в разделительных операциях могут быть установлены экспериментально в результате исследования микроструктур (по вытянутости зерен), измерением твердости (которая увеличивается с упрочнением), по глубине стравливания (наклепанный металл стравливается интенсивнее) и размерам зерен [c.55]

Износоустойчивость деталей машин, работающих при циклических нагрузках, определяется так называемой усталостью материала, вследствие которой происходит разрушение детали при напряжениях, намного меньших предела допустимых статических напряжений. В этом случае срок работы деталей зависит от состояния (степени износа) их рабочих поверхностей. [c.286]

Для уточнения появления очага зарождения усталостной трещины, а следовательно, уровней прочности деталей, эквивалентных упрочненным ППД гладкой и с концентратором напряжений деталям, обратимся к рис. 4.6. Как видно из рис. 4.6, а, упрочненная ППД гладкая деталь, подвергающаяся растяжению-сжатию, несмотря на появление очага зарождения усталостной трещины под упрочненным слоем Ад, имеет прочность (линия 2) равную прочности неупрочненной детали (линия 1). В этом случае вследствие наличия поверхностно-упрочненного слоя следует ожидать лишь повышения долговечности детали. Упрочнение ППД детали с умеренной концентрацией напряжений при толщине упрочненного слоя Ад (рис. 4.6, б) вызовет подслойное разрушение и повысит циклическую прочность детали (линия 2 расположена правее линии 1). Увеличение толщины упрочненного слоя, не превышающей оптимальной А , как и в случае изгиба упрочненной детали с умеренной концентрацией напряжений (см. рис. 4.2, б) при Ад < А , будет сопровождаться повышением циклической прочности детали (рис. 4.6, б, линия 2 расположена правее линии 2). [c.87]

Лишь в одном случае удалось найти трещину нрн испытании на третьем рен<име (при нагрузке изгиба 6 кгс/мм ) за 0 мин до разрушения. Последняя проверка этого участка была сделана за полтора часа до появления трещины. Переносить результаты испытаний образцов на крупногабаритные детали больших размеров не следует. Дальнейшие исследования образцов с концентраторами при асимметричной циклической нагрузке позволили установить, что с увеличением числа циклов до разрушения отмечается тенденция к сокращению продолжительности жизни образцов. [c.163]

Силовые детали двигателей в условиях эксплуатации работают в широком интервале частот циклического нагружения. Так, лопатки компрессоров имеют собственные частоты колебаний по 1-й изгибной форме от 150—200 до 2000 Гц, лопатки турбин — от 500 до 3000 Гц, а лопатки ТНА ракетных двигателей — до 7000—10 000 Гц. Наблюдались случаи усталостных разрушений лопаток и при более высоких формах колебаний с частотой нагружения до 25—30 кГц. [c.233]

Как указано выше, процесс разрушения металлов при циклическом нагружении можно условно разделить на три периода зарождение усталостной трещины, ее до-критический рост и долом. Поскольку первые два периода — определяющие, то именно на их изучении было сосредоточено основное внимание исследователей, причем раскрытию механизма и закономерностей роста усталостной трещины уделялось больше внимания, чем изучению начальной стадии разрушения, хотя она во многих случаях может определять долговечность детали. Что же касается влияния поверхностно-активных и коррозионных сред на кинетику усталостного разрушения металлов, то в силу сложности протекающих процессов этот вопрос не получил еще достаточного развития, а имеющиеся в литературе данные зачастую противоречивы. [c.76]

На практике часто имеют место случаи, когда детали работают в условиях одновременного воздействия циклических механических напряжений, повышенных температур и периодического контакта с коррозионной средой. Периодическая подача среды на нагретую деталь приводит к возникновению градиента механических напряжений, которые могут быть самостоятельной причиной усталостного разрушения металлов или, суммируясь с напряжениями от внешней нагрузки, — интенсифицировать процесс разрушения. Отрицательное влияние периодической подачи коррозионной среды связывают не только с возникновением термических напряжений, но и, по всей вероятности, с облегчением разрушения пассива-ционных пленок или продуктов коррозии на поверхности детали, что способствует более активному взаимодействию ее со средой. [c.107]

