Коэффициент асимметрии цикла стали

Рис. 55. Кривые усталости конструкционной стали для различных напряжений цикла (а) и коэффициентов асимметрии цикла (б)

Результаты, полученные при исследовании влияния поверхностного пластического деформирования на возникновение и развитие усталостных трещин в сталях (см, гл. 6), также хорошо согласуются с приведенными теоретическими представлениями. Остаточные напряжения сжатия, образовавшиеся в результате наклепа в области вершины концентратора, приводят к резкому увеличению пределов выносливости по разрушению исследованных материалов, практически мало изменив при этом пределы выносливости по трещинообразованию. Если рассматривать эти остаточные напряжения как среднее напряжение цикла, то можно утверждать, что причиной образования широкой области нераспространяющихся трещин в этом случае было существенное изменение коэффициента асимметрии цикла от —1 до —ОО. [c.55]

Рис. 26. Расчетные диаграммы областей существования нераспространяющихся усталостных трещин в деталях из стали с ffa = 500 МПа при различных коэффициентах асимметрии цикла

Основные пороговые значения амплитуды коэффициента интенсивности напряжений о A " углеродистых сталей I и П при различных коэффициентах асимметрии цикла нагружений [c.134]

На рис. 2 представлено изменение коэффициентов фд, фр, ф отношения Eg амплитудных значений напряжения и деформации и отношения pg амплитудных значений поперечной и продольной деформации в зависимости от числа циклов при амплитуде напряжения (Та = 199 МПа. Исследована сталь 45 при нагружении в условиях растяжения — сжатия с коэффициентом асимметрии цикла Н = [c.22]

Из сравнения опытных В п для одной и той же марки стали при различных коэффициентах асимметрии цикла В следует, что величина ВоЕ при В = О мало отличается от величины Вд при В == —1. Поэтому при расчете стальных деталей при —1 О можно [c.101]

Рис. 1.12. Кривые многоцикловой усталости стали 45 при разных коэффициентах асимметрии цикла растяжение—сжатие

Обратимся к кинетическому уравнению (5.5а). Для построения функции Ф ((й/(Ор) необходимо иметь кривую малоцикловой усталости (см. рис. 1.11) для таких условий нагружения, в которых отсутствует одностороннее накопление пластических деформаций. Обыкновенно это имеет место в случае симметричного цикла нагружения или цикла, близкого к симметричному. Для стали 45 соответствующий коэффициент асимметрии цикла нагружения оказался равным—1,035. При указанных условиях в уравнении (5.5) выпадает второе слагаемое. Далее необходимо иметь такие [c.179]

Испытания болтов М20 из стали марки 20 проводили на машине ГРМ-1 с коэффициентом асимметрии цикла г = 0,5, предварительно для указанных образцов и деталей стандартным методом определили предел выносливости. После испытания ускоренными методами произвели оценку точности этих методов по формуле [c.74]

Уравнения (10.19) (10.20), применимы для расчета резьбовых соединений, изготовленных из низколегированных сталей с аь = = 700 -1- 1200 МПа, по критерию разрушения при жестком нагружении для значений коэффициента асимметрии цикла г +> 0. Для сталей, имеющих щ = 400 -1- 700 МПа, постоянный коэффициент, равный 1,2, во втором члене правой части уравнений (10.19), (10.20) может быть понижен до 1,1—1,15. [c.201]

Предел выносливости сталей и цветных металлов. Предел выносливости обозначается через а,., где индекс г — величина коэффициента асимметрии цикла. Так, например, —предел выносливости для симметричного цикла (г = —1), Оо — предел выносливости для пульсирующего (отнулевого) цикла (г = 0). [c.102]

Рис. 4.1. Зависимость интенсивно- сти поглощения энергии К (тангенс угла наклона прямых = f ( Vp)) от коэффициента асимметрии цикла для стали 22к

Рис. 4.2. Зависимость суммарной поглощенной энергии с учетом обратимости пластической деформации от разрушающего числа циклов нагружения и коэффициента асимметрии цикла для стали 22к при мягком нагружения

На рис. 4.32 показаны кривые динамической ползучести углеродистой стали (0,15 % С) при 450 °С, частота синусоидального цикла напряжений составляла 30 Гц. Чтобы определить напряжения, обусловливающие деформацию динамической ползучести, на рис. 4.33 представили соотношения время—напряжение, соответствующие деформации е = 5 % на рис. 4.32. На рис. 4.33, а приведено среднее напряжение а на рис. 4.33, б — максимальное напряжение цикла От + Оа- Во всех случаях при коэффициентах асимметрии цикла напряжений Л, равных 0,23 и 0,70, напряжение, при котором за одинаковое время возникает деформация одинаковой величины, имеет промежуточное значение между средним и максимальным напряжениями. Оно несколько меньше максимального напряжения. [c.121]

