Частота, влияние на усталость

Частота, влияние на усталость 309 [c.371]

Влияние частоты нагружения на усталость начали исследовать давно. Однако во многих случаях эти исследования ограничивались низкими частотами, которые значительно ниже встречаемых в практике, поэтому сейчас нужны фундаментальные и систематические исследования усталости при высоких частотах переменной нагрузки. [c.234]

Влияние частоты нагружения на усталость изучали также на гладких круглых образцах диаметром 5—7,2 мм (табл. 6.6). Изменение сопротивления усталости от частоты нагружения для этой стали и сплавов показаны на рис. 6.4. [c.241]

ВЛИЯНИЕ ЧАСТОТЫ НАГРУЖЕНИЯ НА УСТАЛОСТЬ МЕТАЛЛОВ [c.241]

Следовательно, влияние частоты нагружения на усталость можно рассматривать как влияние на сопротивление усталости (пластическому деформированию) скорости деформирования, продолжительности действия напряжений и повышения температуры за каждый цикл нагружения. [c.242]

Влияние частоты нагружения на усталость металлов в условиях комнатных температур в основном состоит в следующем. С увеличением частоты нагружения (скорости деформирования) увеличивается число искажений в кристаллической решетке и усиливается дробление зерен на фрагменты и блоки, упрочняя этим металл. Степень упрочнения с повышением частоты нагружения увеличивается, достигает некоторого максимума, после чего или сохраняет свое значение, или начинает уменьшаться. [c.243]

О влиянии на усталость ремня частоты изгибов можно судить на основании результатов следующего опыта. Тог [c.450]

Влияние коррозии до испытания на усталость на предел выносливости стальных образцов (при изгибе с вращением на базе 10 циклов при частоте нагружения 30-70 Гц) [c.86]

Уменьшить влияние состояния поверхности на усталость можно соответствующими технологическими методами обработки, приводящими к Упрочнению поверхностных слоев. К числу таких методов относятся наклеп поверхностного слоя путем накатки роликом, обдувки дробью и т. п. химико-термические методы — азотирование, цементация, цианирование термические — поверхностная закалка токами высокой частоты или газовым пламенем. Указанные методы обработки приводят к увеличению прочности поверхностного слоя и созданию в нем значительных сжимающих остаточных напряжений, затрудняющих образование усталостной трещины, а потому влияющих на повышение предела выносливости. [c.608]

Влияние коррозионного процесса на усталость выражается главным образом в ускорении пластической деформации, сопровождающейся образованием выступов и впадин. Именно поэтому разрушение от коррозионной усталости не является результатом аддитивного действия коррозии и усталости, а всегда больше их суммы. Такое влияние коррозии объясняет также, почему уровень устойчивости к коррозионной усталости в большей степени определяется коррозионной стойкостью, чем прочностью на растяжение. При низкой частоте нагружения предел коррозионной усталости снижается, так как увеличивается время коррозионного воздействия за один цикл [81]. КРН и коррозионная усталость имеют разные механизмы, поэтому чистые металлы, устойчивые к КРН, подвержены действию коррозионной усталости в той мере, в какой они подвержены общей коррозии. [c.163]

Приведены сведения о коррозии и коррозионно-усталостном разрушении металлов. Дан анализ современных методов и средств изучения коррозионной усталости. Рассмотрено влияние на коррозионную выносливость металлов структуры сплавов, агрессивности среды, масштабного фактора, частоты приложения механической. нагрузки и др. Приведены закономерности коррозионно-усталостного разрушения сталей, подвергнутых упрочняющим поверхностным обработкам. Изложены вопросы электрической защиты металлов от коррозионно-усталостного разрушения. [c.62]

Обычно повторное нагружение с малой частотой приложения нагрузок сопутствует какому-либо другому виду нагружения — многоцикловой усталости, длительному статическому нагружению и поэтому не всегда учитывается. Однако в настоящее время стало ясно, что повторно-статическое нагружение, или так называемая малоцикловая усталость, оказывает существенное влияние на несущую способность материалов в конструкциях. Разрушения от повторно-статического нагружения встречаются в силовых элементах самолетов, кораблей, деталях систем управления, периодически запускаемых двигателях, сосудах давления и т. д. [c.97]

