Сопротивление Влияние масштабного фактора

Сопоставление сопротивления усталости монолитной и многослойной стали. Сравнительная оценка сопротивления усталости монолитной и многослойной стали должна, но-видимому, рассматриваться с позиций проявления влияния масштабного фактора, вызывающего снижение пределов выносливости образцов или элементов конструкций по мере роста их размеров [21. Исследования [2—5], выполненные на гладких цилиндрических образцах, свидетельствуют о том, что масштабный фактор наиболее сильно проявляется при изгибе и кручении. По мере увеличения диаметра образца от 7,5 до 200 мм снижение пределов выносливости [2—5] может достигать 30—50 %. В меньшей степени роль масштабного фактора проявляется при осевом нагружении [2], однако, и в этом случае его влияние может быть существенным. Предположим, что сопротивление усталости тонколистового металла в многослойных конструкциях окажется повышенным в сравнении с монолитным. С целью проверки этого предположения выполнены сравнительные усталостные испытания многослойных и однотипных монолитных образцов (рис. 1), изготовленных из малоуглеродистой стали марки Ст. Зсп. Химический состав и механические свойства исследованной стали удовлетворяли требованиям ГОСТа 380-71. [c.257]

Сравнение влияния масштабного фактора на сопротивление усталости, выявленное на круглых образцах при круговом изгибе и плоских при плоском изгибе, также указывает [c.22]

Масштабный фактор. Результаты экспериментальных исследований показывают, что с увеличением диаметра резьбы сопротивление усталости соединений снижается вследствие вредного влияния масштабного фактора, особенно для деталей с концентрацией напряжений [c.183]

На рис. 6.4 показаны результаты исследования сопротивления усталости соединений с болтами разных диаметров, выполненного А. И. Якушевым [22]. Значительное снижение a n можно объяснить влиянием масштабного фактора и увеличением отношения d/P. [c.183]

Размеры деформируемой заготовки в некоторых случаях суш,ественно влияют на пластичность, сопротивление деформации, качество получаемого полуфабриката при соблюдении геометрического подобия. Рассматривая влияние масштабного фактора (при соблюдении геометрического подобия) применительно к технологии выдавливания, необходимо отметить, что с увеличением диаметра сечения исходной заготовки неравномерность распределения по сечению и число различных видов повреждений структуры увеличиваются, качество поверхности и поверхностного слоя в целом (число и глубина дефектов в виде накладов, волосовин, плен и т. п.) ухудшается. Пластичность металла уменьшается, а возможность появления дефектов на готовой детали (скрытых и визуально просматриваемых) — увеличивается. [c.104]

Для выяснения влияния внешних зон на сопротивление деформации А. И. Целиков и В. В. Смирнов [187] провели специальные опыты. Были подвергнуты сжатию образцы из свинца, стали, алюминия и меди по двум схемам без внешних зон (рис. 39) и с внешними зонами (рис. 47). Влияние внешних зон при прочих равных условиях оценивали коэффициентом п , представляющим отношение удельного давления при осадке с внешними зонами к удельному давлению при осадке без внешних зон. Опыты показали, что Па не зависит от вида деформируемого материала и что нет заметного влияния масштабного фактора и величины деформации (в пределах 20%). Оказалось, [c.128]

Закономерности разрушения стеклопластиков при длительном нагружении исследовались на установках, обеспечивающих автоматическое поддержание заданной нагрузки в процессе испытания. Испытания проводились в образцах разных сечений для проверки влияния масштабного фактора на сопротивление длительным нагрузкам. [c.54]

Влияние масштабного фактора (уменьшения размеров) при микромеханических испытаниях конструкционных сталей, подвергнутых закалке и отпуску, проявляется главным образом в увеличении истинного сопротивления разрушению 5к на 30—50 /о по сравнению с полученным при испытаниях образцов диаметром 5 мм. Для сплавов меди, железа, алюминия расхождение результатов испытаний при растяжении образцов диаметром 0,8—1,2 к Ъ мм незначительно. Можно считать, что вообще масштабный фактор сказывается в увеличении прочности и пластичности. [c.28]

Влияние размеров детали. Размеры детали существенно влияют на предел выносливости детали. Для учета снижения сопротивления усталости при увеличении размеров вводится коэффициент влияния размеров сечения Ез. Это масштабный фактор, он представляет собой отношение предела выносливости детали размером й к пределу выносливости лабораторного образца размером й, .J [c.155]

