Напряжения в при переменном нагружении

Особая роль сварных соединений в вопросах прочности конструкций при переменном нагружении привлекла пристальное внимание многих исследователей к свойствам материала соединения, а также к проблеме влияния остаточных сварочных напряжений (ОСН) на развитие трещин усталости [23, 235, 361]. Первоначально делались попытки методами механики разрушения получить интегральные сведения о сопротивлении [c.196]

Согласно измерениям [4—6], эти остаточные напряжения в подповерхностной области являются напряжениями сжатия. Их результирующее действие ведет к наблюдаемо.иу торможению развития трещин. Естественно, их влияние особенно проявляется при переменном нагружении R = —1). [c.207]

Методика испытания металлов на усталостную прочность приведена в ГОСТе 2860—65. В практике применяют машины для испытания на усталость при переменном нагружении на изгиб, кручение, растяжение, сжатие и сложное напряженное состояние. [c.246]

Прочность при переменном нагружении. В работах И. В. Кудрявцева показано, что влияние остаточных напряжений на усталостную прочность деталей может быть определено коэффициентом [c.219]

В начале циклического воздействия в металле протекают одновременно два явления. Под действием знакопеременных на1 рузок происходит своеобразное упрочнение металла за счет пластических деформаций наиболее слабых объемов. Это приводит к повышению предела упругости и, следовательно, к уменьшению прогиба испытуемого образца, что и наблюдается при испытании образцов из меди и никеля. Однако при малых пластических деформациях в условиях переменного нагружения наблюдается также явление Баушингера, связанное с понижением предела упругости. При постоянстве действующего циклического напряжения это приведет к увеличению прогиба, которое и имеет место при записи диаграмм усталости второго типа. [c.38]

При переменном нагружении с симметричным циклом допускаемые напряжения определяются из кривых выносливости в зависимости от числа циклов, возникающих во время работы детали, по соответствующему ограниченному пределу выносливости (а . г. д [c.486]

Практика и результаты исследований показывают, что наиболее слабым местом в соединении при переменном нагружении является резьба в области первого (от опорного торца гайки) витка, где в наибольшей степени концентрируется нагрузка, передаваемая резьбой. Реже соединения разрушаются под головкой болта и по сбегу резьбы. Так как концентрация напряжений в этих зонах в 2. .. 3 раза ниже, чем в зоне первого рабочего витка, поломки вследствие усталости обусловливаются, как правило, дефектами производства или недостаточными радиусами закругления. [c.177]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для угловых швов при сварке углеродистых сталей составляет =2,5...4,5 в зависимости от конструкции сварного соединения и величины остаточных напряжений. Это существенно ограничивает область их применения при переменных нагрузках. При переменном нагружении для снижения величины можно применять швы с соотношением катетов 1 2 или вогнутые (рис. 4.4, г), получаемые после механической обработки. [c.84]

Таким образом, расчет сварных соединений при переменном нагружении проводят в проверочной форме путем определения коэффициентов запаса по текучести 5-г и запаса по амплитудным напряжениям и сравнения полученных значений с допускаемыми [c.95]

В работах [6—7] показано, что зависимости между напряжениями и деформациями при переменном нагружении определяются циклической диаграммой деформирования, параметры которой зависят от числа циклов нагружения. [c.7]

В. Повторно-переменное нагружение с выдержками. Такой вид нагружения весьма характерен для теплонапряженных конструкций. При выдержках вследствие ползучести может изменяться только деформация (чистая ползучесть, J = —dr/de = 0) или только напряжение (чистая релаксация, У = оо), либо одновременно и то и другое. Заметим, что последнее наиболее типично, причем жесткость J в процессе выдержки конструкции с неоднородным напряженным состоянием обычно изменяется. [c.59]