Многочисленные исследования, а также накопленный к настоящему времени опыт промышленности показывают, что поверхностный наклеп и химико-термическая обработка являются мощным средством повышения работоспособности деталей машин и сооружений. Однако поверхностный наклеп благоприятен лишь в тех случаях, когда работоспособность детали определяется ее сопротивлением усталостным разрушениям, т. е. сопротивлением образованию и постепенному развитию трещин под влиянием длительного действия циклически меняющихся напряжений. [c.246]

Разрушение от усталости происходит в том случае, если усилия, действующие на детали, и напряжения, испытываемые материалом, меняются циклически, например от наибольшей до наименьшей величины, а затем снова до наибольшей. Так, точки поперечного сечения нагруженной оси вала турбины, перемещаясь при вращении, испытывают попеременное сжатие и растяжение. Ось турбины, изгибаемая собственным весом вала и весом насаженного на нее диска выпуклостью вверх (рис. 2.8, а), при каждом обороте переносит точку А, находящуюся на поверхности вала, из сжатой зоны (заштрихованной на рис. 2.8, а) в растянутую, а затем снова в сжатую. Соответствующие последовательные положения точки А обозначены на рис. 2.8, а через Ai, А2 и A3. [c.92]

Вскоре было замечено, что такие хрупкие разрушения наблюдаются лишь в тех случаях, когда металл детали подвергается действию многократных повторно,-переменных (циклических) нагружений. [c.392]

Некоторые детали работают в условиях многократного циклического изменения температуры при этом могут возникнуть и развиться микротрещины, приводящие в отдельных случаях к разрушению деталей. Это явление называют температурной (тепловой или термической) усталостью. [c.22]

Усталостное разрушение. В реальных материалах под действием циклических нагрузок могут накапливаться необратимые механические изменения. Это происходит даже в тех случаях, когда максимальные макроскопические напряжения не превышают предела упругости материала. Если число циклов достаточно велико, то в результате накопления необратимых механических изменений в какой-либо точке образца или детали образуется макроскопическая трещина, постепенное развитие которой приводит к разрушению. Накопление необратимых механических изменений в материале при приложении циклических нагрузок называют усталостью, а разрушение в результате постепенного развития трещины — усталостным разрушением. [c.149]

Отметим, что благоприятное влияние поверхностного наклепа имеет место только в тех случаях, когда работоспособность детали определяется ее сопротивлением усталостным разрушениям, т. е. сопротивлением образованию и постепенному развитию микротрещин, возникающих при длительном воздействии циклически меняющихся напряжений. [c.163]

Анализ случаев поломок деталей машин свидетельствует о том, что большинство поломок связано с явлением так называемой усталости материалов. Явление усталости металлов заключается в разрушении деталей машин вследствие возникновения в них многократно изменяющихся переменных напряжений, значительно меньших, чем предел прочности или даже предел текучести материала. Опасность этого явления заключается в том, что деталь, выполненная из пластичного металла и нагруженная до напряжений, казалось бы, неопасных, внезапно разрушается без появления остаточных деформаций, которые сигнализировали бы о надвигающейся катастрофе. Долгое время существовало мнение, что при работе детали в условиях циклически меняющихся напряжений, происходит изменение в кристаллическом строении металла. Это мнение основывалось на том, что материал с достаточными пластическими свойствами при длительной работе в условиях переменных напря- [c.327]

Для большинства случаев определения несущей способности основное значение имеют критерии сопротивления разрушению, как замедленному в случае циклического и длительного статического нагружения, приводящего к развитию трещин, так и быстро протекающему в случае инициирования трещин хрупкого разрушения. Инициирование возникает в зонах наиболее интенсивных изменений состояния материалов и напряженного состояния в деталях, обычно связанных с концентрацией напряжений, вызванной геометрическими очертаниями детали или наличием в ней макроскопических дефектов. Эти критерии отражают состояния материала, особенности его физико-механических свойств, объемность напряженного состояния, историю циклического или длительного статического нагружения. Так как большинст- [c.8]