Влияние абсолютных размеров детали (масштабного фактора). Экспериментально установлено, что с увеличением абсолютных размеров деталей их сопротивление усталости снижается. Это объясняется статистической теорией разрушения, согласно которой при увеличении абсолютных размеров возрастает вероятность попадания дефектных зерен в зону концентрации напряжений. Существуют и технологические причины, способствующие проявлению указанной закономерности. Масштабный эффект зависит главным образом от поперечных размеров деталей и оценивается коэффициентом [c.254]

В. П. Когаев использовал теорию наиболее слабого звена Вей-булла для описания закономерностей влияния концентрации напряжений и масштабного фактора на сопротивление усталости и рассеяние характеристик выносливости. Показано, что функции распределения долговечности и предельных напряжений для образцов разных размеров при переменном изгибе совпадают в случае постоянного отношения диаметра образца к максимальному относительному градиенту напряжений. [c.125]

Еще в работах С. И. Губкина отмечалось снижение величины сопротивления деформации при сжатии с увеличением масштабного фактора, т. е. чем больше размер образца, тем меньше влияние гидростатического давления. [c.49]

Масштабный фактор. Сопротивление образца или изделия разрушению зависит от его размеров. Такое влияние размеров называют масштабным фактором прочности. Изучен он в условиях пластичного характера разрушения гораздо слабее, чем в условиях хрупкого. Коснемся поэтому только последнего. Обнаружено, что сопротивление отрыву с увеличением размеров поперечного сечения стержня значительно уменьшается. Прочность тонких нитей [c.290]

Напомним, что кривые ф (х, R) отражают все особенности сопротивления усталости испытуемых образцов такие, как масштабный фактор, состояние поверхности, воздействие агрессивной среды и при необходимости даже влияние концентрации напряжений. В случае, когда уравнение (3.54) используется для проверки прочности, в качестве исходных данных должны использоваться кривые усталости, отвечающие малым вероятностям разрушения. [c.152]

Более резкое проявление масштабного фактора в сопротивлении усталости разнородных сварных соединений по сравнению с основным металлом, по-видимому, может быть объяснено влиянием остаточных напряжений, возникаюш,их после термообработки в разнородных сварных соединениях. [c.40]

В книге описано современное состояние вопроса о сопротивлении усталости сварных конструкций в машиностроении. Освещены особенности усталостных разрушений сварных конструкций в связи с масштабным фактором, остаточной напряженностью, способом сварки, характером нагружения и конструктивными формами. Приведен экспериментальный материал по усталости стыковых, нахлесточных, тавровых, штуцерных, трубных соединений, несущих элемеитов балочного и рамного типов, а также по влиянию наплавок из аустенитных сталей и цветных металлов на сопротивление усталости крупных стальных валов. Значительная часть книги отображает результаты экспериментальных работ, выполненных под руководством авторов или при их участии. [c.2]

Исследования влияния на сопротивление усталости концентраций напряжений, масштабного фактора, качества поверхности, асимметрии цикла, вида напряженного состояния и других факторов позволили предложить формулы для расчета коэффициентов запаса прочности при переменных нагрузках 153], которые вошли в практику расчета деталей во всех отраслях машиностроения и до настоящего времени используются в нормативных расчетах, основанных на детерминистических представлениях [43, 52]. [c.5]

Существенное влияние на сопротивление усталости оказывает также масштабный фактор, под которым понимают влияние абсолютных размеров поперечного сечения (диаметра вала, высоты и ширины пластины и т. п.). [c.55]

Статистическая теория подобия усталостного разрушения в изложенной далее форме дает описание влияния концентрации напряжений, масштабного фактора, формы поперечного сечения и вида нагружения на характеристики сопротивления усталости, определяемые по условию появления первой макроскопической трещины усталости. Характеристики прочности на стадии развития усталостной трещины и окончательного разрушения описываются методами механики разрушения (см. разд. 2). [c.59]

Рассмотрим теперь экспериментальные данные, характеризующие влияние концентрации напряжений и масштабного фактора на сопротивление усталости, полученные путем испытания большого числа образцов, достаточного для оценки рассеяния пределов выносливости. Одновременно будет проиллюстрирована и методика определения параметров уравнения подобия в форме (3.47) или (3.56). [c.100]