При коррозионно-усталостном нагружении разрушение может произойти при напряжениях, значительно меньших обычного предела усталости (рис. 10.8). При этом кривая коррозионной усталости стремится к оси абсцисс, а величина условного предела усталости приближается к нулевому значению. Объясняется это тем, что даже при минимальных напряжениях или их отсутствии недостаточно защищенный металл разрушится только от коррозии. Прогрессирующий рост трещин усталости обусловлен, с одной стороны, низким значением электродного потенциала в месте концентрации напряжений, а с другой — легким разрушением защитной оксидной пленки в устье трепщны при переменном нагружении. [c.493]

Детали трубопроводов, как правило, работают при переменных напряжениях, многократно изменяющихся в процессе эксплуатации. В связи с этим, если число смен нагружений (число циклов N) с амплитудой напряжений, превышающей на 15% расчетный уровень, удовлетворяет условию N < 1000, то считают, что трубопровод работает в условиях повторно-статических нагрузок, и выполняют статический расчет деталей, определяя их размеры по механическим характеристикам, полученным при статических испытаниях. При числе циклов N> 1000 нагружение считают циклическим и после выбора размеров деталей рассчитывают их циклическую прочность при переменном нагружении с учетом предела выносливости материала. [c.806]

ПРИ одноосном НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ в условиях ПЕРЕМЕННОГО НАГРУЖЕНИЯ-КРИТЕРИИ СУММИРОВАНИЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТЕЙ [c.123]

В Процессе испытания поддерживаются постоянными. Однако в практических приложениях очень часто приходится оценивать прочность конструкций в условиях, когда напряжения и темпе-тура определенным образом меняются во времени (пуски и остановки различных агрегатов, работа на траектории твердотопливного ракетного двигателя и т. д.). Поэтому необходимо установить закономерности длительной прочности при одноосном напряженном состоянии в условиях переменного нагружения. [c.124]

С целью анализа закономерности формирования высокопластичных усталостных бороздок, шаг которых превышает обычно наблюдаемую предельную величину 4,4 мкм, были проведены усталостные испытания образцов с несквозными трещинами при увеличении нагрузок в каждом последующем цикле нагружения. Первоначально выращивали усталостную трещину при напряжении 190 МПа, а далее уровень максимальных напряжений увеличивали в каждом цикле приложения нагрузок двумя способами сохранением неизменной величины минимального напряжения цикла сохранением постоянной амплитуды напряжений. В обоих случаях нагружения долом образца происходил после нескольких десятков циклов его нагружения переменной нагрузкой с повышением ее максимальной величины в каждом последующем цикле. [c.209]

Однако большинство машин работает на переменных режимах с произвольно чередующимися циклами и различным уровнем напряжений в цикл . Такое нагружение можно представить в виде регулярно чередующихся групп циклов -блоков нагружения. Расчеты валов и осей на сопротивление усталости при нерегулярном нагружении основаны на сведении случайного нагружения к блочному путем схематизации случайных процессов по методам полных циклов или дождя и приведении (в соответствии с ГОСТ 25.101-83) амплитуд асимметричных циклов к эквивалентным амплитудам симметричного цикла. Накопление усталостных повреждений при блочном нагружении учитывается путем применения корректированной линейной гипотезы суммирования. При этом расчет валов и осей на сопротивление усталости может быть выполнен по коэффициентам запаса прочности с использованием понятия эквивалентных напряжений [9, 10, 14, 19, 23]. [c.92]

Строго говоря, классические методы расчета теории пластичности, которые применяются в данной работе, не учитывают ряда важных особенностей, свойственных знакопеременной деформации, и дают, по-видимому, лишь оценочный результат. Как показывают эксперименты, у большинства металлов после каждого циклического изменения пластических деформаций наблюдается изменение некоторых упруго-пластических характеристик, изменяется зависимость между напряжением и деформацией. Чтобы учесть эту особенность при решении ряда технологических задач обработки металлов давлением, необходим соответствующий аппарат. Вероятно, он может быть создан путем обобщения результатов, опубликованных в книге (В. В. М о с к в и т и н. Пластичность при переменных нагружениях. Изд-во Московского университета, 1965). [c.56]

