Кручение остаточные напряжения

Деформирование создает в поверхностных слоях остаточные напряжения, противоположные по знаку рабочим напряжениям. Это явление, используемое в процессе заневоливания пружин, можно применить для упрочнения других деталей, например валов, работающих на кручение, круговой или плоский изгиб. [c.313]

Номинальные напряжения Юя, МН/м (кгс/мм2),— напряжения, вычисленные по формулам сопротивления материалов без учета концентрации напряжений, остаточных напряжений и перераспределения напряжений в процессе деформирования (при изгибе ю=Ми1 ос, при кручении x=M /Wji, при растяжении-сжатии. io =P// ). [c.10]

Сопоставление влияния ППД на усталость при кручении и изгибе показало, что и для гладких, и для надрезанных образцов упрочнение менее эффективно при кручении, чем при изгибе. Полученную закономерность можно объяснить меньшей эффективностью остаточных напряжений сжатия при кручении. [c.156]

Существует мнение, что на усталостную прочность оказывает влияние весь комплекс параметров качества поверхности и, в первую очередь, шероховатость, наклеп и остаточные напряжения, причем в зависимости от свойств материала и условий эксплуатации влияние каждого из них различно. При этом доминирующее значение может иметь какой-либо один из параметров качества поверхности. Поэтому для практики машиностроения важно знать закономерности комплексного и раздельного влияния параметров качества поверхностного слоя на характеристики усталости конструкционных материалов в эксплуатационных условиях циклического нагружения материала (изгиб, кручение, растяжение и сжатие, широкий интервал частот нагружения при комнатной и высокой температуре, в воздушной и коррозионной средах). [c.165]

Операции, связанные с гибом, прокаткой, кручением, могут приводить к возникновению остаточных поверхностных напряжений. Если последние ориентированы неблагоприятно по отношению к структуре, то могут возникнуть проблемы, связанные с КР. Выполнять эти операции на чувствительном к КР материале необходимо, когда он находится в свежезакаленном или по возможности в нагретом состоянии. Горячая обработка некоторых сплавов серии 5000 рекомендуется для уменьшения влияния холодной обработки и для снижения остаточных напряжений. [c.301]

Прочность деталей машин, работающих при большом числе перемен нагрузок, в значительной степени зависит от состояния поверхностных слоев. Усталостная трещина возникает на поверхности детали, где действуют наибольшие напряжения при изгибе, кручении. Дефекты поверхности в виде рисок от прохождения режущей кромки при обработке, неравномерности структуры, остаточных напряжений и неравномерности физико-меха-нических свойств подповерхностного слоя способствуют возникновению очагов концентрации напряжений, что приводит при некоторых методах обработки к резкому снижению предела выносливости (рис. 133). На рис. 133 по оси ординат отложены значения коэффициента р, характеризующего влияние метода обработки (качества поверхности) на предел выносливости в зависимости от предела прочности [c.402]

Аналогичные результаты были получены и в других работах. Например для изучения устойчивости остаточных напряжений при циклической нагрузке был использован косвенный метод наблюдения за деформацией гладкого цилиндрического образца с остаточными напряжениями при нагружении его знакопеременным изгибом или кручением. Если цилиндрический образец имеет в поверхностном слое сжимающие, а в сердцевине растягивающие остаточные напряжения, то релаксация первых должна вызвать укорочение, а релаксация вторых — удлинение образца. В приведенной работе наблюдение за изменениями размеров образцов при тренировке производилось путем измерения расстояния между отпечатками алмазной пира,миды, нанесенными на обеих головках образца. Проведенные эксперименты позволили автору сделать следующие выводы. [c.224]

Устранение остаточных напряжений практически начинается лишь при напряжениях, превышающих 0,7 предела выносливости гладкого образца. Преобладающая же часть остаточных напряжений снимается при еще более высоких напряжениях изгиба и кручения, равных 0,9 предела выносливости и выше. Полное устранение остаточных напряжений происходит при напряжениях выше предела выносливости. [c.224]