Таким образом, с ростом размеров происходит ослабление суммарного влияния двух указанных факторов на сопротивление усталости, т. е. как бы инверсия масштабного фактора [21, 69]. [c.114]

Когаев В. П. Влияние концентра ции напряжений и, масштабного фактора на сопротивление усталости в статистическом аспекте. — В кн. Вопросы механической усталости. М., Машиностроение . 1964, с. 67-100. [c.312]

Таким образом, мащина ТУРБО-8 позволяет проводить высокочастотные испытания на усталость конструкционных материалов и получать достоверные результаты по влиянию концентраторов, масштабного фактора, способа отбора образцов и других параметров на Сопротивление разрушению при циклических нагрузках. [c.283]

Более точный метод учета одновременного влияния концентрации напряжений, масштабного фактора, формы поперечного сечения и вида нагружения на сопротивление усталости вытекает из статистической теории подобия усталостного разрушения, изложенной ниже. [c.145]

Приведем последнее замечание, иллюстрирующее сложность явления разрушения. Если испытать на растяжение или изгиб цилиндрические образцы из одного и того же хрупкого материала (например, из фарфора), но различных размеров, то, как установлено экспериментаторами, прочность на разрыв оказывается тем меньшей, чем больше размеры образца. Аналогичные наблюдения были проведены при сравнении прочности на разрыв геометрически подобных цилиндрических стержней различных размеров, полученных путем механической обработки из одной и той же выплавки мягкой стали ). Вопрос о том, влияют ли размеры геометрически подобных образцов на их прочность при растяжении или изгибе для материалов, деформирующихся до разрушения лишь упруго, является пока открытым ввиду крайней трудности получения однородных образцов разных размеров (например, из таких материалов, как плавленый фарфор). С той же трудностью приходится сталкиваться и в отношении образцов, вырезанных из мягкой стали илп другого пластичного металла, предварительно подвергнутого холодной или горячей обработке—прокатке или ковке. Постулируя возможность существования масштабного фактора , влияющего на величину временного сопротивления хрупких материалов (как плавленый фарфор), В. Вейбулл ) развил статистическую теорию прочности материалов, которая объясняет понижение прочности крупных образцов по сравнению с мелкими тем, что для крупных образцов существует относительно большая вероятность образования различных трещин и дефектов. К тому же типу явлений следует отнести также и предполагаемое влияние пространственного градиента напряжений на прочность образцов, подвергнутых чистому изгибу или кручению. [c.216]

С целью получения более достоверных экспериментальных данных о влиянии масштабного фактора на сопротивление усталости металлов, необходимых для расчета крупногабаритных деталей, нами разработана уникальная установка УФМИ-200 [82], предназначенная для испытания образцов диаметром до 200—300 мм и общей длиной до 3000 мм (рис. 10). Она работает при мягком виде нагружения, т.е. при постоянной нагрузке. [c.27]

При исследовании влияния масштабного фактора-на сопротивление усталости гладких образцов в условиях коррозии в работе [87 ] было получено снижение пределов коррозионной выносливости на 15—20% при увеличении диаметра образцов с 12 до 60 мм. Однако в работах [21, 31] было получено увеличение предела выносливости в условиях коррозии на 26% при увеличении диаметра образцов с 16 до 40 мм. В других работах получалось как снижение, так и повышение пределов коррозионной выносливости образцов с увеличением размеров. Так, в работе Г. 3. Зайцева и др. [12] для стали 0Х12НДЛ получено более резкое проявление масштабного фактора в условиях коррозии, чем на воз-6 кгс1мм Духе, в то время как для стали [c.123]

Аналогичное сопоставление было сделано для выяснения влияния масштабного фактора на сопротивление ползучести образцов из перлитной стали 15Х1М1Ф (плавка В), испытанных п( 1 температуре 570 С и напряжении 78,5 МПа на воздухе, в теплоизоляции и с металлокерамическим покрытием 1М + 0,ЗС толщиной 100 мкм. Результать сравнения расчетных (для 1/ 0 1.92 10" % м и л = 4,6 10 %/ч) и экспериментальных данных приведены на рис.4.15. При расчете зависимости = f %) по формуле (4.6) толщины с1еЬг18-слоя принимались для образцов с металлокерамическим покрытием (как и для стали Х16Н9М2) — 900 мкм, для образцов, испытанных в теплоизоляции, — 250 мкм и для образцов, испытанных на воздухе 400 мкм. [c.74]

