Условие прочности для симметричного цикла

Для приближенной оценки долговечности сталей для барабанов паровых котлов при комбинированных режимах в коррозионных условиях при умеренном уровне температур можно использовать диаграмму предельных циклов в виде прямой линии АВ, отсекающей на оси ординат отрезок, равный пределу усталостной прочности при симметричном цикле нагружения в кипящей воде на заданной базе по числу циклов а на оси абсцисс — отрезок, равный пределу длительной коррозионной прочности в воде при рабочих температурах на заданной базе по сроку службы Од - [c.167]

Условие прочности для случая синфазного (или со сдвигом по фазе на 7Г) изменения крутящего момента и продольной силы при симметричном цикле можно записать подобно (20.25) таким образом [c.351]

Составим условия прочности для случаев растяжения-сжатия и чистого сдвига при симметричном цикле [c.355]

При расчете пружин или других элементов основания фундамента силу упругости нельзя рассматривать как статическую силу, так как речь идет о знакопеременном цикле напряжений и любой материал в этих условиях, как известно, обладает меньшей сопротивляемостью, чем при статических нагрузках. На основании проведенных до настоящего времени опытов можно приближенно считать, что вследствие явлений усталости материала выносливость его при колебаниях (вибропрочность) составляет только около Уз статической прочности. Соответственно этому для симметричных циклов загружений, т. е. для нагрузок, непрерывно изменяющихся в пределах между положительным и равновеликим отрицательным максимальными значениями, можно допускать только до 7з предельно допускаемого для статических нагрузок напряжения. Другими словами, запас прочности против знакопеременного напряжения должен быть равен тройной величине запаса при статическом приложении напряжения. Таким образом, с точки зрения сопротивления материала знакопеременное загружение эквивалентно статическому загружению силой, увеличенной в 3 раза. Следовательно, если силу упругости умножить на коэффициент усталости (J =3, то полученная величина [c.12]

Какими преимуществами обладают стандартизованные детали (сборочные единицы) при конструировании и выполнении ремонтных работ 7. Что такое стандартизация и унификация деталей и сборочных единиц машин и каково их значение в развитии машиностроения 8. Какие основные требования предъявляются к машинам и их деталям 9. Назовите материалы, получившие наибольшее применение в машиностроении, и укажите общие предпосылки выбора материала для изготовления детали. 10. Какое напряжение называется допускаемым и от чего оно зависит 11. От чего зависит размер предельного напряжения и требуемого (допускаемого) коэффициента запаса прочности 12. Дайте определения цикла напряжений, среднего напряжения цикла, амплитуды напряжения и коэффициента асимметрии цикла напряжений. 13. Какой цикл напряжений называется симметричным, отнулевым, асимметричным 14. Могут ли в детали, работающей под действием постоянной нагрузки, возникнуть переменные напряжения 15. Укажите основные факторы, влияющие на значение допускаемого напряжения и коэффициента запаса прочности. 16. Что следует понимать под табличным и дифференциальным методами выбора допускаемых напряжений 17. Запишите формулу для вычисления допускаемого напряжения при симметричном цикле и статическом нагружении детали. Дайте определения величин, входящих в эти формулы. 18. Запишите формулу для вычисления значения расчетного коэффициента запаса прочности при симметричном цикле напряжений для совместного изгиба и кручения. 19. Укажите основные критерии работоспособности и расчета деталей машин. Дайте определения прочности и жесткости. 20. Сформулируйте условия прочности и жесткости детали. [c.20]

Далее возникает вопрос о влиянии концентрации напряжений на прочность деталей в условиях циклически изменяющихся во времени напряжений. Здесь надо сказать, что наличие местных напряжений снижает прочность деталей как из хрупких, так и из пластичных материалов (правда, не одинаково). Это снижение прочности можно установить только экспериментально, испытывая на сопротивление усталости образцы с различными концентраторами напряжений. При этом надо подчеркнуть, что экспериментальные данные относятся к симметричным циклам. Можно схематически показать две кривые усталости — для гладких образцов и для образцов с каким-либо концентратором напряжений (рис. 15,3). Отношение ординат горизонтальных участков этих кривых даст величину эффективного коэффициента [c.179]