При надлежащем режиме высокочастотной поверхностной закалки можно создать благоприятное распределение остаточных напряжений, т. е. напряжения сжатия на поверхности изделий, что значительно повышает их предел выносливости при изгибе и кручении. [c.259]

Для первой группы методов могут использоваться обычные испытания на релаксацию при изгибе кольцевых образцов, а также кручении и растяжении сплошных цилиндрических образцов. В. А Винокуровым [12 ] проведен анализ возможности распространения результатов подобных испытаний в условиях одноосного напряженного состояния на реальные изделия с плоским и объемным полем остаточных напряжений. [c.118]

Вид напряженного состояния при разрушении устанавливают путем сопоставления траекторий изучаемых трещин с приведенными в табл. 5. Например, разрушение от изгиба легко установить по наличию ступеньки (см. рис. 56), сходство трещин с винтовыми линиями указывает на кручение, а беспорядочное искривление траекторий изучаемых трещин, образование сетки говорит о разрушении от термических нагрузок, внутреннего давления (см. рис. 68, 69) или от остаточных напряжений. [c.138]

Найти остаточные напряжения после упруго-пластического кручения круглого сплошного стержня (рис. 91). [c.208]

Рис. 91. Остаточные напряжения [ОС после упруго-пластического кручения круглого сплошного стержня (к задаче IX.2)

Предел текучести при кручении — касательное напряжение, вычисленное по формуле для упругого кручения, при котором образец получает остаточный сдвиг, равный 0,3 % т о,з МПа (кгс/мм ) [c.49]

Влияние этих факторов особенно значительно для деталей машин, работающих на изгиб, кручение, т.е. когда напряжения максимальны на поверхности (валы, оси, зубчатые колеса и др.). Упрочненный поверхностный слой в виде жесткой оболочки затрудняет выход дислокаций на поверхность и тем самым препятствует развитию на ней повреждений и образованию трещин усталости. Этому же способствуют и остаточные напряжения сжатия. Суммируясь с напряжениями от внешней нагрузки, они уменьшают на поверхности неблагоприятные напряжения растяжения. [c.278]

Существует представление о том, что влияние остаточных напряжений на выносливость стали больше при изгибе и растяжении — сжатии и меньше при кручении. [c.136]

Наконец, важно знать распределение напряжений и деформаций в теле с неоднородным напряженным состоянием, когда монотонное возрастание всех нагрузок сменяется их убыванием, когда происходит разгрузка. Надо знать и те остаточные напряжения и деформации, которые сохраняются в теле при снятии внешних нагрузок. При разгрузке могут возникнуть напряжения противоположного знака, притом столь значительные, что возникнут так называемые вторичные пластические деформации. Если исключить эти случаи, то для вычисления напряжений и деформаций при разгрузке в теореме о разгрузке ) дан простой и универсальный способ, который был продемонстрирован на случае стержневых систем и на случае кручения круглого стержня. Для рассматриваемого момента разгрузки вычисляем разности между наибольшими значениями внешних сил, которые были достигнуты к моменту начала разгрузки, и значениями этих внешних сил в [c.175]

Рис. 38. Остаточные напряжения, обусловленные пластическим кручением.

Остаточные напряжения, получающиеся при крученая вала круглого сечения. [c.287]

ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ КРУЧЕНИИ ВАЛА КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ 291 [c.291]

Кольцевые канавки, которые можно проточить на валу на токарном станке, также уничтожат упругую остаточную деформацию, а следовательно, и соответствующие остаточные напряжения, по крайней мере, вблизи выточки. Если выточка доходит до той внутренней части вала, в пределах которой напряжения не доходили до предела упругости, то прилегающие части вала будут вести себя так, как будто здесь был свободный конец вала. Поэтому при проточке кольцевых канавок должно произойти раскручивание вала, которое уничтожит, согласно сделанным выше замечаниям, соответствующую часть погонного угла закручивания цельного вала, который остается после кручения. [c.294]

Остаточная деформация 17 Остаточные напряжения при кручении 117 [c.661]

