Выточки — Влияние на концентрацию напряжений

Выточки — Влияние на концентрацию напряжений 313 [c.776]

В основании выточки как вдоль поверхности выточки, так и внутри и вне ее имеет место быстрое затухание напряжений. Поэтому приведенные выше формулы Нейбера можно использовать в качестве приближенных и для выточки в виде гиперболоида вращения в цилиндре конечного радиуса. Существенное влияние на концентрацию напряжений оказывает так называемая заостренность выточки а/р. [c.295]

Для иллюстрации влияния формы выточки на концентрацию напряжений рассмотрим случай паза (шпоночной канавки) с резко очерченными углами (рис. 228). Опыты, проведенные с полым валом наружного диаметра d = 254 мм и внутреннего 4 = 147 мм, с глубиной паза h = 25,4 мм и шириной Ь = 63,5 мм при различных радиусах р выкружки в углах, показали, что наибольшие напряжения в закругленных углах равны наибольшим напряжениям в таком же валу без паза, умноженным на коэффициент концентрации а , значения которого приведены в табл. 15. [c.237]

Данная теоретическая модель позволяет объяснить все указанные выше особенности хрупкого разрушения металлов под действием расплавов ). Остановимся лишь на влиянии выточек и трещин (опыты 1 и 2). Так как ртутная амальгама наносилась широкой полосой, то напряжение а/ в адсорбционном слое мало отличалось от соответствующего напряжения в отсутствие выточки поэтому при одной и той же скорости нагружения разрыв адсорбционного слоя происходил при одинаковом уровне внешних нагрузок. При малых размерах площадки контакта влияние локальной концентрации напряжений должно сказываться, однако в этом случае следует ожидать большого статистического разброса данных. [c.398]

Чтобы уменьшить влияние концентрации напряжений на прочность элементов конструкций, следует по возможности избегать глубоких выточек, выкружек, резких переходов сечений и т. п. Необходимо также стремиться к тщательной обработке поверхно- [c.216]

На рис. 15.3, а, показано распределение напряжения при наличии концентратора (выточки) в случае растяжения. Влияние концентрации напряжений на прочность деталей оценивается эффективным коэффициентом концентрации напряжений Ка, который обычно меньше теоретического Ка<. < ад) [c.154]

Двусторонняя внешняя выточка (рис. 265). С увеличением глубины двусторонней симметричной выточки коэффициент концентрации приближается к своему предельному значению. При этом в силу так называемого закона затухания, согласно которому чем больше максимальное напряжение в месте концентрации, тем резче затухание напряжений при удалении от наиболее напряженной зоны, существенное влияние на коэффициент концентрации оказывает только кривизна у дна выточки. Форма выточки в остальной ее части мало влияет на коэффициент концентрации. Учитывая последнее и принимая, что выточка имеет форму гиперболы, формулу для определения максимальных напряжений, выведенную методами теории упругости для случая чистого изгиба (рис. 266), можно представить [c.285]

Форма и соотношение плош,адей, занятых усталостной трещиной и окончательным изломом, зависят от формы сечения элемента, способа его циклического нагружения, наличия концентрации напряжений, а также от влияния среды. На рис. 6.4 представлены схемы типов усталостных изломов для элемента круглого сечения (вал, ось) при знакопеременном изгибе в одной плоскости (а — более высокие циклические напряжения, близкий к симметричному двусторонний рост трещины усталости б — более низкие напряжения, запаздывание возникновения встречной трещины от точки Лг, асимметричное расположение и форма заштрихованного окончательного излома). Типы изломов виг свойственны вращающемуся круглому элементу при изгибе в одной плоскости (в — более высокие напряжения, большая доля сечения занята окончательным изломом, г — более низкие напряжения, большая часть излома занята усталостной трещиной, начавшейся в точке А). Типы изломов дне соответствуют предыдущему случаю нагружения, но при наличии концентрации напряжений в круглом эл-ементе, например, от галтели или выточки (д — более высокие напряжения, трещина развивается от точки А с повышенной скоростью на флангах, у зоны концентрации напряжений ее фронт изгибается, появляются встречные трещины, образуя эллиптическое очертание окончательного излома, е— более низкие напряжения, та же тенденция искривления [c.113]

