Пластичность Концентрация напряжения

Неметаллические включения (нитриды, оксиды, сульфиды), располагаясь вдоль направления прокатки, создают очаги концентраций напряжений, что особенно резко сказывается на так называемых поперечных свойствах — свойствах образцов, вырезанных поперек прокатки. Поэтому один из важных способов повышения прочности (точнее пластичности и вязкости) — применение высокочистых сплавов. [c.396]

Известно, что при расчете на прочность детали из пластичного материала в случае ее статического нагружения концентрация напряжений не учитывается. Как обосновать это указание [c.280]

При статической нагрузке концентрация напряжений зависит главным образом от пластичности материала и для пластичных материалов относительно невелика.. При повышении напряжений материал в зоне ослабления приходит в состояние текучести образуется пластический шарнир, способствующий передаче усилий на смежные, Менее напряженные, участки и вызывающий релаксацию напряжений. У высокопластичных материалов условиях статической нагрузки кз близок к 1, т. е. концентрации напряжений не происходит. У хрупких материалов выравнивающий эффект локальной пластической деформации отсутствует и коэффициент концентрации к > I. [c.299]

Концентрация напряжений снижается с повышением температуры вследствие увеличения пластичности и повышается при минусовых температурах вследствие охрупчивания материала. [c.300]

Концентрация напряжений может существенно влиять на общую прочность бруса в случае действия динамической нагрузки. При статической нагрузке и пластичном материале ее можно в расчетах не учитывать, ограничиваясь определением основных напряжений. [c.215]

Влияние концентрации напряжений на прочность деталей машин, испытывающих деформацию растяжения (сжатия), изгиба или кручения, проявляется примерно одинаково. Опыты показывают, что для пластичных материалов концентрация напряжений при статических нагрузках не представляет опасности, поскольку за счет текучести в зоне концентрации происходит перераспределение (выравнивание) напряжений. Величина эффективного коэффициента концентрации в этом случае близка к единице. [c.219]

В случае динамических нагрузок концентрация напряжений существенно снижает прочность деталей как из хрупких, так и пластичных материалов, что необходимо учитывать в практических расчетах. [c.219]

На прочность пластичных и хрупких материалов концентрация напряжений влияет по-разному. Существенное значение при этом имеет также характер нагрузки. Если материал пластичный (диаграмма напряжений имеет площадку текучести значительной протяженности) и нагрузка статическая, то при увеличении последней [c.110]

В пластичных материалах при статической нагрузке концентрация напряжений незначительно влияет на прочность, поэтому в качестве действующего рабочего напряжения можно принять среднее (номинальное) в опасном сечении и записать условие прочности следующим образом [c.120]

Из анализа графиков рис. 231 видно, что в некоторых случаях при определенном соотношении диаметров D d и малых радиусах закругления р коэффициенты концентрации напряжений могут быть больше трех. Для пластичных материалов при статических нагрузках концентрация напряжений не представляет опасности, поскольку за счет текучести в зоне концентрации происходит пере- [c.237]

Расчеты на прочность при постоянных напряжениях деталей из пластичных материалов обычно производят согласно условию отсутствия общих пластических деформаций, т. е. обеспечивают требуемый коэффициент запаса гю отношению к пределу текучести материала. Коэффициенты концентрации напряжений в расчеты не вводят, так как пики напряжений сглаживаются вследствие местных пластических деформаций, не опасных для прочности детали. [c.12]

Опыты показывают, что при статических нагрузках для деталей из пластичных материалов практически /Са=1, т. е. для таких нагрузок концентрация напряжений должна учитываться лишь при расчете деталей из хрупких или малопластичных материалов. [c.79]

При действии повторных нагрузок (при расчете на выносливость) концентрация напряжений учитывается для всех материалов и для хрупких, и для пластичных. [c.162]

Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что при статическом нагружении деталей из пластичных материалов концентрация напряжений практически не отражается на их прочности и потому не учитывается при расчетах. [c.329]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений меньше теоретического или в редких случаях равен ему, т. е. ( . а. ) он зависит как от геометрии детали (от величины а, или а. ), так и от ее материала. При этом материалы более прочные и менее пластичные оказываются чувствительнее к концентрации напряжений, т. е. при одном и том же значении а, (или а ) значение к, (или к ) для деталей из высокопрочной легированной стали выше, чем для детали из углеродистой стали. [c.334]

Пористость сварных швов является самым распространенным дефектом. При нагружении сварных соединений с порами вблизи контура последних имеет место значительная концентрация напряжений, которая вызывает локальные пластические деформации, часто приводящие к исчерпанию ресурса пластичности металла в данном месте и возникновению несплошностей в виде острых трещин. [c.126]