Для оценки влияния остаточных напряжений на характеристики материала при неравномерном напряженном состоянии (изгиб, кручение, растяжение образцов с надрезом и т. д.) рассмотрим напряжения во вращающемся диске (рис. 8.18). Пусть остаточные напряжения распределяются, как показано на рис. 8.18, а. В этом случае угловая скорость, при которой на наружной поверхности начнется пластическая деформация (рис. 8.18,6 и д). будет больше, чем в случае распределения остаточных напряжений по схеме (рис. 8.18, г). Величина предельной угловой скорости для пластичного материала зависит только от свойств материала и не зависит от первоначальной эпюры остаточных напряжений. Характер эпюры остаточных напряжений, образовавшихся в результате неравномерной пластической деформации диска при вращении, не зависит практически от исходной эпюры (рис. 8.18, в и е). [c.295]

Степень влияния остаточных напряжений зависит от способа нагружения. Если при изгибе основную роль в повышении усталостной прочности надрезанных образцов играют остаточные напряжения, то при кручении основная роль принадлежит упрочнению материала. [c.297]

Для точного измерения малых деформаций можно применять зеркальный тензометр и тензодатчики. При этом определяют модуль сдвига и касательные пределы текучести, упругости и пропорциональности. Так же, как и при изгибе, следует различать два условных предела текучести при кручении реальный, основанный на вычислении истинных напряжений, и номинальный с вычислением напряжений по обычным формулам сопротивления материалов [19]. В обоих случаях допуск (исходя из удлинения 0,2% при растяжении) следует выбирать по 1П теории прочности g = 1,5е = 0,3%. Так же, как и при изгибе, номинальный предел текучести выше, чем реальный, вследствие появления остаточных напряжений обратного знака. Как показала С. И. Ратнер, превышение номинального предела над реальным для разных материалов составляет 20—30%. [c.49]

От остаточной напряженности поверхностных зон, которая может быть создана различными способами закалкой, поверхностным наклепом, азотированием, цементацией и т. д. Благоприятное влияние цементации, азотирования, цианирования и поверхностного наклепа на усталостную прочность определяется одновременным повышением сопротивления деформации поверхностного слоя и созданием в нем остаточных сжимающих напряжений (см. гл. 8). Большее влияние поверхности по сравнению с внутренними зонами вызвано и большей механической напряженностью (строго осевое растяжение в условиях эксплуатации и обработки встречается очень редко и почти всегда сопровождается изгибом, а иногда еще кручением), и большей дефектностью поверхности, воспринимающей физикохимические и эрозионные повреждения. [c.188]

Таким образом, в теле остаются внутренние остаточные напряжения I рода. Так, например, после упругопластического изгиба пластически растянутые волокна после разгрузки остаются сжатыми в продольном направлении. Сходные явления можно наблюдать при упругопластическом кручении внутренняя поверхность толстостенных труб после упругопластического нагружения внутренним давлением остается сжатой в кольцевом направлении и т. д. Следует, конечно, различать конструкционную прочность, характеризуемую нагрузкой, выдерживаемой деталью до появления разрушения, и прочность, характеризуемую нагрузкой, выдерживаемой до появления недопустимой пластической деформации. [c.262]

Большинство деталей машин (оси, валы и др.) работает на изгиб и кручение, при которых максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях, где сосредоточены концентраторы напряжений. При знакопеременной нагрузке треш,йны усталости, как правило, возникают на поверхности под влиянием растягиваю-ш,их- напряжений. Прн образовании на поверхности остаточных напряжений сжатия они уменьшают растягивающие напряжения от внешней нагрузки и повышают предел выносливости начало разрушения в этом случае переносится с поверхности под упрочненный слой. [c.241]

Эффективен наклеп в напряженном состоянии, представляющий собой сочетание упрочнения перегрузкой с наклепом. При этом способе деталь нагружают нагрз зкой того же направления, что н рабочая, вызывая в материале упругие пли упруго-пластические деформации. Поверхностные,слои металла, подвергающиеся действию наиболее высоких напряжений растяжения (случай изгиба) или сдвига (случай кручения), подвергают наклепу (например, дробеструйной обработкой). После снятия нагрузки в поверхностном слое возникают остаточные напряжения сжатия, гораздо более высокие, чем при действии только перенапряжения или только наклепа. [c.320]