Выбранные нами жидкие среды при испытании на одинаковых уровнях циклического нагружения выше предела выносливости увеличивают, хотя не в одинаковой мере, продолжительность периода / и уменьшают абсолютное приращение стрелы прогиба по сравнению с теми же параметрами на воздухе (см. рис. 35), что в значительной мере обусловлено охлаждающим действием среды. Сравнительный анализ изменения прогиба образцов в инактивной и поверхностно-активной средах показывает, что более интенсивно в периоде / упруго-пластическое деформирование металла протекает в поверхностно-активной среде. В периоде // в обоих средах наблю-дется стабилизация величины прогиба, стадия ускоренного упрочнения отсутствует. По сравнению с воздухом в сухом очищенном вазелиновом масле заметно возрастает время до разрушения стали в области высоких напряжений и несколько повышается ее предел выносливости (рис. 36), что связано с охлаждением, а также частичной изоляцией металла от влияния воздуха. Поверхностно-активная среда в данном случае снижает предел выносливости, поскольку, с одной стороны, в результате адсорбцион- [c.79]

Методика расчета резьбовых соединений на мапоцикловую прочность при долговечностях 10° — 10 регламентируется нормами [11]. В основу принятых в нормах методов расчета положены принципы оценки прочности по предельным состояниям (см. гл. 2) разрушение, пластическая деформация по всему сечению детали, потеря устойчивости, возникновение остаточных изменений формы и размеров, приводящее к невозможности эксплуатации конструкции, появление макротрещин при циклическом нагружении. При выборе основных размеров резьбовых соединений, изготовляемых из материалов с отношением предела текучести (То,2 к пределу прочности щ, не превышающим 0,6, в качестве характеристики предельного напряжения принимается предел текучести. Запас прочности по пределу текучести = 1,5. В случае изготовления соединений из сталей с в [c.199]

Кроме этого, указанный выш подход к определению периода роста трещины по числу усталостных бороздок относится к режиму нагружения детали, близкому к стационарному, когда частота изменения внешней нагрузки является умереннрй. При нестационарном режиме нагружения детали в результате взаимногб влияния нагрузок происходит торможение и даже временная остановка треш,ины, что дает существенно заниженную оценку длительности роста трещины в циклах по числу усталостных бороздок. В случае усталостного разрушения деталей под воздействием высокочастотных вибрационных нагрузок оценка длительности развития трещин вообще невозможна, так как при этих условиях рост усталостной трещины не сопровождается формированием усталостных бороздок в изломе. Возможны другие ситуации, когда при циклическом нагружении детали из сплава, для которого характерно формирование усталостных бороздок на образце, в результате сочетания эксплуатационных факторов, определяющих условия нагружения, механизм формирования усталостных бороздок определяет либо часть этапа роста трещины либо отдельные этапы разрушения. [c.264]

Сочетание поверхностных видов упрочнения с электрохимическими методами защиты или с покрытиями деталей п,инком обеспечивает высокую коррозионпо-у галостную прочность в нейтральных растворах электролитов (речная или морская вода). В этом случае поверхностно-упрочненный слой не подвергается коррозии, и детали в состоянии длительное время выдерживать без разрушения высокие циклические нагрузки. [c.172]

Интерес к проблеме усталостного разрушения металлических материалов, на наш взгляд, связан со следующими причинами. Во-первых, с важностью проблемы усталостного разрушения ответственных металлических конструкций. Например, ресурс планера и двигателей современных самолетов связан с усталостной долговечностью и т.д. Второй причиной является то, что хрупкому разрушению металлических конструкций на практике часто предшествует подрастание усталостной трещины, что существенно снижает несущую способность. В-третьих, использование подходов механики разрушения позволило в последнее время достигнуть значительных успехов в оценке и прогнозировании трещиностойкости и долговечности металлических материалов и конструкций. В том случае, когда в конструкции или в детали наличие трещин недопустимо, определение порогового коэффициента интенсивности напряжений позволяет оценить размер допустимого металлургического или технологического дефекта для случая циклического деформирования. В-четверть1х, методы испытаний на усталость и циклическую трещиностойкость, так же как и методы определения ударной вязкости, оказались чувствительными к структурному состоянию материала- Кроме того, при проведении усталостных испытаний методически легче проследить кинетику накопления повреждений. [c.3]