В месте концентрации напряжений на первом этапе происходит резкая пластическая деформация наиболее слабых зерен, что характеризуется накоплением остаточных деформаций (и остаточных напряжений, особенно резко возрастающих при переменности нагружения). В зернах металла происходят сдвиги, нарастающие по мере увеличения повторения нагрузки. Первый этап характерен так называемым упрочнением металла, уменьшением его пластических свойств (поворот плоскостей скольжения в невыгодное положение для пластической деформации, наклеп при повторной нагрузке каждого кристалла). [c.264]

Теоремы о переменном нагружении позволяют определить компоненты напряжений и деформаций при переменных нагружениях, если известно решение соответствующей задачи при первом нагружении тела, находящегося в естественном ненапряженном состоянии [122]. [c.274]

Площадки касания на поверхностях трения располагаются неравномерно, и металл на этих площадках подвергается различной степени деформации. Вследствие этого металл в микрообъемах упрочняется или разупрочняется неодинаково. Первоначальное появление незначительных линий сдвигов в гребешках при изменении нагружения постепенно приводит к их увеличению и образованию разрывов, трещин. При образовании трещин расклинивающее действие адсорбированных веществ при перемене нагружения способствует дальнейшему их расширению и уменьшению сопротивления металла деформированию. Переход от схватывания пленок к схватыванию поверхностей, сопровождающемуся глубинным вырыванием, зависит от прочности пленок и основного материала, а также от напряженного состояния. [c.9]

В качестве предельного напряжения при статических нагрузках для пластичных материалов принимают предел текучести (или условный предел текучести 0 2 для пластичных материалов, диаграммы растяжения которых не имеют площадки текучести) для хрупки — предел прочности при переменных нагружениях — предел выносливости. [c.19]

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

Детали, подвергающиеся длительной повторно-переменной нагрузке, разрушаются при напряжениях значительно меньших предела прочности материала при статическом нагружении. Это имеет большое значение для современных многооборотных машин, детали которых работают в условиях циклических нагрузок при общем числе циклов, достигающем за весь период службы машины многих миллионов. Как показывает статистика, около 80% поломок и аварий, происходящих при эксплуатации машин, вызвано усталостными явлениями.-Поэтому проблема усталостной прочности является ключевой для повышения надежности и долговечности машин. - [c.275]

Испытания на усталость по Велеру и на повреждаемость по Френчу проводят при стабильных по времени и непрерывно действующих циклических нагрузках. Этот вид нагружения свойствен лишь некоторым машинам, работающим непрерывно и на постоянном режиме (стационарные силовые двигатели, электрогенераторы, мащины, встроенные в автоматические линии непрерывного действия). Большинство же машин работает на переменных режимах с правильно или неправильно чередующимися цикла.ми и различным уровнем напряжений в циклах (транспортные, строительные и т. д.). [c.306]

В уточненных расчетах передач, рабо тающих с большим общим числом циклов, учитывают слабый наклон правой ветви кривой усталости Велера. Расчет при переменном режиме нагружения усложняется дополнительным учетом повреждающих напряжений в зоне правой ветви кривой усталости. [c.191]

Для определения склонности к коррозионному растрескиванию алюминиевых сплавов проводят ускоренные испытания напряженных образцов при переменном нагружении в 3%-ный раствор МаС1, в камере с разбрызгиванием того же раствора, а также при полном погружении в 3%-ный раствор МаС с добавкой 0,1% перекиси водорода [8], Испытание напряженных образцов из [c.156]

Старение деталей машин, их несущая способность и прочность при переменной нагруженности зависят от концентрации напряжений, абсолютных размеров, свойств материалов и качества поверхностного слоя деталей, окружающей среды п других факторов. Металлографические, рентгеновские и исследования, выполненные с помощью электронных микроскопов, позволили открыть ряд новых явлений, сопровождающих повторную деформацию и последующее (часто внезонное) разрушение материалов под действием повторных нагрузок. Это явление называется пределом выносливости металлов. Субми-кроскопические трещины усталости образуются на ранней стадии деформирования, после числа циклов, составляющего 10—20% общей долговечности. Видимая трещина образуется незадолго до окончательного разрушения детали. С помощью методов дефектоскопии в ряде случаев можно контролировать величину и скорость распространения трещин в деталях машин и определять пределы безотказной работы при медленно развивающихся трещинах усталости. [c.223]