При нагрузках, быстро изменяющихся во времени, выравнивание напряжений произойти не успевает, поэтому концентрацию напряжений необходимо учитывать и для пластичных материалов. [c.282]

Далее возникает вопрос о влиянии концентрации напряжений на прочность деталей в условиях циклически изменяющихся во времени напряжений. Здесь надо сказать, что наличие местных напряжений снижает прочность деталей как из хрупких, так и из пластичных материалов (правда, не одинаково). Это снижение прочности можно установить только экспериментально, испытывая на сопротивление усталости образцы с различными концентраторами напряжений. При этом надо подчеркнуть, что экспериментальные данные относятся к симметричным циклам. Можно схематически показать две кривые усталости — для гладких образцов и для образцов с каким-либо концентратором напряжений (рис. 15,3). Отношение ординат горизонтальных участков этих кривых даст величину эффективного коэффициента [c.179]

Необходимо указать, что при одном и том же теоретическом коэффициенте концентрации эффективный коэффициент концентрации напряжений выше для более прочных и менее пластичных материалов (сталей), т е. они чувствительнее к концентрации напряжений. В дальнейшем при решении задач желательно проиллюстрировать это положение на каком-либо числовом примере. [c.180]

На прочность пластичных и хрупких материалов концентрация напряжений влияет по-разному. Существенное значение при этом имеет также характер нагрузки. Если материал пластичный (диаграмма напряжений имеет площадку текучести зна чительной протяженности) и нагрузка статическая, то при увеличении последней рост наибольших местных напряжений приостанавливается, как только они достигнут предела текучести. В остальной части поперечного сечения напряжения будут еще возрастать до величины предела текучести Стт, при этом зона пластичности у концентратора будет увеличиваться (рис. 120). Таким образом, пластичность способствует выравниванию напряжений. На этом основании принято считать, что при статической нагрузке пластичные материалы мало чувствительны к концентрации напряжений. Эффективный коэффициент концентрации для таких материалов близок к единице. При ударных и повторно-переменных нагрузках, когда деформации и напряжения быстро изменяются во времени, выравнивание напряжений произойти не успевает и вредное влияние концентрации напряжений сохраняется. Поэтому в расчетах на прочность учитывать концентрацию напряжений необходимо. [c.120]

При изгибе, как и при растяжении или кручении, в местах резкого изменения формы или размеров поперечных сечений наблюдается концентрация напряжений. Если нагрузка статическая, то концентрация напряжений в деталях из пластичного материала неопасна благодаря перераспределению напряжений в зоне концентратора вследствие текучести. В случае же хрупких материалов, когда не приходится рассчитывать на ограничение максимальных напряжений, так как уровень последних будет определяться временным сопротивлением материала, при расчете детали на прочность нужно учитывать концентрацию напряжений. [c.284]

Если при статическом изгибе концентрация напряжений не представляет собой опасности, особенно для элементов конструкций, изготовленных из пластичных материалов, то в случае динамических и повторно-переменных нагрузок вопросам концентрации должно уделяться особенно большое внимание (см. гл. 21). [c.289]

В пластичных материалах концентрация напряжений менее опасна (до определенных пределов) в сравнении с хрупкими материалами. Обратимся к стержню с надрезами и проследим ход развития деформаций и напряжений (рис. 8.34). Приняв схему идеального упруго-пластического тела (см. рис. 1.9, б), получим, что в наиболее напряженных точках С и В по достижении напряжением предела текучести пластическая зона будет распространяться к центру стер- [c.180]

Чем больше деформируемый объем, тем более неравномерна структура по сечению изделия, тем больше неравномерность распределения концентраторов напряжения при одном и том же их числе на единицу объема. Это приводит к неравномерности распределения деформаций и напряжений в процессе деформирования. Локализация деформации и концентрация напряжений снижают пластичность. Это в свою очередь определяет режим деформации крупных слитков на прессах, молотах, блюмингах и слябингах в первых проходах (для первых обжатий на молотах, прессах, на станах) применяются заниженные обжатия и более низкие скорости деформации. [c.529]

Концентрация напряжений для пластичных материалов значительно менее опасна, чем для хрупких. В пластичных материалах, после того ьак наибольшие напряжения достигнут предела текучести, увеличение нагрузки сопровождается перераспределением напряжений они увеличиваю ся лишь в тех точках, в которых ранее не дости а-ли предела текучести. При продольной силе N, равной (где сг — предел текучести), норма. 1Ь- [c.72]