Так как построение диаграммы предельных амплитуд является достаточно трудоемким, то для целей расчета ее целесообразно схематизировать. Точка А диаграммы (см. рис. 12.13) отражает результат испытания образцов при симметричном цикле. Точка В для хрупких материалов ограничивает условия работы образца по пределу прочности. Левая часть диаграммы с более чем достаточной точностью может [c.482]

Так как построение диаграммы предельных амплитуд является достаточно трудоемким, то для целей расчета ее целесообразно схематизировать. Точка А диаграммы (рис. 410) отражает результат испытания образцов при симметричном цикле. Точка В для хрупких материалов ограничивает условия работы образца по пределу прочности. Левая часть диаграммы с более чем достаточной точностью может быть аппроксимирована прямой, проходящей через точку А и имеющей угловой коэффициент а. Для построе- [c.392]

Для напряженных состояний с асимметричными циклами переменных напряжений условия прочности характеризуются либо сопротивлением усталости, либо сопротивлением пластическим деформациям или статическому разрушению. Для выяснения того, какой из критериев должен быть использова в конкретном расчетном случае, сопоставляются соответствующие запасы прочности. Для определения запаса прочности по сопротивлению усталости напряжения асимметричного цикла приводятся к эквивалентным напряжениям с симметричным циклом по формулам [c.450]

Афонин А. И. Установка для усталостных испытаний при симметричных циклах растяжения-сжатия с частотой 10 кГц в условиях нагрева. Проблемы прочности , 1970, № 1. [c.80]

В условиях сложнонапряженного состояния для определения эквивалентной статической и переменной нагрузок можно использовать теорию максимальных касательных напряжений. Если на деталь действует ряд комбинированных нагрузок, то для каждого комбинированного режима (соответствует точке Б с координатами Oai и 0 1 на диаграмме) определяют допустимую эквивалентную амплитуду при симметричном цикле и допустимое число циклов для каждого режима Ni. Условие прочности в этом случае выражается соотношением [c.165]

С учетом введенных коэффициентов К , Кт, Kf, Kd (см. формулы (20.45), (20.51), (20.52)) условия прочности (20.46) и (20.49) при симметричных циклах нагружения обобщаются таким образом для случая растяжения—сжатия [c.361]

При симметричном цикле опасным напряжением является предел выносливости, который, как правило, всегда меньше предела текучести материала. Допускаемая величина напряжения при симметричном цикле [p i] найдется путем деления предела выносливости p t на коэффициент запаса прочности kr, который, кроме основного коэффициента запаса ка, должен включать коэффициент концентрации напряжений а д, масштабный коэффициент и, в случае надобности, коэффициенты, учитывающие влияние технологии изготовления и условий эксплуатации детали K и Если переменные нагрузки меняются не плавно, а сопровождаются резкими ударами, то дополнительно должен быть введен еще и динамический коэффициент Кд, числовые значения которого в этих случаях колеблются обычно между единицей и двумя. Таким образом, как для хрупких, так и для пластичных материалов [c.563]

Рассмотрим симметричный цикл, когда напряжение меняется от +а до —а. Дадим понятие о пределе прочности при длительном действии такой симметричной переменной нагрузки. Случай симметричного цикла можно осуществить при вращении вала. Пусть вал несет тяжелый маховик, изгибающий вал тогда при вращении вала растянутые волокна его через пол-оборота оказываются сжатыми, затем снова растянутыми и т. д. Таким образом, крайние волокна находятся в условиях попеременного действия напряжений а и возможно при определенном значении о усталостное разрушение от изгиба (рис. 177). Число перемен напряжений Ы, которое следует дать для того, чтобы вызвать усталостное разрушение, зависит от величины наибольшего переменного напряжения о и от алгебраической разности между крайними значениями переменных напряжений (в данном случае последняя равна 2о). [c.265]

Предел выносливости чаще всего определяют в условиях знакопеременного (симметричного) цикла, при этом число циклов знакопеременных нагружений устанавливают достаточно большим (см. стр. 134). Между пределом прочности, найденным при испытаниях на растяжение, и пределом выносливости существует приблизительная количественная зависимость. Для стали предел выносливости, определенный для гладких образцов, составляет примерно от 0,45 до 0,55 аь или, что более характерно, около [c.132]