Усталостные разрушения. Возникают они при циклическом приложении нагрузок, превышающих предел выносливости металла детали. При этом происходит постепенное накопление и рост усталостных трещин, приводящие при определенном числе циклов нагружения к усталостному разрушению деталей. Совершенствование методов расчета и технологии изготовления автомобилей (качество металла, точность изготовления, уменьшение источников концентрации) привело к значительному сокращению случаев усталостнрго разрушения деталей. Как правило, оно наблюдается в тяжелЫх условиях эксплуатации для некоторых деталей подвески (рессоры, кронштейны), заднего моста (полуоси), рамы. [c.14]

Основной причиной усталостного разрушения поверхностного слоя являются внутренние напряжения. В том случае, когда напряжения в поверхностном слое являются растягиваюшими, они, слагаясь с такими же напряжениями от внешних сил, способствуют быстрейшему разрушению сопряженных участков детали. Обычно разрушение начинается с образования микротреш,ин, а затем и оспин на сопряженной поверхности. Так как процесс химического никелирования позволяет наносить износостойкие никель-фосфорные покрытия на изделия любой по сложности конфигурации (в том числе и на перечисленные выше детали), то представляет интерес выяснить поведение этих покрытий в условиях циклических контактных нагрузок. [c.71]

Данные расчеты следует выполнять, как правило, после конструирования сборочной единицы, в состав которой входит рассчитываемая деталь. При этом необходимо оценить вероятность разрушения Р (или вероятность неразрушення q) проектируемой детали с учетом характеристик прочности и параметров нагружения, причем конструктору приходится проектировать детали в большинстве случаев по условию сохранения циклической прочности. [c.33]

Способность Ni—P по1фытий противостоять воздействию циклических контактных нагрузок. Такие детали машин, как подшипники качения, зубчатые колеса, кулачки и т. п., работают в условиях циклических контактных нагрузок, которые зачастую приводят к разрушению поверхностного слоя, обычно начинающемуся с микротрещин или оспин на рабочих поверхностях деталей. В случае, если рабочей поверхностью является металлическое покрытие, то оно обычно разрушается и отслаивается от основного материала. Сравнительные испытания на циклическую контактную прочность Ni—Р и хромовых покрытий толщиной 30—40 мкм проводили при помощи специального приспособления, принципиальная схема которого показана на рис. 56. Никелированные или хромированные образцы-ролики из стали 45 прижимаются с усилием различной величины к контробразцу из закаленной стали ШХ15. За каждый оборот роликов присходит один цикл нагружения. Покрытие считалось разрушенным, когда на его рабочей поверхности возникали язвины площадью 3—5 мм . [c.94]

Выражение (4.12) свидетельствует о монотонном возрастании параметра С увеличением циклической прочности при поверхностном упрочнении. Поскольку о > о р то > Уа- в этом заключается отличие выражения в квадратной скобке уравнения (4.11) от аналогичного выражения в круглых скобках уравнения подобия усталостного разрушения (4.4) для неупрочнённой детали. В тех случаях, когда мало отличается от V,,, их различием можно пренебречь. [c.77]

При исследовании усталости металлов трещинам всегда уделялось Гюльшое внимание 244, 505, 775, 1075]. В последнее время интерес к этой проблеме особенно возрос в связи с успехами в разработке методов оценки напряженно-деформированного состояния в вершине трещины и появившейся возможностью перехода от качественной оценки роли трещин в процессе усталости металлов к количественному описанию условий страгивания трещин, закономерностей их развития и окончательнм о разрушения с учетом геометрии деталей и трещин в них, условий нагружения и свойств материала. Такой подход дает возможность рассматривать предел выносли-игюти как максимальные напряжения, при которых технологические и эксплуатационные трещины или трещины, возникшие в процессе циклического нагружения, не могут развиваться. Окончательное разрушение детали определяется условиями перехода от стабильного развития усталостной трещины при циклическом нагружении к нестабильному, которое в некоторых случаях может быть хрупким. Особенно большие возможности дает такой подход для описания кинетики развития усталостных трещин и совершенствования методов оценки долговечности деталей при наличии трещин. [c.297]

