Прочность алюминиевых сплавов при статических напряжениях

Рис. 7.57. Различные способы иллюстрации влияния отличного от нуля среднего напряжения цикла на усталостное поведение алюминиевого сплава 2014-Т6. Штриховой линией обозначен статический предел прочности. (Из работы [41], адаптировано.)

Приведенные результаты были проанализированы [591] с целью сравнения усталостной прочности двух групп алюминиевых сплавов — сплава высокой статической прочности типа А1—2п—Mg и сплава несколько более низкой статической прочности типа А1—Си. Было установлено, что приблизительно 45%. результатов для сплавов с цинком дают точки выше осредняю-щей кривой, показанной на рис. 10,5, тогда как сплавы типа А1—Си дают приблизительно 70% таких точек. Таким образом, имеются указания на то, что обладающие меньшей статической прочностью сплавы типа А1—Си являются более выносливыми в сложных болтовых соединениях, работающих в условиях концентрации напряжений щ нагрузки. [c.275]

Высокопрочные алюминиевые сплавы обнаруживают большую чувствительность и к повторным нагрузкам, чем менее прочные сплавы. Так, сплав В95, обладающий вначале более высокой статической выносливостью, чем сплав Д16, с некоторого времени теряет свои преимущества перед сплавом Д16 (рис. 181). Поэтому растянутые элементы, особенно с концентраторами напряжений, лучше изготавливать из сплавов средней прочности. Однако элементы, не имеющие концентраторов напряжений или работающие на сжатие, целесообразнее делать из высокопрочных сплавов. [c.419]

Определение изменения механических свойств. Изменение механических свойств металлических материалов при статическом растяжении после коррозионных испытаний позволяет устанавливать уменьшение предела прочности (г кг мм ) и относительного удлинения (й в %). Предел прочности после коррозии позволяет также характеризовать неравномерность коррозии, так как разрушение происходит в наиболее слабом сечении образца за счет концентрации напряжений. Изменение механических свойств при коррозионных испытаниях носит условный характер чем больше начальное сечение образца, тем меньше -изменение начального предела прочности. Этот вид испытаний применим для определения влияния коррозии на изменение механических свойств листового материала и тонких труб (напри.мер, из алюминиевых и медных сплавов). [c.72]

Проблема влияния дефектов на прочность сварных соединений крайне сложна и многопланова. Решить ее можно, учитывая условия эксплуатации, характер дефекта и свойства металла сварного соединения. Поэтому исследования в области влияния дефектов на прочность группируются вокруг отдельных вопросов. Например, в особые направления выделяются вопросы влияния дефектов при переменных нагрузках, в условиях коррозии, при низких температурах и т. д. в зависимости от вида дефекта рассматривается влияние трещин, непроваров, пор, смещений, мест перехода от наплавленного металла к основному и т. п. проводят исследования различных материалов высокопрочных сталей, алюминиевых и титановых сплавов и т. д. В связи с таким многообразием проблем в настоящем параграфе рассматриваются только наиболее принципиальные вопросы чувствительности металла к концентрации напряжений, а именно при наличии трещин как наиболее опасных дефектов при статических нагрузках. [c.127]

Данные испытаний на усталость сплавов [535—537 и др.] и элементов конструкций [538] указывают на наличие корреляции между долговечностью и технологической наследственностью. Нами проведен анализ влияния различных видов технологических обработок на сопротивление усталости алюминиевого сплава АВТ-1. После обработки полуфабриката фрезерованием и последующей термообработки (искусственное старение при 200° С в течение 2 ч) предел выносливости снижается до 90%, а долговечность — в 3 раза. Виброупрочнение дробью, как и предполагалось, сопровождается увеличением усталостной долговечности, особенно значительным при низких амплитудах напряжений. Аналогичный эффект наблюдается и при виброударном упрочнении [535]. Термообработка после виброударного упрочнения (нагрев до 200° С, выдержка 2 ч) хотя и вызьшает снижение технологических остаточных напряжений в 2 раза, но практически полностью снимает эффект упрочнения [535]. Локальные технологические нагревы при диаметре пятна меньше 10 мм при 200°С в течение 10, 30, 60, 80 мин не оказывают влияния на статическую прочность. Увеличение температуры нагрева до 480°С с выдержкой 15 мин приводит к изменению микроструктуры в поверхностном слое, сопровождаемому снижением Од до 50% и относительного удлинения е на 20%. [c.335]

На величины эффективных коэффициентов концентрации напряжений влияют и их ограничивают целый ряд факторов, таких как статическая прочность 1детали с концентрацией напряжений, теоретический коэффициент концентрации напряжений для данного концентратора напряжений, абсолютные размеры и эффект коррозии трения (fretting effe t), каждый из которых необходимо учитывать. О том, как может быть предсказан эффект коррозии трения, известно очень мало, но приближенная оценка может быть найдена, если предположить, что его влияние будет одинаковым для деталей подобных конструкций (см. разд. 8.5). Это необходимо при оценке прочности болтовых соединений (см. разд- 10.4) и конструктивных деталей, где для алюминиевых сплавов могут быть получены исключительно высокие значения эффективных коэффициентов концентрации для амплитуд Ка (порядка 10) вследствие повреждающего воздействия эффекта коррозии трения. Таким образом, эффект коррозии трения, если он имеет место, вызывает значительно большее снижение прочности, чем то, которое обусловлено концентрацией напряжений, вызванной геометрией детали. [c.21]