Предел усталости при кручении сварных соединений на 12% ниже предела усталости основного металла. Таким образом, остаточные напряжения, возникшие вследствие термического цикла сварки трением, меньше влияют на усталостную прочность сварных соединений при кручении, чем при изгибе. Эти результаты согласуются с даиными исследований И. В. Кудря/вцева. Для определения заоисимости усталостной прочности сварных соединений от масштабного фактора образцы 0 12, 20, 30, 40 мм из стали 45 были подвергнуты ускоренным усталостным испытаниям. [c.188]

Аналогичный метод для определения остаточных напряжений можно применить и в случае кручения круговых цилиндрических валов. Если предположить, что при кручении вала за пределом текучести радиусы поперечных сечений остаются прямыми, то сдвиг будет пропорционален радиальному расстоянию, и закон распределения напряжений по радиусу при сдвиге изобразится кривой линией Отп (рис. 38). Если же допустить, что при разгрузке материал вала будет следовать закону Гука, то напряжения, представленные прямой линией Os должны быть вычтены из напряжений, представленных кривой линией Отп. Остаточные напряжения, вызванные пластической деформацией материала, показаны штриховкой. Величины этих напряжений найдем из того условия, что моменты кручения, соответствующие закону распределения напряжений Отпр, равны моментам, соответствующим линейному закону распределения напряжения Osp. Пластическую деформацию при кручении стержней некруглого поперечного сечения исследовали А. Надан ) и Э. Треффтц 2). [c.633]

Несущая способность образца, под которой подразумевается нагрузка, в данном случае изгибающий момент Мд, при заданной остаточной деформации б может быть подсчитана но формуле (11.24) с использованием полученного выраячения (V.3) для номинальных напряжений. Аналогичный расчет несущей способности может быть сделан и для других случаев неоднородного напряженного состояния (кручение, концентрация напряжений и т. п.). Так же может быть подсчитана несущая способность и для случаев циклического нагружения. Для таких расчетов необходимо знать связь между напряжениями и деформациями но высоте рас- сматриваемого сечения образца. [c.241]

Влияние качества обработки поверхности. Неровности, получающиеся после механической обработки поверхности, являются источниками кон-иентрации напряжений, существенно снижающей сопротивление усталости. В результате обработки резанием на поверхности образуется наклеп и возникают остаточные напряжения, значение и знак которых зависят от свойств металла и режимов резания. Наклеп поверхности и остаточные напряжения сжатия повышают сопротивление усталости, а остаточные растягивающие напряжения существенно снижают предел выносливости. В результате суммарного влияния этих факторов происходит снижение пределов выносливости с ухудшением качества обработки поверхности, тем более сильно выраженное, чем выше предел прочности стали. Снижение пределов выносливости оценивают ко-аффициентами влияния качества обработки поверхности на величину пределов выносливости Kfo Kfx при изгибе и кручении соответственно. Указанные коэффициенты зависят от предела прочности стали и локазателя шероховатости Rz (рис. 7) [c.147]

Наиболее опасными местами в телах постоянной прочности являются зоны наибольщих напряжений. В телах переменного сопротивления зоны наибольшей напряженности не обязательно являются наиболее опасными, так как нарушения прочности в общем случае может происходить не в зонах наибольщих напряжений и не обязательно в зонах наименьшего сопротивления, например, подкорковое разрушение при изгибе и кручении азотированных, а иногда и цементованных деталей. Появление подкоркового разрушения от наложения остаточных напряжений может быть приписано изменению распределения напряжений. [c.349]

Многие детали машин (оси, валы и т. д.) работают на изгиб и кручение, при которых максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях, где сосредоточены концентраторы напряжений. При знакопеременной нагрузке трещина усталости, как правило, образуется на поверхности под Влиянием растягивающих напряжений. Прп аличпи па поверхностн остаточных напряжений сжатия растягиваюиц1е напряженпя от внешней нагрузки уменьшаются и стя повышается начало разрушения в этом случае происходит не на поверхности, а под упрочненным слоем. [c.103]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...