В случае мелкой выточки (t Ь) коэффициент концентрации обозначается символом на его величину оказывают заметное влияние параметры t (глубина выточки) и р (радиус кривизны), или их отношение t/p. При этом поле напряжений в ослабленном поперечном сечении заметно искажается (существенно отличается от однородного) лишь вблизи выточки. [c.100]

Сопротивление детали паровой турбины малоцикловой термической усталости в значительной мере зависит от наличия концентраторов. Для области действия термической усталости следует говорить не о концентрации напряжений, а о концентрации деформаций. К концентраторам следует отнести не только неравномерности поверхности детали (надрезы, выточки, острые кромки, отверстия), но также неоднородность структуры и механических свойств (анизотропия), вызываемые несовершенной термической обработкой, наклепом и т. д. Ускорение образования трещин термической усталости при наличии концентраторов подтверждается многочисленными экспериментами. Так, например, мелкие неровности на поверхности деталей оказывают существенное влияние на появление трещин. При грубой шлифовке, когда высота неровностей доходит до 2,5 мкм, число циклов, вызывающее трещины, оказывается втрое меньшим, чем при более чистой обработке, когда высота неровностей равна 0,25 мкм. Большое значение имеет не только чистота поверхности, но и ориентация неровностей (рисок) относительно направления термических напряжений. [c.23]

Для образцов с кольцевыми выточками влияние изменения угла раскрытия в диапазоне от 20 до ЮО было исследовано Ганном (см. табл. 6.6). В этом диапазоне угла предел выносливости изменяется слабо, хотя для угла раскрытия 100° отмечено незначительное увеличение предела выносливости. При получении расчетных значений предела выносливости, приведенных в таблице, не учитывалось влияние величины угла раскрытия на коэффициент концентрации напряжений, но эти результаты подтверждают, что нет необходимости учитывать угол раскрытия, если он меньше 90°, [c.174]

Даже (внутренняя выточка иногда нарушает правильное функционирование детали. В этом случае можно предложить уменьшающий напряжение желобок близ критической канавки для того, чтобы отодвинуть линии напряжений. Пример иллюстрируется на рис. 10.13, где уменьшается влияние концентрации напряжений, вызванное коррозией трения и концентрированной нагрузкой около края внешних накладок болтового соединения. Кроме того, можно рекомендовать разумное размещение облегчающих отверстий для того, чтобы основное напряжение направить в нужном направлении. [c.431]

Рис. 42. Влияние угла выточки на коэффициент концентрации напряжений при изгибе пластинки с односторонней выточкой штриховая линия выточка

О влиянии циклических пластических деформаций на эффективный коэффициент концентрации напряжений можно судить по данным табл. 33, в которой приведены значения эффективного коэффициента концентрации К , найденные в результате испытаний образцов с выточкой, значения расчетного эффективного коэффициента концентрации Kf) и результаты сравнения Kf и Значения К] и K jf определяли по формулам [c.273]

Так как детали машин, как правило, работают в условиях концентрации напряжений в местах галтелей, выточек, резьбы и т. д., то и в лабораторной практике необходимо предусматривать испытания, которые определили бы сопротивление исследуемогО металла концентрации напряжений. Для этого подвергают испыта- чию образцы с надрезом (рис. 246). На рис. 247 приведены в полулогарифмических координатах данные, показывающие влияние острого надреза на величину предела усталости стали при разных температурах. Надрез снижает предел усталости в среднем в два раза. Однако для больщинства сталей чувствительность к концентрации напряжения с повышением температуры уменьшается. Детальное исследование этого вопроса было проведено С. В. Серенсеном [108] на низколегированной стали испытуемые образцы имели сопряжения типа буртов, шлиц и поперечных отверстий коэффициенты концентрации напряжений в этих образцах составляли от 1,64 до 2,22. Испытания показали снижение коэффициентов концентрации напряжений при температуре 600° по сравнению с нормальной температурой на 10—15 /о. У многих высокожаропрочных сплавов наблюдается вообще малая чувствительность к концентрации напряжения при высоких температурах. [c.282]