Таким образом, использование величин бтах и Аб для описания кинетики роста усталостных трещин позволило установить для исследованных сталей инвариантность зависимости (IV. 10) к размерам образца и значению коэффициента асимметрии цикла R, что дает возможность прогнозировать скорость роста усталостных трещин в крупногабаритных образцах при различных значениях R по результатам испытания малых. Однако при этом необходимо отметить некоторые трудности, возникающие на пути практического использования зависимости (IV. 10). Величина раскрытия вершины трещины, как указывалось выше, определялась не расчетным способом, учитывающим длину трещины и приложенную нагрузку, а в результате непосредственного измерения в процессе роста усталостной трещины. Это оставляет открытым практически важный вопрос о связи скорости роста усталостных трещин с длиной трещины и действующими номинальными напряжениями, которые обычно используются в расчетах. [c.190]

Амплитуда = 37,8 кгс/мм , соответствующая середине интервала, обладает тем свойством, что при < 37,8 кгс/мм образцы не разрушаются до базы испытания, а при > 37,8 кгс/мм — разрушаются. Такое значение амплитуды напряжений при симметричном цикле называют пределом выносливости при симметричном цикле и обозначают a i (индекс —1 указывает значение коэффициента асимметрии цикла). Таким образом, по результатам описанных испытаний найдено, что предел выносливости при симметричном цикле для гладкого лабораторного образца из данной стали при изгибе с вращением составляет a i = 37,8 кгс/мм [c.27]

Определить величину предела выносливости при переменном изгибе а) для полированного образца малого размера из углеродистой стали (ст. 20), имеющей о = 30 кг/жж и j = 20 кг/жл1 коэффициент асимметрии цикла, или характеристика цикла, г=—0,2 [c.401]

Таким образом, пороговое значение размаха коэффициента интенсивности напряжений является важным критерием при расчете дета лей и конструкций, работающих в условиях циклического нагружения. Значение представляет собой свойство материала, зависящее от многих металлургических факторов и условий испытаний. Главными из них являются микроструктура, коэффициент асимметрии цикла и окружающая среда. В результате обобщения и анализа литературных данных по влиянию на дпя феррито-пер-литных и отпущенных мартенситных сталей было установлено [339], что с увеличением значение А/fj/, уменьшается по линейной зависимости [c.44]

С помощью разработанной модели было также исследовано влияние коэффициента асимметрии цикла R на isKth- Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными для стали 15Х2НМФА (рис. 4.10), а также с зависимостью, полученной на основании большого количества экспериментальных данных [374], свидетельствует о хорошем их соответствии. [c.218]

Пример 4. Кронштейн корпуса подшипника сечением ix = 60X40 мм приварен к основа нию угловыми швами по периметру (рис. 2.14) Катет шва fe=10 мм. Кронштейн воспринима ет переменную нагрузку согласно циклограм ме, изображенной на рис. 1.8, б, Ртях = ,5 кН /-=160 мм. Коэффициент асимметрии цикла напряжений г=0. Материал кронштейна — сталь Ст. 3. [c.36]

Испытания показывают, что с росто.м N уменьшается абсолютное значение За/йМ и кривая распределения предела выносливости имеет горизонтальную асимптоту. Значит, при каком-то числе циклов испытание образца необходимо прекратить. Это число циклов Л о принято называть базой испытаний. Для различных материалов приняты различные базы испытаний так, для стальных образцов Уо=10 , для цветных металлов и сталей, закаленных до высокой твердости, Л/о = 10 и т, д. Наибольшее напряжение цикла, при котором еще не происходит усталостного разрушения до базы испытания, называется пределом выносливости и обозначается (рис. 2.112). Для образцов при коэффициенте асимметрии цикла —1 пределы выносливости при нормальных напряжениях обозначаются 0 , а при касательных напряжениях т , . [c.246]

Определить коэффициент запаса прочности для полированной детали с галтелью, если наибольшие значения изгибающего и крутящего моментов одинаковы М = Л1 = 10 кН-м, а коэффициенты асимметрии циклов для нормальных и касательных на-лряженнй соответственно равны Гд = —0,8 и Гх = 0. Деталь изготовлена из стали 60 (см. рисунок). [c.298]