Злочевский А. Б., Шаршуков Г. К. и др. Кинетика напряженно-деформированного состояния при переменном нагружении и малоцикловое усталостное разрушение емкостных конструкций.— В кн. Малоцикловая усталость элементов конструкций. Паланга, 1979, вып. 2, с. 42—52. [c.150]

В соответствии с др. теориями, физич. природа процесса усталости отлична от природы статич. наклепа. Образование микроскопич. трещин при циклич. нагрузках рассматривается в этом случае как процесс постепенного ослабления межатомных связей и развития необратимых повреждений в определенных участках структуры (напр., на границах мозаичных блоков). Модель неоднородного упруго-пластич. деформирования конгломерата случайно ориентированных кристаллов послужила основой для теорий усталостного процесса как в детерминированной, так и в вероятностной трактовке. При напряжениях, не превосходящих предела текучести металла, усталостные процессы связаны лишь с явлениями местной пластич. деформации, не проявляющейся макроскопически, и рассматриваются как квази-упругие. Числа циклов, необходимые для усталостного разрушения при таких уровнях напряженности, измеряются сотнями тыс. и млн. При напряжениях, превосходящих предел текучести, явления усталости сопровождаются макросконическими пластич. деформациями и рассматриваются как упруго-пластические. Число циклов, необходимое для разрушения в этой области, измеряется сотнями и тысячами. В зависимости от условий протекания процесс У. может также сопровождаться фазовыми превращениями в металлах. Так, при новы-шенных темп-рах происходит выделение и перераспределение упрочняющих фаз при переменном нагружении, что иногда приводит к ускоренному ослаблению границ зерен, и при длительной работе трещины усталостного разрушения возникают в этом случае на границах зерен. Физико-химич. превращения в структуре наблюдались также и при комнатной темп-ре при циклич. напряжениях выше предела У. Стадия усталостного разрушения, связанная с развитием трещины, возникает на разных этапах действия переменных напряжений. При большой структурной неоднородности, свойственной, например, чугунам, в местах включений графита система микротрещин возникает задолго до развития магистральной трещины, приводящей к окончательному усталостному разрушению. Для структурно более- однородных металлов, напр, конструкционных сталей, образованию отдельных микро-, а потом макротрещин предшествуют длительно накапливающиеся изменения, и трещины возникают на относительно поздних стадиях, развиваясь с нарастающей скоростью. [c.383]

Пластическая деформация кристаллических тел осуществляется за счет движения дислокаций в определенных кристаллографических плоскостях и направлениях. При разгрузке и перемене знака нагружения происходит возвратное движение дислокаций, они начинают двигаться к источнику и аннигилировать, вызывая тем самым обратное течение при разгружении и появление петли гистерезиса. С обратным движением дислокаций связан также эффект Баушингерв 19]. Расхождение прямолинейных зависимостей знакопеременного и однократного нагружения, представленных на диаграммах бУ (см. рис. 10, кривые 1 и 4), обусловлено снижением-напряжения течения при перемене знака деформации. Изменение эффективных пределов упругости и углов наклона диаграмм 5—бу связано с эффектом Баушин-гера, величина которого зависит от амплитуды деформации. [c.19]

При однократном нагружении, то число циклов JV, = = 0,5. Если Оу < Ззр, то число циклов N2 > 0,5. Замечаем, что график пределов прочности при переменном нагружении в зависимости от числа циклов (кривая Вёлера) имеет горизонтальную асимптоту с ординатой 0 . При напряжении з образец способен воспринять без излома любое число циклов перемены нагрузки. То максимальное напряжение, которое материал выдерживает без усталостного разрушения при любом числе перемен усилий, называется пределом выносливости (или пределом усталости). Предел выносливости характеризует способность материала сопротивляться длительному [c.265]