Условие усталостной прочности, построенное по двум характеристикам а и ар. Если известны пределы выносливости для симметричного и пульсирующего циклов (а а ), то можно получить более точное условие усталостной прочности. [c.297]

В случае плоского (переменного) напряженного состояния для пластичных материалов при симметричном цикле условия прочности достаточно хорошо описываются гипотезой октаэдрических и наибольших касательных напряжений. При хрупком состоянии материала и в отдельных случаях концентрации напряжений лучшее совпадение с опытными данными дают те же гипотезы, но в этих случаях необходимо учитывать влияние нормальных напряжений по площадкам наибольших касательных напряжений. [c.70]

Используя табл. 7.2, можно определить, произойдет ли разрушение при любой отличной от нуля величине среднего напряжения цикла для некоторого значения долговечности, если известны предел прочности материала, предел текучести и усталостная прочность материала при заданном значении долговечности в условиях симметричного циклического нагружения Все эти характеристики материала обычно бывают известными. [c.224]

Соответствующие условия прочности для симметричного цикла с соблю-аением синхронности и синфазности напряжений формулируют по гипотезе наибольших касательных напряжений [c.129]

Для получения условий прочности при симметричных или асимметричных циклах и сложном напряженном состоянии он использовал физические представления о металле как микронеоднородней среде, характеризующейся неравномерной микронапряженностью кристаллитов. При этом предполагается, что в процессе циклического нагруж ения напряжения в отдельных, неблагоприятно ориентированных зернах возрастают вплоть до сопротивления отрыву, что приводит к их разрушению. Однако разрушение изолированных зерен не вызывает еще разрушения тела. За критериальную величину усталостной прочности тела принимается разрушение некоторого числа (постоянного для каждого материала) рядом расположенных микрозерен металла. Вероятность такой ситуации зависит от размеров поперечного сечения тела, неравномерности распределения макронапряжения и макроскопического напряженного состояния. [c.407]

При сложном напряженном состоянии, характеризуемом синхронными переменными нормальными напряжениями amax = (Tm aa И касательными Tmax= m Гa, ззпа-сы прочности определяются из условия сопротивления усталостному разрушению (6.19) или (6.20) при действии напряжений с симметричным циклом. Для этого переход к предельному состоянию рассматривается при пропорциональном возрастании Оа и Та на величину запаса прочности п. Тогда из соотношения (6.19) [c.126]

В связи с интенсивным развитием криогенной техники актуальными являются испытания усталостной прочности конструкционных материалов при высокочастотном циклическом нагружении в условиях низких те.мператур. В Институте проблем прочности АН УССР создана магнитострикционная установка резонансного типа, предназначенная для изучения выносливости материалов при симметричных циклах растяжения-сжатия и изгиба в одной плоскости с частотой около 3 кГц [46]. [c.248]

Рассмотренные данные по прочности при мягком нагружении относятся к испытаниям в условиях симметричного цикла. Асимметрия напряжений Но оказывает суш,ественное влияние на долговечность в связи с особенностями сопротивления материалов деформированию при наличии среднего напряжения. Так, для циклически стабильных и разупрочняюгцихся материалов в интервале напряжений, приводяш,их к квазистатическому разрушению, долговечность определяется величиной максимального напряжения цикла (рис. 1.1.5). У циклически упрочняюш,ихся материалов с усталостным типом разрушения малоцикловая прочность характеризуется амплитудными значениями напря жений (рис. 1.1.6). [c.11]

На рис. 2 для металлических конструкционных материалов представлены графики, характеризующие влияние частоты симметричного циклического однородного растяжения — сжатия на относительные значения предела выносливости. При этом значения ст 1, взятые на базе 100 млн. циклов на одной из частот циклического нагружения, отнесены к значению предела прочности Ов, определенному при обычной скорости рас-тяигения на стандартных образцах. В таблице даны значения обычных частот в диапазоне 7-о11 по кривым усталости проводилась экстраполяция последних до базы 10 циклов Высокочастотные усталостные испытания велись на базе 10 —10 циклов на образцах с диаметром рабочей части около 6—7 мм в условиях водяного (для черных металлов) или воздушного (для легких сплавов) охлаждения [2]. Критерием усталостного разрушения образца во время обычных низкочастотных испытаний было его окончательное разрушение, а для высокочастотных испытаний — появление достаточно развитой усталостной трещины (глубиной 2—3 мм), вызывающей заметное снижение резонансной частоты продольных колебаний образца. [c.333]