Когда напряжения велики, то они оказывают некоторое влияние на статическую прочность материала и значительное влияние на прочность при динамических нагрузках. При конструировании деталей машин следует избегать глубоких выточек, выкружек, резких переходов сечений и т. д., около которых возникает концентрация напряжений, способствующая в известных условиях преждевременному разрушению материала. [c.50]

Рис. 10. Влияние выточек на на> пряжения в ослабленном сечении (К — коэффициент концентрации напряжения)

Образцы испытывали до разрушения. Образец 1 разрушился при нагрузке 800 кГ и стреле прогиба 1 мм, образец 2 — соответственно при 2900 кГ и 2,2 мм. Составной образец 2 оказался более прочным, чем массивный образец 3 такой же конфигурации, разрушившийся при нагрузке 1700 кГ и стреле прогиба 1,5 мм. Это, по-видимому, можно объяснить влиянием концентрации напряжений на участках выточек. [c.150]

Было исследовано совместное влияние надрезов механических и полученных химическим путем на коррозионную усталость образцов с отверстиями или выточками в проточной водопроводной воде (испытание производилось на крутильной машине). Коррозионная усталость увеличивала концентрацию напряжений в механических надрезах. Коэффициент концентрации напряжений, под влиянием одной только коррозионной усталости, для горячекатанной стали (0,15—0,25 /о С) был незначителен, но для термообработанной стали (0,35—0,45 /о С, 0,45—0,75 /о Сг, 1,0—1,5 /о Ni) оказался равным 1,85 [20]. [c.616]

Стоящий на втором месте коэффициент концентрации напряжений рй учитывает влияние всех (кроме обусловленных шероховатостью поверхности) концентраторов напряжений, таких, как изменение диаметра полуоси (вала), галтели, выточки, не-круглость сечения и т. п. [c.22]

Влияние напряжений на коррозию (механохимическая кор- розия) усиливается в местах различных концентраторов напряжений на поверхности металла (резьбовые и сварные соединения, выточки, дефекты, трещины и пр.), вызывает неравномерность коррозии и ее локализацию, предельным выражением которой служат явления коррозионного растрескивания и коррозионной усталости, характеризующиеся концентрацией коррозионного процесса в вершине коррозионно-механической трещины. Ряд мероприятий могут снизить интенсивность механохимической коррозии и тем самым предотвратить ускоренное развитие коррозионно-механических разрушений. Так, уменьшение скорости коррозии стали до рекомендованной допустимой начальной величины Vq = 0,03 мм в год с помощью ингибиторов коррозии в условиях Оренбургского газоконденсатного месторождения [30] позволило исключить коррозионно-механические повреждения оборудования, трубопроводов и даже узлов аварийного предупреждения. [c.39]

В случае глубокой выточки коэффициент концентрации обозначается символом на его величину оказывают заметное влияние параметры а — Ь — t а р, или их отношение а/р. При этом поле напряжений заметно искажается (существенно отличается от однородного) во всем ослабленном поперечном сечении. [c.100]

При решении многих задач прочности материалов и конструкций возникает необходимость учета многочисленных факторов, влияющих на показатели несущей способности конструкций. К таким факторам относятся концентрация напряжений вблизи отверстий, выточек и других концентраторов в деталях весьма сложной геометрической формы и нагружаемых по сложной схеме нагружения неравномер ность свойств материалов по объему неупругость и пластичность материалов влияние неравномерного неустановившегося нагрева на свойства материалов, эро знойное и коррозионное влияние среды и т. д. Современный мощный аппарат вы числительной техники не всегда в состоянии обеспечить исследователей необходи мой информацией, поскольку во всех расчетах используются усредненные данные [c.3]