Таким образом, встречный механизм обусловлен следующими обстоятельствами. Макротрещина нагружается от силы Я = О до Ртах и тсм самым все время притупляется за счет пластического деформирования у ее вершины. Максимальные напряжения в вершине макротрещины ограничиваются пластичностью материала. Микротрещина имеет ряд преимуществ при зарождении она острая и уже нагружена напряжениями (она как бы внесена в поле напряжений). Следовательно, напряжения в вершине микротрещины не ограничены пластическим деформированием и определяются только напряжениями у макротрещины (для микротрещ ин они являются номинальными) и геометрией микротрещины (коэффициентом концентрации напряжений микротрещины). Поэтому реальна ситуация, когда у вершины микротрещины будет выполнено условие Отах = От. п. [c.231]

Мартенситостареющие стали коррозионностойкие, поддаются упрочь нению наклепом. Азотированием им можно придать высокую поверхностную твердость (НУ 1000—1200). Вследствие высокой пластичности стали мало чувствительны к концентрации напряжений. [c.177]

Снижение прочности невелико в изделиях из малоуглеродистых сталей (пластичность которых предотвращает появление внутреипих напря жений) и не имеет большого значения в конструкциях, работающих при статической нагрузке и умеренных напряжениях, но становится ощутимым в циклически нагруженных конструкциях, особенно выполненных из высокопрочных сталей, чувствительных к концентрации напряжений. [c.160]

Поэтому, конструируя детали из хрупких материалов, необходимо учитывать концентрацию напряжений даже при статическом приложении нагрузки. Что же касается влияния концентрации напряжений при повторнопеременных нагрузках, то око, как будет показано в гл. 21, 1шеет существенное значение даже для пластичных [c.238]

Расчетные коэффициенты запаса прочнести и допускаемые напряжения существенно зависят от концентрации напряжений (см. стр. 318). При переменных напряжениях прочность деталей (их предел выносливости) при наличии концентрации напряжений сильно уменьшается. При статическом нагружении деталей из пластичных материалов концентрация напряжений практически не отражается на их прочности и потому не учитывается при расчетах. [c.332]

При изготовлении тонкостенных оболочковых конструкций для химического аппаратостроения в целях защиты их поверхности от воздействия агрессивной среды и сохранения прочности и пластичности металла при низкой температуре используют самые разнообразные материалы (биметаллы, цветные металлы и сплавы, среднелегированные стали и др ) В связи с этим технология сварки таких конструкции достаточно сложна, нередко требует сочетания различных способов, специальных присадков, дополнительных мероприятий по предотвращению трещинообразования, защите сварочной ванны от окисления и т.д Для операций сборки и сварки цилиндрической части сосудов обычно применяют роликовые стенды, оборуд>я их paзличны и приспособлениями флюсовыми подушками, стяжными скобами, автоматическими головками для сварки, распорками, центраторами и др Сварку обечайки с днищем производят стыковыми швами за один или несколько проходов В стенки сосудов и аппаратов приходится вваривать патрубки, лючки, штуцера и другие элементы, сварные соединения которых часто являются инициаторами разрушения конструкции На рис 19 приведены в качестве примера некоторые варианты конструктивного оформления шт церов в аппаратах химического производства. Варианты с дополнительно усиливающими кольцами (см. рис 1 9,й) и утолщенными патрубками (см рис 19,6) выполняются угловыми швами, в зонах которых возникает значительная концентрация напряжений В данном месте часто появляются усталостные трещины Более предпочтительными с точки зрения повышения работоспособности являются варианты соединений с вытяжкой горловины (см рис. [c.18]

Концентрация нацряжений по-разному влияет на прочность пластичных и хрупких материалов. Существенное значение при этом имеет и характер нагрузки. Если взять пластичный материал, нагруженный статически, то при увеличении нагрузки рост наибольших местных напряжений при достижении предела текучести приостанавливается вследствие местной текучести материала и произойдет выравнивание напряжения по сечению. Отсюда можно сделать вывод, что при статической нагрузке пластичные материалы малочувствительны к концентрации напряжений. [c.282]

В реальных условиях процесс образования и развития трещин в связи с концентрацией напряжений в вершине трещины всегда сопровождается пластическими деформациями и часть высвобождаемой эн(фгии упругой деформации идет на образование не только поверхностного натяжения, но и узкой пластической зоны в окрестности трещины. Поэтому для пластичных материалов 2уА/ включает в себя и работу по пластическому деформированию, т. е. y = == Тг + 7n.i. где Yr — поверхностное натяжение по Гриффитсу, а Yii.i — удельная энергия образования пластической зоны (Ирвин, Орован). [c.186]