Пластины с концентраторами и без них имеют примерно равный статический предел прочности. Результаты, полученные Гровером и др. [293], являются типичны ми из результатов, найденных для рлооких образцов — семь различных типов концентраторов с теоретически ми коэффициентами концентрации напряжений, Колеблющимнся от 3/2 до 5, дают величины Кз в сравнительно узком диапазоне от 0,9 до 1,17 для стали 5Л 4130 и алюминиевых сплавов 245-73, 755-7. [c.186]

Для сталей результаты приведены в долях предела прочности материала при растяжении, так как это дает лучшее соотношение, чем абсолютные значения напряжений. Из рисунка следует, что увеличению статического предела прочности соответствует увеличение усталостной прочности ушков, хотя выигрыш составляет лишь немногим более половины увеличения предела прочйости. Большинство результатов относится к высокопрочным сталям с пределом прочности от 84 до 133 кГ/м , так что выводы могут быть сделаны не в полном объеме. Для алюминиевых сплавов результаты даны абсолютными значениями напряжений и они выражают хорошее приведение для высокопрочных сплавов в узких границах предела прочности от- 49 до 60 кГ/мм . Имеется некоторое основание утверждать, [c.235]

Однако, конечно, применение автоматической записи роста трещины для повторного нагружения также весьма желательно, так как это уменьшит субъективность результатов и облегчит наблюдение. Диаграммы разрушения при повторном нагружении являются еще более условными, чем при однократном, так как они зависят, кроме геометрии образца, еще и от уровня напряжения цикла, частоты нагружения и коэффициента асимметрии цикла. Однако повторное нагружение является весьма распространенным, а усталостное и повторно-статическое разрушение является наиболее частым видом разрушения деталей машин и механизмов. Поэтому получение хотя бы сравнительных характеристик разрушения материалов при условиях, близких к экс-плуатационны.м, является весьма важным. На рис. 4.16 приведены диаграммы разрушения алюминиевых сплавов при повторном нагружении максимальным напряжением цикла 10 и 17 кгс/мм , т. е. 0,3 и 0,5 от прочности образца с трещиной. Как показано на диаграмме, перегрузочные режимы повторно-статического нагружения при атах 0,5охр дают диаграммы разрушения, располагающие материалы в ряд, близкий к тому, в который располагаются эти же материалы по диаграммам разрушения при однократном кратковременном испытании (см. рис. 4.13). Для построения физически обоснованной теории разрушения весьма желательно сопровождать изучение кинетики разрушения фрактографическим исследованием с помощью оптического и электронного микроскопов (см. гл. 11). Для записи роста (и возникновения) трещины необходимо применять авто- [c.199]

По иному на сварные конструкции влияют норы. Многие исследователи считают, что до некоторого предела наличие пор в металле шва практически не снижает его статическую прочность. Для нпзкоуглероди-стых сталей этот предел составляет около 10 % площади поперечного сечения шва, для перлитных сталей — 6—8%, для алюминиевых сплавов — 3,6%. Однако поры снижают не только статическую прочность сварного соединения, а, являясь концентраторами напряжений, могут вызвать снижение выносливости сварного соединения. В этом случае особенно опасным является наличие пор в зонах растягивающих остаточных напряжений. Растягивающие остаточные напряжепия особенно велики в поверхностных слоях металла, поэтому опасность разрушения возрастает, если поры будут расположены близко к поверхности. Но сварные соединения могут разрушаться и из-за наличия внутренних пор, если они расположены в зонах высоких растягивающих остаточных напряжений. [c.241]

Срок службы многих конструкций из алюминиевых сплавов зависит не только от их сопротивления обычной усталости, но и от сопротивления высоким и сравнительно редким повторным нагрузкам, т. е. определяется так называемой статической выносливостью [6, 7]. Для самолета, например, такими повторными нагрузками являются нагрузки, возникающие при посадке, взлете, маневрировании и т. д. Статическая выносливость алюминиевых сплавов обычно оценивается по испытаниям образцов с надрезом при пульсирующем или асимметричном растяжении с частотой приложения нагрузки 5—20 цикл мин (в отличие от 1500— 5000 цикл1мин при испытании на обычную усталость). Уровень напряжений выбирают в интервале 0,3—0,7 предела прочности гладкого (иногда надрезанного) образца. [c.418]

Исследования статической проч- ности различных типов сварных соединений из алюминиевого сплава о АМгб показали, что несмотря на значительную концентрацию напряжений, вызываемую накладками, статическая прочность сварных соединений с понижением температуры до —60° С не отличается от прочности при нормальной температуре. Приближения предела текучести к пределу прочности с понижением температуры практически не наблюдается, что свидетельствует о малой склонности сплава к переходу в хрупкое состояние. Испытания сварных соединений на ударную прочность при различных температурах также подтвердили преимущества алюминиевого сплава перед низкоуглеродистой и низколегированными сталями. [c.141]

Для сталей высокой статической прочности (ав> >100 кгс1мм ), алюминиевых и титановых сплавов характеристики Pft и Pft оказываются существенно ниже, чем для малоуглеродистых конструкционных сталей низкой и средней прочности. В связи с этим температурные зависимости критических значений коэффициентов интенсивности напряжений для этих металлов менее выражены, чем для конструкционных сталей. [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...