Пространственные задачи. Распределение напряжений в общем случае пространственной задачи зависит от коэффициента Пуассона даже тогда, когда объемные силы постоянны. Степень влияния изменения коэффициента Пуассона на распределение напряжений нельзя оценить в общем виде для всех случаев. Однако есть ряд решений, которые позволяют сделать это в некоторых частных случаях. Такая оценка была выполнена Клаттербаком [9] на основе решения Нейбера для стержня, имеющего глубокую внешнюю кольцевую выточку гиперболического профиля и растянутого вдоль оси. Результаты показывают, что изменение коэффициента Пуассона от 0,36 до 0,48 изменяет осевые и радиальные главные напряжения в самом узком сечении в месте концентрации не больше чем на 2%. Однако разница кольцевых главных напряжений на границе выреза составляет около 8%. Наибольшая разница [c.231]

При расчетах деталей на выносливость следует таки<е учитывать влияние концентрации напряжений, вызынаемой выточками, вырезами, пазами, отверстиями, шпоночными пазами и,другими концентраторами напряжения, а также влияние размеров детали и качества обработки поверхности (15, [c.17]

О влиянии концентрации напряжений на длительную прочность аропрочных сплавов судят обычно по испытаниям на растяжение линдрических образцов с кольцевой выточкой, называемой услов-D надрезом . Суждение это носит чисто качественный характер, 1к как напряженное состояние таких образцов изучено лишь в гади и упругой деформации [1]. [c.75]

Выполнена оценка влияния геометрии выточки на характер Й спределения и уровень напряжений. Кривые 1—6 рис. 4.2 ил- 1встрируют изменение коэффициентов концентрации напряжений % деформаций от отношения rju радиуса выточки к ее глубине. Сравнение их с результатами упругого расчета (см. рис. 4.2, кри-11ые 7, S) выявляет заметное снижение с. развитием нласти- [c.111]

Фёпплем были продолжены усталостные испытания по способу Вёлера, поставленные в Мюнхене Баушингером. Он распространил их на образцы с выточками и изучил, таким образом, влияние концентрации напряжений. Он изучил этот вопрос также и теоретически и показал, что при кручении вала, состоящего из двух частей разных диаметров, соединенных галтелью, концентрация напряжений зависит в значительной мере от радиуса галтели. [c.363]

Местные напряжения, вызываемые отверстиями и желобками, исследованы Дж. Лармором ). Он показал, что просверленное в валу круглое отверстие малого диаметра, параллельное оси вала, удваивает максимальное напряжение в той части вала, где просверлено отверстие. Влияние полукруглых выточек на поверхности круглого вала, параллельных его оси, проявляется в том, что наибольшее касательное напряжение у основания выточки приблизительно вдвое больше, чем касательное напряжение, вычисленное для поверхности вала в том предположении, что выточки нет. Коэффициент концентрации напряжения в случае отверстия или выточки эллиптической формы равен (1+а/Ь), где avib — полуоси эллипса соответственно в радиальном и перпендикулярном к нему направлениях. [c.571]

Прочность обеспечена. Из решения видно, что внецентренность действия силы оказывает неблагоприятное влияние на прочность стержня, а поэтому Зтаранение эксцентриситета хотя бы путем ослабления сечения может повысить прочность. В частности, одностороннюю трещину, образовавшуюся в растянутом стержне, иногда выгодно компенсировать симметричной выточкой с другой сторон . Радиусы выточек должны быть достаточно велики, чтобы не вызвать значительной концентрации напряжений. [c.287]

Воз,мон<ность повышения выносливости при наличии нескольких рядом расположенных концентраторов подтверждается и таким примером при напрессовке втулки на вал в точках А (рис. 381) имеет место значительная концентрация напряжений, снижаюшая усталостную прочность этого узла. Вредное влияние концентрации можно уменьшить вышлифовкой разгружающих выточек, диаметр которых г, лишь на несколько десятых миллиметра меньше диаметра к. [c.419]