Возможность для эстафетной передачи деформации увеличивается с уменьшением размера зерна. Для металлов со сверхмелким зерном (балл 14—15 по стандартной шкале) наблюдается заметное возрастание прочности при сохранении достаточно высокой пластичности благодаря уменьшению концентрации напряжений у границы из-за малого накопления деформаций при скольжении в пределах очень мелкого зерна. Эффект общего повышения комплекса механических характеристик используется для создания высокопрочного состояния сплава (закалка с низким отпуском) благодаря получению сверхмелкого зерна. [c.244]

Микроструктурная оценка 8, d и N в опытах дает значения е = 1 4%, несравненно более низкие, чем общая пластическая деформация до разрущения. Таким образом, вклад деформации двойникованием в общий уровень пластичности поликристалла оказывается небольшим, несмотря на то, что, кроме концентрации напряжений в местах нагромождения дислокации на различных препятствиях (например, в местах пересечения полос скольжения), благоприятствующих процессу двойникования, в поликристалле создается дополнительная концентрация напряжений, облегчающая двойникование тем больше, чем больше величина зерна. Снижение температуры и повышение скорости деформации приводят к уменьшению эстафетного скольжения, затрудняя релаксацию напряжений и, следовательно, способствуя развитию двойникования. Как показывают расчеты и эксперимент, вклад двойникования при деформации монокристалла существенно ниже, чем предсказываемый по формулам (85) и (149). Подобно тому, как уменьшение величины зерна приводит к снижению концентрации напряжений и, как следствие этого, не достигаются значительные по величине напряжения старта двойникового источника Од= д.у/6 ( д,у=1,4-10-2 мДж/см2 — энергия дефекта упаковки для железа и ад—2000 МПа), можно утверждать, что в результате раздробления исходного зерна поликристалла на фрагменты , ограниченные каркасом из двойниковых пластин, возникает (В. И. Трефилов с сотр.) своеобразный эффект само- [c.245]

Проявление масштабного фактора тесно связано с влиянием состояния поверхности. В частности, длительное травление стекла плавиковой кислотой, удаляющее наружный слой и создающее идеально ровную поверхность, приводит к резкому снижению вероятности существования на поверхности опасных дефектов, и согласно статистической теории дефектов должно наблюдаться повышение прочности массивных образцов до прочности тонких стеклянных волокон. Эксперимент полностью подтверждает это предположение. ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ Й СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НА ПРОЦЕССЫ РАЗРУШЕНИЯ. Состояние поверхности — один из важнейших факторов, влияющих на результаты механических испытаний образцов в лабораторных условиях. Наличие небольших выступов и впадин на плохо обработанной поверхности приводит к повышению концентрации напряжений. Поверхностные неровности могут играть роль хрупких трещин и значительно снижать определяемые испытаниями прочностные характеристики металла. Например, хрупкие в обычных условиях кристаллы каменной соли становятся пластичными, если при испытании их погрузить в теплую воду, растворяющую дефектный поверхностный слой (эффект Иоффе). Тщательная полировка поверхности металлических образцов приводит к увеличению измеряемых при растяясенпи характеристик прочности и пластичности. [c.435]

Было обнаружено, что при высоких температурах (выше 7 рек) максимальной пластичностью обладают однофазные сплавы со структурой а-феррита. Установлено, что выше 1000° С деформация а-фазы с низким значением Ое,а в стали (1Х21Н5Т) значительно больше, чем деформация -фазы с высоким значением а s.y, а при 1200° С разница достигает шестикратной величины. Большое различие в сопротивлении деформации фаз вызывает локальные деформации и концентрацию напряжений. Напряжения достигают критической величины и приводят при горячей деформации к образованию микротрещин. Заниженное сопротивление деформации и высокая пластичность при высоких температурах объясняются большей энергией дефектов упаковки и скоростью диффузионных процессов в -твердом растворе и, следовательно, более интенсивным протеканием процессов динамической полигонизации и рекристаллизации, диффузионного переползания дислокаций как основного механизма пластической деформации при повышенных температурах. [c.498]

Ликвация углерода развивается только в присутствии карбидообразующих элементов (Ti, Сг) и не наблюдается при легировании некарбидообразующим алюминием. Усиление дендритной ликвации способствует различию пластических свойств и сопротивления деформации осей дендритов и межосных участков. Это приводит к неоднородности деформации, усилению концентрации напряжений и к снижению пластичности. Предварительный анализ диаграммы состояния нового сплава позволяет, таким образом, качественно оценить его деформируемость в слитке. [c.502]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...