Впервые циклическая долговечность для симметричного цикла была исследована Велером, который установил, что каждой амплитуде Оа соответствует своя циклическая долговеч-ность N, т. е. число циклов напряжений, Е1ыдерживаемых кон- О N струкцией до усталостного разрушения. График, характери- Рис. 8.20 зующий зависимость между амплитудами цикла Оа и циклической долговечностью N для одинаковых образцов, построенный по параметру коэффициента асимметрии цикла (рис. 8.20), носит название кривой усталости. Для сталей кривая усталости при некотором напряжении a/j, называемом пределом выносливости, имеет тенденцию выхода на асимптоту, параллельную оси ON. При N 10 кривая усталости практически приближается к этой асимптоте. Таким образом, при а с практически разрушение не происходит при очень большом числе циклов. Однако у материалов типа алюминия, меди и других не существует определенного предела выносливости и кривая усталости приближается к оси ON при большом числе циклов. Для таких материалов назначается предел ограниченной выносливости а/ лг — наибольшее напряжение цикла, которое материал выдерживает при заданном Обычно yV ,p = ]0 (рис. 8.21). [c.173]

Пример 1.1. Рассчитать сварные соединения однодискового зубчатого колеса, передающего вращающий момент Т— 30 кН-м (см. рис. 1.2). Внутренний диаметр диска 1 = 210 мм, наружный 2 = 500 мм. Материал обода, ступицы и диска — сталь СтЗ. Распределение нагрузки по сварному шву неравномерное —циклическое, с коэффициентом асимметрии цикла / = 0,3. Сварка ручная, дуговая электродом Э50А. Шов двусторонний (г = 2). [c.32]

ВИЯХ МОНОТОННОГО нагружения опре-деляется соотношением N Л Л " при пластической деформации N = = а д, откуда N — adVJdi, где А, а, т параметры, характеризующие объект контроля Уд — объем материала, подвергнутого пластической деформации. Энергия, освобождаемая при дискретном перемещении трещины, пропорциональна квадрату амплитуды акустического сигнала Современная аппаратура позволяет обнаруживать сигналы от уста лостных трещин, развивающихся со скоростью Ш . ..1Сг м/цикл Приведем некоторые результаты исследований, показывающих возможности способа [14]. Исследовали параметры АЭ при по вторпо-статическом нагрул<ении надрезанных образцов из стали марок ЗОХГСА и ЗЙХГСНА при развитии усталости, обусловленной циклическим нагружением. Плоские образцы в закаленном состоянии подвергали циклическому растяжению (коэффициент асимметрии цикла 0,2 частота 0,3 Гц). Регистрировали суммарный счет N, пиковые амплитуды сигналов и их распределение. Рабочая полоса пропускания ограничивалась сверху частотами 200. .. 250 кГц при уровне дискриминации 1 В. Резонансная частота пьезопреобразователя /,, 3 == 250 кГц. Деформацию образца измеряли растровым фотоэлектрическим преобразователем с чувствительностью 1 В/мкм. [c.448]

Глубина нераспространяющейся усталостной трещины увеличивается с ростом уровня амплитуды или максимальных напряжений цикла нагрузки, причем тем интенсивнее, чем больше коэффициент асимметрии цикла нагружения. Детали с усталостными трещинами одного размера могут выдерживать без разрушения тем более высокие амплитуды цикла напряжений,, чем больше среднее напряжение цикла смещено в сторону сжатия. На рис. 56 приведены зависимости глубины нераспро-страняющнхся усталостных трещин, возникших в призматических образцах (40x40 мм) с концентратором напряжений из стали 45 при асимметричном цикле нагружения с различными напряжениями сжатия. Увеличение среднего сжимающего напряжения снижает рост размера нераспространяющейся усталостной трещины. [c.136]

Приведены результаты испытаний иа статический разрыв и малоцикловую усталость плоских образцов, вырезанных в продольном направлении пз сварных стыков труб, выполненных из перлитной стали 10ГН2МФА с антикоррозионной наплавкой внутренней поверхности материалом 08Х19Н10Г2Б. В сварном соединении имелись натурные дефекты типа мелких пор, рыхлот, шлаковых включений, неоплавлений протяженностью от 0,3 до 3,5 мм. Изучено влияние ремонтной операции на малоцикловую усталость сварного соединения. Условия испытаний те.мпература 293 К, частота нагружения 0,5—2,0 Гц, коэффициент асимметрии цикла по напряжению На — 0,006. Описаны особенности возникновения II развития разрушения по критерию длины трещины в зависимости от наличия и расположения исходных дефектов. [c.439]

Известно, что в результате продолжительного нагружения при максимальном напряжении цикла порядка (0,8-4-0,9) t i в конструкционных сталях обычно наблюдается эффект тренировки, т. е. повышения сопротивления усталости при последующем циклическом нагружении напряжениями, превышающими абсолютные пределы выносливости при соответствующих коэффициентах асимметрии циклов. Ни одно из рассмотренных кинетических уравнений повреждений не может без дополнительных допущений описывать эффект тренировки, так как любое из этих уравнений предполагает, что напряжения могут с течением времени или числа циклов нагружения повреждать, но не упрочнять элемент рассматриваемого материала. Формально явление тренировки можно учесть при ступенчатом режиме циклического нагружения путем введения поправки в формулу линейного суммирования повреждений. Если /-й повреждающий блок циклов следует за таким, при котором Nu-Up и, следовательно, [c.125]