Следует заметить, что при растяжении хрупких материалов существенное значение имеет масштабный фактор временное сопротивление образцов большего размера оказывается меньшим. Если при сжатии и обнаруживается влияние масштабного фактора на величину временного сопротивления, то оно оказывается гораздо меньшим. Поэтому естественно коэффициент запаса прочности на растяжение принимать несколько ббльш им, что еще более увеличит разницу в допускаемых напряжениях. [c.51]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

Величина X = lg -т- 1) в уравнении (2) рассматривается как случайная, имеющая среднее значение, равное (—lg 0), и среднее квадратическое отклонение 8 Пр — квантиль нормального распределения, соответствующий вероятности разрушения Р %). В работах [3—6 и др.] приведены многочисленные экспериментальные данные, подтверждающие применимость уравнения подобия (2) для количественного описания влияния концентрации напряжений, масштабного фактора, формы сечения и вида нагружения на сопротивление усталости образцов и деталей из различных сталей, чугу-пов, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов. Если испытания на усталость проводятся по обычной методике при количестве образцов 8—10 на всю кривую усталости, то отклонение б экспериментальных значений сг 1 от расчетных не превышает 8 % с вероятностью 95 %. При использовании статистических методов экспериментальной оценки пределов выносливости (метода лестницы , пробит -метода или построение полной Р — а — Х-диаграммы при количестве испытуемых образцов от 30 до 100 и более) аналогичное отклонение б не превышает 4 % с вероятностью 95 %. [c.310]

Приведены теоретические сведения о коррозии и коррозионно-усталостном разрушении металлов, дан анализ современных методов и средств изучения коррозионной усталости. Показано влияние на сопротивление коррозионной усталости металлов и сплавов их структуры, агрессивности среды, масштабного фактора, частоты припожения механической нагрузки и других факторов. Описаны закономерности коррозионно-усталостного разрушения сталей, подвергнутых упрочняющим поверхностным обработкам. Рассмотрены вопросы электрохимической защиты металлов от коррозионно-усталостного разрушения. [c.2]

Исследования коррозионной усталости металлов проводят с использованием образцов различных геометрических форм, а во многих случаях— моделей или реальных деталей или узлов машин и i аппаратов. Для получения сравнительной оценки влйяния структуры, химического состава металла, агрессивности среды,окружающей температуры, параметров циклического нагружения и других факторов используют обычно образцы диаметром или толщиной 5—12 мм. Влияние масштабного и геометрического факторов изучают на нестандартных образцах диам- тром или толщиной поперечного сечения от 0,1 до 200 мм и более — гладких цилиндрических, призматических, плоских с различным отношением сечения к длине рабочей части, а также с концентраторами напряжений в виде выточек, отверстий, уступов и пр. Оценку влияния прессовых, шпоночных, резьбовых, сварных, клеевых и тому подобных соединений металлов на их сопротивление усталости проводят на моделях таких соединений уменьшенных размеров, реже — на натурных соединениях (элементы судовых ва-лопроводов, бурильной колонны, сосудов высокого давления, лопатки турбин, колеса насосов и вентиляторов, стальные канаты, цепи, глубиннонасосные штанги и др.). [c.22]

Испытания проводят на машинах, предназначенных для определения сопротивления усталости указанных объектов в воздухе. Машины снабжены специальными устройствами для подвода коррозионной среды и управления ее взаимодействием с деформируемым металлом (изменение концентрации кислорода и температуры, введение ингибиторов или депассиваторов, катодная или анодная поляризация образцов и др.). Поскольку конструкции большинства серийно выпускаемых промышленностью машин, принципы их работы, технические характеристики широко освещены в литературе, мы рассмотрим здесь лишь комплекс оборудования для изучения влияния масштабного, частотного и некоторых других факторов на сопротивление усталости металлов, разработанного в ФМИ им. Г.В.Карпенко АН УССР [79—82] и нашедшего применение во многих лабораториях научно-исследовательских организаций, вузов и промышленных предприятий. Так, для изучения влияния размеров образцов на их сопротивление усталостному разрушению примерно в иден- [c.22]