Влияние среднего напряжения цикла на развитие усталостных трещин исследовали также на плоских образцах из низкоуглеродистой стали (0,098 % С 0,01 % Si 0,44% Мп 0,13 /оР 0,27% S 0,04% Си 0,02 %Сг 0 = 309 МПа ах = 231 МПа t = = 69,5%). Испытывали на усталость при осевом растяжении-сжатии с частотой циклов 1000 1/мин образцы различной (от 10 до 20 мм) ширины, толщиной 4 мм с резкими концентраторами напряжений в виде двусторонних боковых надрезов. Теоретический коэффициент концентрации напряжений составлял ас = = 5. .. 7. Испытания проводили при варьировании в широких пределах среднего напряжения цикла и амплитуды напряжений. В результате исследования было установлено, что на скорость роста трещины среднее напряжение цикла оказывает значительно меньшее влияние, чем амплитуда напряжений. Вместе с тем увеличение среднего напряжения цикла в области [c.90]

Влияние усталости на критическую температуру хрупкости стали ВСт.Зсп в зоне термомеханического старения показано на рис. 29, б. В этом случае критическая температура хрупкости Г р зоны старения после сварки в исходном состоянии выше основного материала ВСт.Зсп более чем на 10°С. В процессе работы на усталость Г р основного металла и зоны старения повышаются до 20°С. При использовании результатов исследований [77, 103] следует учитывать, что усталость накапливалась при высокой частоте — 20 Гц, что редко встречается в технике. Повреждаемость металла при малых частотах нагружения может быть выше, так как накопление усталостных повреждений при реальных частотах (до 1000 Гц) развивается более интенсивно. Большинство исследователей считают, что повышение частоты нагружения до 1000 Гц не влияет на предел выносливости, но дальнейшее повышение вызывает рост сопротивления усталости так, при частоте 20.Гц предел выносливости повышается на 40%. [c.80]

Д.ЛЯ деталей ГТД основной спецификой первого этапа оптимизации технологии по критериям прочности яв.ляется необходимость моделирования при испытаниях на усталость весьма высоких эксплуатационных температур опасной зоны. В результате необходимо достаточно глубокое охлаждение патрона вибростенда для крепления образцов или деталей. Охлаждение диктуется не только стремлением повысить долговечность патрона, но и особыми требованиями к стабильности жесткости заделки j при испытаниях на высоких звуковых и ультразвуковых частотах циклов с ростом частоты быстро возрастает влияние упругой податливости заделки на уровень напряжений в образце а при фиксированном значении измеряемых амплитуд колебаний вершины образца А, а также на резонансную частоту /. [c.394]

В книге приведены результаты многолетних исследований авторов качества поверхностного слоя при различных методах и режимах обработки устойчивости параметров качества при изотермических нагревах в вакууме, их комплексного и раздельного влияния на сопротивление усталости при высокочастотном нагружении и рабочих температурах влияния частоты нагрул<ения на характеристики усталости жаропрочных сталей и сплавов при рабочих температурах. [c.5]

Проблема правильной оценки влияния частоты нагружения на сопротивление усталости, помимо практического значения, представляет большой теоретический интерес, поэтому привлекает внимание многих исследователей [46, 63, 72, 86, 93, 105, 107— 109, 122, 123]. [c.234]

Влияние Частоты нагружения на сопротивление усталости показано на рис. 6.2. Графики зависимости —/ построены на базе испытаний 10 и 10 циклов и 10 с. [c.235]

Анализ результатов проведенных испытаний на усталость показал, что частота нагружения оказывает существенное влияние на характеристики усталости жаропрочных сталей и сплавов. [c.239]

Сущность влияния высокой частоты на усталость металлов и сплавов теоретически можно объяснить, основываясь на атомном механизме пластической деформации и разрушения. Как известно, процесс усталостного разрушения металлов и сплавов происходит путем постепенного развития и накопления повреждений , вна- [c.241]

При высоких температурах с увеличением частоты нагружения на сопротивление усталости будут оказывать влияние и такие процессы, как релаксация напряжения, ползучесть, фазовые изменения, в своей совокупности они могут как понижать, так и повышать сопротивление усталости. [c.244]

Бигармонические напряжения, рассматриваемые в настоящей главе, можно разделить по соотношению частот слагаемых гармоник на две группы —с малым соотношением, не превышающим 3 1 (рис. 76, а—е), и большим, превышающим (8 10) 1 (рис. 76, ж). Такая дифференциация бигармонических нагрузок связана с тем, что при <02 ft)i 3 1 с помощью испытаний на усталость можно исследовать процесс изменения накопления повреждений в зависимости от расположения и величины каждого из экстремумов на кривой изменения напряжений, в то время как при значительном соотношении частот оценивается влияние переменной асимметрии цикла (меняющаяся статическая составляющая в виде низкочастотного компонента). [c.127]

Увеличение частоты нагружения с 0,4 до 57 Гц не оказало влияния на изменение сопротивления усталости образцов из плакированных алюминиевых сплавов в вакууме [195]. В воздухе с влажностью Всего 0,05 % частотный фактор уже существенно проявляется. [c.124]