Концентрация напряжений. Влияние вы точек и пороков. Хорошо известно, что острые входящие углы и выточки в телах, находящихся нод нагрузкой, вызывают разрушение вследствие возникновения вблизи них концентрации напряжений. Концентрация напряжений особенно опасна в хрупких упруго напряженных аморфных материалах, но она вызывает преждевременное разрушение также и в пластичных поликристаллических металлах при быстро возрастающих нагрузках или при низких температурах, если напряжения являются растягивающими. Может быть, менее известно то, что наличие некоторых особых точек в поле напряжений способно повести к разрушению путем сдвига материала, находящегося под действием сжимающих напряжений. Возникновение таких особых точек в поле напряжений допустимо ожидать в углах призматических образцов илп у контура торцов цилиндров, если они сжаты в осевом направлении между жесткими нажимными плитами так, что обусловленные давлением плит силы трения предотвращают поперечное расшпрение сжатого материала. Особые точки в поле напряжений возникают потому, что касательные напряжения на свободных гранях [c.219]

Рассмотрим влияние на длительную прочность концентрации напряжений. Экспериментальные исследования показывают, что концентрация напряжений в условиях ползучести может вызвать как снижение, так и повышение длительной прочности в зависимости от материала образцов. На рис. 11.25 представлены приведенные в работах [1, 2] графики зависимости предела длительной прочности от времени для гладких, образцов и образцов с концентратором напряжений, выполненных из сталей двух марок. Концентратором напряжений была глубокая выточка — несколько изменённый по рекомендации Г. В. Ужика круговой гиперболический глубокий надрез Нейбера. Как следует из этих графиков, для более хрупкой стали ЭИ415 концентрация напряжений снижает длительную прочность, а для сплава ХН70ВМЮТ с более высоким уровнем пластических свойств концентрация напряжений повышает длительную проч- [c.260]

В случае хрупких материалов за основание для выбора рабочих напряжений берется предел прочности при растяжении и сжатии. При этом должны быть приняты, во внимание местные наибольшие напряжения, которые имеют место у выточек и отверстий. Номинальные напряжения, полученные из элементарных формул, должны быть умножены На теоретический коэффициент концентрации напряжений ). Опыты с чугуном не показывают ослабляющего влияния выточек и отверстий так. резко, как указывает теоретический коэффициент. Причина этого кроется в неоднородном характере чугуна. Различныё включения и трещины, которые всегда имеют место в чугуне, , увеличивают напряжения, но дополнительные наибольшие напряжения, обусловленные выточками и отверстиями, не понижают существенно прочности материала./ Введение коэффициентов концентрации напряжений при проектировании чугунных конструкций оправдывается как компенсация понижения сопротивления материала незначительным толчкам, так как возможность возникновения напряжений от удара при перевозке и установке всегда должна быть предусмотрена. Тогда формулы для вычисления коэффициентов безопасности при растяжении и [c.460]

Влияние напряженного состояния на сопротивление сталей 45 и 40Х при температуре жидкого азота исследовалось в работе 210] путем определения прочности серии цилиндрических образцов с набором выточек различной глубины, но имеюш их такую гфивизпу, при которой местное повышение напряжений оставалось неизменным Kt = onst). На рис. 181 показаны результаты испытаний стали 45 при нормальных и низких температурах. Легко заметить, что вид напряженного состояния (глубина t выточки) по-разному влияет на прочность образцов при нормальных и низких температурах. Так, если при нормальных температурах с возрастанием объемности напряженного состояния прочность увеличивается, то при температуре —196° С с увеличением выточки от 2 до 5 мм она уменьшается на всем диапазоне значений коэффициента концентрации. Кроме того, начиная с Kt = 2, [c.346]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...