Данные малоцикловых испытаний натурных сварных соединений и элементов металлоконструкций используются для непосредственной оценки их долговечности, для проверки критериев малоцикловой прочности, а также для назначения запасов прочности. Испытаниям сварных образцов предшествовали исследования малоцикловых свойств листового проката, которые наряду с данными, полученными на лабораторных образцах (см. 3), имеют целью установить характеристики малоцикловой прочности с учетом влияния состояния поверхности и масштабного фактора, которые при испытаниях цилиндрических лабораторных образцов не выявляются. Испытанию подвергались плоские образцы (рис. 9.16), вырезанные поперек направления прокатки и обладающие наименьшим сопротивлением распространению трещины. На рис. 9.17 приведены данные для стали 16Г2АФ, полученные при пульсирующем и симметричном циклах на цилиндрических и плоских образцах. Видно, что влиянием поверхностной окалины и масштабного фактора на малоцикловую прочность в первом приближении можно пренебречь. [c.183]

Были найдены значения р в зависимости от предела прочности стали. Формулы типа (3.9) приводят к ошибкам до 20% в определении Ка, не позволяют описать зависимость Ка от абсолютных размеров поперечного сечения и не отражают статистических закономерностей совместного влияния концентрации напряжений и масштабного фактора на сопротивление усталости. Поэтому формулы типа (3.8), (3.9) могут использоваться лишь для весьма приближенных предварительных оценд . [c.55]

На сопротивление усталости сварного соединения кроме масштабного фактора, концентрации напряжений и состояния поверхности влияют также механические свойства металла шва, юколошовной зоны и основного металла, распределение остаточных напряжений, дефекты сварки (непровары, неметалллические включения, сварочные трещины и т. д.). Эти факторы, в свою очередь, зависят от материала электродов и обмазки, от оборудования и режимов сварки, от квалификации сварщика, от методов контроля готовых сварных соединений и выбраковки дефектных и т. д. Влияние этих факторов на Уа д может быть оценено по результатам усталостных испытаний сварных соеди-гнений. [c.88]

Коэффициенты, входящие в выражение для К, учитывают влияние на сопротивление усталости следующих факторов концентрацию напряжений (Да, масштабный фактор или влияние абсолютных размеров поперечного сечения (Kda, KdxY, качество обработки поверхности Кро, Kfx) эксплуатационные факторы (температуру, коррозию, частоту нагружения, облучение и др.) [c.142]

Для валов с напрессованной деталью, нагруженной изгибающим моментом или радиальной силой, отношение KJKd , характеризующее влияние концентрации напряжений и масштабного фактора при фреттинг-коррозии, определяют с учетом влияния временного сопротивления стали Ot, МПа (коэффициент ), и влияния давления посадки р, МПа (коэффициент ") [c.96]

В 1874 г. В. Л. Кирпичев [15] предложил и доказал теорему о подобии при упругих явлениях , в которой сформулировал закон подобия (впоследствие перенесенный и на деформации в пластической области). Н. Н. Давиденков [13], применяя анализ размерностей, дал подробное исследование закона подобия для статических и динамических испытаний материалов. Однако имеется много случаев, когда закон подобия оказывается несправедливым. Отклонения от подобия при обработке давлением изучались С. И. Губкиным [11], который показал, что с увеличением объема сопротивление деформированию и пластичность уменьшаются, особенно при высоких температурах из-за различных тепловых условий и влияния контактных сил трения. Наибольшие и наиболее частые отклонения от подобия наблюдаются при разрушении. Поскольку эти отклонения связаны с изменением размеров, они часто обозначаются как масштабный фактор. [c.313]

Основное внимание исследователей, изучающих применение масочных методов в вакуумной технологии нанесения пленок [1—3], было обращено на влияние граничных факторов (зазор между подложкой п маской, неровности границ маски и др.). В данной работе рассматриваются закономерности влияния маски на параметры тонких пленок, которые относятся к категории масштабных факторов, определяющих строение пленок. Различие физического состояния узких и широких пленочных резисторов должно приводить к различию их удельного поверхностного сопротивления (/ ). Для выяснения этого обсто-124 [c.124]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...