В практике часто встречаются случаи, когда циклической нагрузке подвергаются сопряженные детали машин. В этом случае из-за контактного трения поверхностные слои металла разрушаются. Еще в 1911 году Е. М. Иден и др. описали случай разрушения усталостных образцов не в наиболее напряженном сечении, как этого следовало ожидать, а в более массивном сечении -в местах контакта образца с цангой. Наличие контактнш о трения при циклическом нагружении в общем случае приводит к снижению циклической прочности изделий процессы, развивающиеся при этом, названы фрсттинг-коррозией или фреттинг- усталостью. [c.94]

Указанные зоны дета.ли подвергаются в эксплуатации периодическому контролю. Однако имевшие место случаи разрушений показывали, что необходимо уточнение периодичности контроля стоек. Не менее важным был вопрос о соответствии условий нагруженрш стоек в эксплуатации условиям их нагружения при испытаниях на стенде по разработанной конструкторским бюро эквивалентно-циклической программе нагружения. Это было важно не только с точки зрения уточнения оценки ресурса детали, которая составила [c.773]

Детали машин, как правило, имеют конструктивные концентраторы напряжений. Концентрация растягивающих напряжений приводит к сильному понижению сопротивления деталей усталостному разрушению. В этих случаях сопутствующие наклепу остаточные сжимающие напряжения особенно благоприятны Они значительно снижают, а во многих случаях лолностью ликвидируют отрицательное влияние концентраторов напряжений. Проявление поверхностного наклепа особенно полезно в тех случаях, когда работоспособность детали определяется ее сопротивлением усталостным разрушениям, т. е. сопротивлением образованию и развитию трещин под влиянием циклически меняющихся напряжений [60]. [c.283]

Характер разрушения образцов существенно зависит от природы контактирующей детали (рис. 77). Ширина зоны фреттинг-пораженин L определяется жесткостью системы вал - втулка, амплитудой деформации и примерно соответствует зоне распространения максимальных переменных контактных напряжений. С понижением жесткости системы, уменьшением натяга и увеличением амплитуды циклических напряжений ширина зоны, подвергнутой фреттинг-коррозии, увеличивается. При испытании образцов с жесткими металлическими накладками под ними у торца, вследствие взаимного микроперемещения и высоких контактных давлений, протекают процессы микропластических деформаций, поверхность контактирующих металлов активируется и взаимодействует с окружающей средой, в частности, с кислородом. При этом образуются продукты фреттинг-коррозии, представляющие собой оксиды металла, а в отдельных случаях — тонкодисперсный металлический порошок. [c.146]

Малоцикловое разрушение рассматриваемого вида, таким образом, определяется режимом циклов нагрузки и температуры, при этом вид разрушения может быть чисто усталостный, или ква-зистатический (длительный статический), а также промежуточный с признаками усталостного и длительного статического типа разрушения в завпсимости от соотношения основных факторов формы и длительности цикла деформирования и нагрева, максимальной температуры, амплитуды циклической упругопластической деформации [107]. Одновременное действие на детали машин циклически изменяющихся нагрузок и температур в общем случае может быть совершенно произвольным и нестационарным. Максимальные значения температуры и нагрузок могут совпадать во времени, действовать со сдвигом по фазе, или частота приложения нагрузки может быть отличной от частоты изменения температуры. [c.35]

Процесс разрушения в данном случае заключается в зарождении усталостной трещины, как правило, на поверхности и постепенным развитием ее в глубь детали. Контактная выносливость характеризуется пределом усталостного выкрашивания, представляющего собой величину контактного давления при заданном числе циклов, не приводящим к образованию питтингов. Так как возникновение питтингов связано с дейст-вием циклических контактных напряжений, для повышения долговечности деталей нужно стремиться снижать удельные нагрузки в местах контакта и повышать прочность металла. [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...