Для расчетной оценки малоцикловой прочности роторов их статические и циклические испытания цилиндрических образцов из аустенитной стали 07Х16Н6 в условиях растяжения—сжатия при симметричных циклах мягкого и жесткого нагружения [10] дали следующие результаты статические свойства стали Оо,2 = = 1010 МПа, О), = 1315 МПа, ф = 52%, Е = 1,96-10 МПа. Результаты малоцикловых испытаний показали, что роторная сталь является циклически разупрочняющейся с параметрами диаграмм циклического деформирования А = 0,28 и С = 2-10 [11]. [c.131]

Рис. 3.11. Зависимость предела выносливости, определенного на базе 10 циклов, от предела прочности для алюминиевых сплавов при симметричном цикле в условиях осевого нагрулсения

На этом основании величина разрушающей знакопеременной нагрузки равна величине разрушающей пульсирующей нагрузки для заданного разрушающего числа циклов. При отнесении напряясения к минимальному сечению амплитуда напряжений при симметричном цикле в два раза больше амплитуды при пульсирующем цикле. Эти соображения подтверждаются данными, полученными на предприятии Виккерс-Армстронг для ушков, изготовленных из AI — Си сплава DTD 364 с, пределом прочности при растяжении 50 кГ/мм . Между болтом и ушком был небольшой натяг — меньше, чем 0,025 мм (слегка напряженная посадка). Результаты для трех условий среднего напряжения, представленные на рис. 9.11, показывают, что, как и следовало ожидать, при малых средних напряя ениях наблюдается высокая чувствительность к среднему напряжению, а при больших средних напряжениях — малая чувствительность. Кривые дают вычисленную прочность, полученную в результате приложения эффективных коэффициентов концентрации к данным для гладких образцов, использования линейного уравнения [c.244]

Асимметричный цикл нагружения. Расчет на прочность таких деталей, как диски и валы, которые работают при действии переменных напряжений на фоне статических напряжений от центробежных сил и термических нагрузок, выполняют на основе гипотеа усталостной прочности для сложного напряженного состояния асимметричного цикла. Для диска характерным является сочетание переменного изгиба с расположением узловых линий по, диаметру или по окружности с двухосным статическим растяжением. Для вала характерным является сочетание переменных напряжений круче-, ния, растяжения и изгиба со статическим крутящим и изгибающим напряжением. Запас усталостной прочности в условиях сложного напряженного состояния можно определить, приведя асимметричный цикл переменных напряжений к симметричному через известные зависимости (Диаграммы предельных амплитуд) [c.85]

Запасы прочности при усталости для сложного напряжеииого состояния. Рассмотрим сначала определение запаса прочности при совместном изгибе и кручении вала прн действии переменных напряжений, изменяющихся по симметричному циклу. Запас прочности по подобному циклу найдем из условия (62), внося в него зависимости (77) [c.567]

Применительно к рассматриваемой задаче оценки прочности в условиях сочетания малоциклового и многоцикловОго, в том числе и случайного по характеру нагружения с наложенными кратковременными перегрузками, справедливость деформационнокинетического критерия разрушения не очевидна. С целью обоснования справедливости критерия (1.1.12) для указанных случаев проводились испытания при мягком и жестком типах нагружения, а также программном нагружении как с регулярным, так и нерегулярным изменением напряжений или деформаций в процессе испытания. Во всех случаях форма цикла регулярного нагружения была симметричной синусоидальной, и общая долговечность всех испытанных образцов не превосходила 5 10 циклов. Частота испытаний выбиралась из условий соблюдения требований ГОСТ 2860—65 Металлы. Методы испытаний на усталость об исключении саморазогрева образца до температуры более 50° С в процессе повторных нагружений при нормальной температуре. В зависимости от уровня напряжений (деформаций) частота составляла 0,5—50 Гц. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...