Результаты измерений влияния частоты на усталость термопластов (рис. 69) и армированных пластиков (рис. 71) показывают, что с повышением частоты усталостная прочность понижается [c.60]

Влияние частоты нагружения на скорость распространения трещин усталости подробно изучалось Т. Екобори и К. Сато [436] методами механики разрушения. Испытывались образцы из алюминиевого сплава 2024-ТЗ и малоуглеродистой стали SM-50, представляющие собой полосу с центральным отвер- Стием и инициирующими прорезями. Частота нагружения изменялась в диапазоне от 1 до 8000 цикл./мин. Результаты эксперимента описываются зависимостью [c.199]

Для того чтобы коррозионный процесс оказывал влияние на усталостную прочность, скорость коррозии должна превышать некое минимальное значение. Эти величины удобно определять путем анодной поляризации опытных образцов в деаэрированном 3 % растворе Na l. При этом скорость коррозии рассчитывают по закону Фарадея из плотностей тока и определяют критические значения, ниже которых коррозия уже не влияет на усталостную прочность. (Эти измеренные плотности тока не зависят от общей площади поверхности анода.) Значения минимальных скоростей коррозии при 30 цикл/с для некоторых металлов и сплавов приведены в табл. 7.5. Можно ожидать, что эти значения будут увеличиваться с возрастанием частоты циклов. Для сталей критические скорости коррозии не зависят от содержания углерода, от приложенного напряжения, если оно ниже предела усталости, и от термообработки. Среднее значение 0,58 г/(м сут) оказалось ниже общей скорости коррозии стали в аэрированной воде и 3 % Na l, т. е. 1—10 г/(м -сут). Но при pH = 12 скорость общей коррозии падает ниже критического значения и предел усталости вновь достигает значения, наблюдаемого на воздухе [721. Существование критической скорости коррозии в 3 % Na l объясняет тот факт, что для катодной защиты стали от коррозионной усталости требуется поляризация до —0,49 В, тогда как для защиты от коррозии она составляет —0,53 В. [c.160]

Влияние частоты нагружения на сопротивление термической усталости (т. е. роль длительности выдержки в цикле при Ь= = тах) оказывается неоднозначным число циклов до разрушения всегда уменьшается с увеличением длительности термоцикла, а суммарное время до разрушения может как уменьшаться, так и возрастать в зависимости от диапазона значений длительности цикла. Для многих материалов время до разрушения принимает минимальное значение при длительности цикла термонагружения ц=Зч-5 мпн. Это объясняется характером процесса циклической релаксации термонапряж ений. Наличие такого термоцикла, который вызывает ускоренное разрушение материала, необходимо учитывать при назначении режимов эксплуатации. Испытания же деталей на термоусталость по такому циклу позволяют сократить время до разрушения и одновременно получить достаточно большое число циклов. [c.189]

Рис. 1. Влияние охлаждения патрона А — на стабилизацию резонансных частот (сгглошные кривые), напряжений (штрихпунктир) В — на распределение напряжений, амплитуд колебаний г/ и температур t по длине литого образца из сплава ВЖЛ12У, моделирующего стенку пера лопатки турбины, при высокотемпературных технологических испытаниях на усталость.

При выполнении второго и третьего этапов оптимизации технологии деталей ГТД специфика, связанная с высокими эксплуатационными температурами, сказывается на выборе формы функции Д (Т) и программы технологических испытаний на усталость. Например, лопатки достаточно большого числа соседних ступеней часто выполняют одинаковый по содержанию технологический процесс, но имеют существенно отличающиеся резонансные частоты. Еще в большей степени это относится к аналогичным лопаткам разных ГТД или даже к модификациям одной Л1ашины. Образцы для всех аналогичных по конструкции и технологии лопаток ввиду их высокой трудоемкости изготовления и чрезвычайно обширной программы технологических испытаний, необходимых для оптимизации, целесообразно принять одинаковыми. Сами испытания на усталость желательно вести на одной частоте циклов, используя верхнее значение из диапазона частот рассматриваемых лопаток или даже форсированное значение частоты /ф для снижения па порядок сроков разработки нового технологического процесса. При этом по крайней мере для части лопаток сокращается время пребывания образцов для испытания на усталость при высоких эксплуатационных температурах. Чтобы компенсировать влияние данного фактора, перед испытаниями на усталость или в его прерывах можно выполнять операции нагрева и выдержки деталей в печи при эксплуатационных темпера-турах [c.396]

Сопротивление усталости в коррозионных средах существенно зависит от структуры металла. Термодинамически более стойкие структуры (например, перлит-ферритная) вьшосливее, чем мартенситная структура. Большое влияние на сопротивление усталости оказывают условия нагружения, т. е. уровень нагрузки, а также частота и форма цикла деформирования. [c.48]