При циклических нагружениях упругопластических тел, в частности, вследствие изменения механических характеристик материала происходит перераспределение напряжений и деформаций. Различные гипотезы, позволяюгцие построить зависимости между напряжениями и деформациями при переменных нагружениях упругопластических материалов, предлагались [c.188]

Для расчета элементов конструкций, работающих в упругопластической области при переменных нагружениях и температуре, применяются законы и уравнения циклической пластичности, изложенные в монографиях В. В. Москвитина, Ю. Н,Шевченко, Г. С. Писаренко, Н. С. Можаровского, Е. А. Антипова, С. В. Се-ренсена, Р. М. Шнейдеров и ча, А. П. Гусенкова и др. Уравнения получены в предположении, что при данных нагрузке и температуре напряженное и деформированное состояния твердого тела не претерпевают изменений с течением времени. В действительности напряжения и деформации деформируемого тела при данных нагрузке и температуре с течением времени изменяются. Задачи с такими условиями решаются при помощи теории ползучести. Основные законы и уравнения, описывающие явления ползучести материала твердого деформируемого тела, приведены в монографиях и учебниках Ю. Н. Работнова, С. Т. Милейко, Н. X. Арутюняна, И. И. Гольденблатта, Н. Н, Малинина, И. А. Одинга и др. [c.11]

Данная методика определения приспосабливающих нагрузок применима для циклически упрочняющихся материалов. Для циклически неупрочняющихся материалов при определении предельного состояния необходимо использовать не теорию приспосабливающих нагрузок, а критерии допустимых деформаций или перемещений [122]. В том случае, когда при переменном нагружении с заданной амплитудой напряжений упругопластические свойств материалов таковы, что с увеличением числа циклов происходит увеличение пластических деформаций, а при заданной амплитуде деформаций наблюдается уменьшение соответствующих напряжений, главным фактором является не циклическое изменение пластиче ских деформаций, а их рост от цикла к циклу. [c.317]

Нагружение при хрупком состоянии металла и заметном влиянии концешрации напряжений. Оно может бьггь статическим, ударным или в виде отдельных пиковых нагрузок при переменном нагружении, [c.255]

Остаточные напряжения первого рода представляют собой систему сил, взаимно уравновешенных. Этим, по-видимому, определяется особенность их влияния на прочность. Первоначально высказывался тезис об отсутствии какого-либо влияния остаточных напряжений на прочность и несущую способность сварных конструкций при действии статических нагрузок в случае пластического состояния материала, но с оговоркой, что они могут оказывать некоторое влияние на щючность при переменных нагружениях и ударе [217, 243 . [c.318]

Исследования в области механики разрушения твфдого тела при переменных нагружениях позволили установить важные закономерности. Было показано [257], что скорость распространения усталостной трещины при растяжении является функцией размаха коэффициеггга интенсивности напряжений ДК и максимального значения В [c.356]

Закономерности разрушения материала при длительном нагружении достаточно хорошо могут быть описаны с помощью разработанной физико-механической модели межзеренного разрушения, которая базируется на математическом описании процессов зарождения и роста пор, обусловленного как пластическим деформированием, так и диффузией вакансий, а также на введенном в гл. 2 при анализе внутризеренного вязкого разрушения понятии — потере микропластической устойчивости. Модель позволяет прогнозировать долговечность при статическом и циклическом длительном нагружениях элементов конструкций в условиях объемного напряженного состояния и переменной скорости деформирования. В частности, с помощью указанной модели могут быть описаны процессы залечивания межзе-ренных повреждений при сжатии и рассчитана долговечность в условиях циклического нагружения при различной скорости деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. [c.186]

Второе издание учебного пособия кореннь1к р м переработано и дополнено примерами расчета деталей маИШГ при переменных режимах нагружения. В книгу включены главы Основы выбора допускаемых напряжений и коэффициентов безопасности и Пружины . [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...