Полученные данные могут быть описаны известным эмпирическим уравнением, указанным на рис. 93, но разброс результатов достигает 200 %. Высокие температуры (табл. 32, рис. 94) и коррозионная среда (рис. 95) не вносят качественных изменений в характер зависимости А/Скй от R, но изменяют значения параметров этой зависимости. Увеличение коэффициента асимметрии цикла незначительно влияет на скорость роста усталостных трещин на втором участке гиаграммы в исследованных сплавах в диапазоне отрицательных значений R (от—2 до 0) как при нормальных, так и при низких температурах (см. табл. 31), если представлять эти диаграммы в координатах da/dn — / iraa (стали ИП-1, ИП-2, ИП-3). Увеличение R в диапазоне его положительных значений (от О до 0,9) приводит к существенному сниже- [c.157]

На рис. 100 101 представлены экспериментальные зависимости между числом циклов задержки и эффективным коэффициентом интенсивности напряжений для стали 08X17Н6Т и сплавов ВТ9, ЖС6КГ1, ЖС6Ф (111) при различных температурах и коэффициенте асимметрии цикла R = —1. Испытания проводили по методике, изложенной в параграфе 1 главы III, тип стальных образцов представ- [c.173]

На рис. 111 представлены диаграммы da/dn — б ах (а) и dafdn — — Дб (б) (Аб — размах раскрытия вершины трещины) исследованных сталей при коэффициентах асимметрии цикла, равных 0,1 [c.189]

Рис. 116. Зависимости критической скорости роста усталостных трещин d стали 15Х2МФА (I) (J, 3) и 15Х2МФА (II) (2, 4) от коэффициента асимметрии цикла нагружения при температуре 293 К ( , 2 — толщина образцов 25 мм, 3, 4 — толщина образцов 150 мм).

Циклическое нагружение. Здесь приведены результаты исследований характеристик циклической вязкости разрушения конструкционных сталей различных классов при различных степенях их охрупчивания, достигаемых путем понижения температуры испытаний или применением различных вариантов термической обработки, частотах нагружения, З1ичениях коэффициентов асимметрии цикла, исходных значений коэффициентов интенсивности напряжений При циклических испытаниях образцов разных толщин (от 10 мм до 150 мм), выполненных в ИПП АН УССР, и произведен анализ влияния указанных факторов на значения и соотношения значений характеристик вязкости разрушения К1с К%, Кю, Kia, Kq, Ki конструкционных сталей различных классов при различных степенях их охрупчивания с использованием результатов исследований характеристик статической и циклической вязкости разрушения конструкционных сплавов, опубликованных в лг тературе. Методики определения характеристик вязкости разрушения при циклическом нагружении приведены в параграфе 1 главы IV. [c.205]

Пороги циклической трещиностойкости A/ tft при низких коэффициентах асимметрии цикла R = 0ч-0,2) являются структурно-чувствительным параметром и изменяются для различных сталей в пределах от 3 до 20 МПа Ум. В свою очередь AKtheff сталей значительно слабее зависит от структуры и состава сталей, а также асимметрии цикла. Это означает, что указанные факторы воздействуют на главным образом через ЗТ. Для сталей [c.342]

Результаты усталостных испытаний стыковых сварных соединений из низколегированной стали марки 15ХСНД представлены в табл. 2. Толщина пластин б = 30 мм, коэффициент асимметрии цикла г = 0,06 = [c.365]

Соотношение (1.18) при указанных выше значениях С дает удовлетворительную оценку скорости роста усталостных трещин в интервале от 2,5 10" до 10 мм/цикл при условии, что в процессе нагружения Кщах остается ниже Кс для данного материала, а номинальное напряжение не превышает предела текучести при статическом нагружении. Проведенные многочисленные исследования показали, что для большинства материалов показатель степени в выражении (1.19) находится в интервале от 2 до 10. Так, для легких сплавов m = 3-5, а для сталей — m 2-10 при соответствующем выборе значения постоянной С. Более высокие значения m (до 12) возможны для высокопрочных сталей в области высоких напряжений. Общая тенденция такова, чем более хрупкое состояние, тем выше показатель степени т. В проведенных исследованиях отмечено, что m и С не являются постоянными материала и зависят от ряда факторов, в частности от условий нагружения и коэффициента асимметрии цикла. Ограниченность области применения соотношения (1.19) вызвало поиски новых соотношений. [c.23]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...