Изотермические нагревы в вакууме для снятия остаточных макронапряжений практически не оказывают влияния на сопротивление усталости исследованных сплавов на малых базах испытаний, начиная с базы 10 млн. циклов и меньше. При такой базе испытаний время нахождения образца в условиях высокой температуры незначительно и составляет при частотах нагружения 1000 и 5000 Гц всего от 17 до 6 мин. Маловероятно, что за такое короткое время может заметно снизиться деформационное упрочнение поверхностного слоя. Однако если учесть высокий уровень циклических напряжений, то можно предположить, что релакса- [c.193]

Учитывая большую трудоемкость и высокую стоимость усталостных испытаний, а также тот факт, что исследуемые стали и сплавы широко используют для изготовления лопаток компрессоров и турбин ГТД, признали целесообразным основные усталостные испытания по изучению эффекта частоты производить на плоских образцах. Это также оправдывалось и тем, что влияние параметров качества поверхностного слоя на характеристики усталости при высокочастотном нагружении изучали такжё на плоских образцах, наиболее удобных для технологических исследований. [c.235]

Ф.П.Янчишин [130, с. 127-135] изучал влияние некоторых рабочих сред на усталость гладких образцов диаметром 10 мм из неупрочненного алюминиевого сплава Д16 при частоте нагружения 50 Гц. Под воздействием 3 %-ного раствора Na I примерно на порядок уменьшилось время до разрушения сплава в области высоких амплитуд напряжений и с 153 до 46 МПа снизился условный предел выносливости по сравнению с испытанием в воздухе. [c.66]

Изменение частоты приложения циклической нагрузки в диапазоне 3—100 Гц практически не влияет на усталость в воздухе гладких образцов из сталей различных классов. В то же время повышение частоты нагружения от 0,003 до 50 Гц увеличивает число циклов до разрушения кадмия и висмута, причем тем больше, чем ниже уровень циклической нагрузки (иногда на два порядка и больше) (Шиба-ров В.В. и др. [184, с. 29—32]), Увеличение частоты нагружения от 50 до 283 Гц резко снижает циклическую долговечность лантана и галлия. Для индия частотный фактор существенно зависит от уровня циклических нагрузок. Сложный характер зависимости частотного фактора авторы объясняют скоростным эффектом, влиянием частоты нагружения на суммарную деформацию и диабантным эффектом. Первый проявляется в значительной степени при низких частотах и несущественно — при высоких. Второй и третий эффекты проявляются в основном при высоких частотах. В зависимости от того, какой эффект вносит больший вклад, сопротивление усталости металлов при повышении частоты нагружения может увеличиваться или уменьшаться. Для алюминиевых сплавов частотный фактор в воздухе также может проявляться с интенсивностью, зависящей от их структурного состояния. [c.116]

Характер влияния частоты нагружения на коррозионную усталость зависит от того, в каких единицах измеряют долговечность. Если измерение проводить во времени, то при высокой частоте нагружения долговечность снижается значительнее. Если выносливость измерять в циклах, то она увеличивается с увеличением частоты. Например, сопротивление коррозионно-усталостному разрушению гладких образцов из алюминиевого сплава В95 с увеличением частоты нагружения от 3,3 до 100 Гц повышается тем значительнее, чем ниже уровень циклических напряжений. При испытании образцов с концентратором напряжений в присутствии коррозионной среды влияние частотного фактора в диапазоне 3,3 — 166 Гц не обнаружено в интервале напряжений 70-180 МПа (Карлашов А.В. и др. [186, с. 67-72]). [c.116]

Имеются данные (Подгорный Ю.И. и др. [172, с, 113]) о влиянии краски на усталость образцов из сталей 10ХС и СтЗ. Окраску осуществляли по двум схемам 1) один слой грунта ВЛ-02, пять слоев краски ЭП-755, 2) шесть слоев краски ЭКЖС-40. Образцы испытывали при пульсирующем цикле растяжения с частотой нагружения 0,05 Гц, При растяжении определяли деформацию образца, при которой наступает потеря защитных свойств покрытия. Установлено, что для образцов стали СтЗ, окрашенных по первой схеме и выдержанных в морской воде в течение 6 мес, критическая деформация составила 1,8-1,9 %. [c.188]

Как И при механической усталости, на додговечност 1 скажутся размеры элв ментов, наличие концентраторов напряжений, асимметрия цикла, частота изме= нения напряжений, качество обработки поверхности, температура, коррозия и прочие технологические факторы. Влияние этих факторов на усталость рассмотрено в специальных работах (например, [36]). [c.47]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...