Фактор абсолютных размеров при переменных напряжениях

Так как большое число деталей машин и элементов конструкций (вращающиеся валы и оси, подкрановые балки, несущие узлы транспортных установок и т. д.) работает при переменных во времени напряжениях и за весь срок службы число циклов нагружения достигает 10 —10 и более, то наиболее вероятным эксплуатационным повреждением для них оказывается многоцикловое усталостное. Усталостное разрушение начинается обычно в зонах с максимальными амплитудами циклических напряжений или в местах технологических дефектов (поверхностных, сварочных). Трещины усталости при указанных выше базах по числу циклов, возникают и распространяются при номинальных напряжениях ниже предела текучести. Расчетными характеристиками при определении прочности и ресурса в этих случаях являются пределы выносливости и кривые многоцикловой усталости с отражением роли конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов (абсолютные размеры сечений, асимметрия цикла, концентрация напряжений, среда, состояние поверхности и др.) [2, 3]. В связи с разбросом характеристик сопротивления усталости а [c.11]

Фактор абсолютных размеров при переменных напряжениях 362 Фасонные пружины — Конструкция 871 Ферменные конструкции — Перемещения [c.1093]

Масштабный фактор (или иначе называемый масштабный эффект) тесно связан с физической природой прочности и разрушения твердых тел. Механические свойства сплава, особенно при знакопеременных или повторяющихся нагружениях, зависят от абсолютных размеров испытываемых образцов и конструкций даже в случае полного соблюдения подобия их геометрической формы и условий испытания [48, 61, 88, 144]. Предел выносливости гладких образцов понижается с увеличением их размеров, что оценивается коэффициентом влияния абсолютных размеров сечения. Для материалов с неоднородной структурой (литые стали, чугуны) влияние размеров образца на выносливость более резко выражено, чем для металлов с однородной структурой. Наиболее значительно снижается усталостная прочность с ростом размеров образца [48, 88] в случае неоднородного распределения напряжений по сечению образца (при изгибе). Форма поперечного сечения образца, определяющая объем металла, находящегося под действием максимальных напряжений, существенно влияет на выносливость образца. При плоском изгибе влияние на предел выносливости размеров прямоугольных образцов больше, чем цилиндрических. При однородном распределении напряжений по сечению гладких образцов (переменное растяжение — сжатие) масштабный эффект практически не проявляется. Характерно, что при наличии концентраторов напряжения масштабный эффект наблюдается при всех, без исключения, видах напряженного состояния. Чем более прочна сталь, тем сильнее проявляется масштабный эффект. [c.21]

Учитывая концентрацию напряжений, влияние абсолютных размеров, состояние поверхности, строят диаграмму предельных напряжений детали. При этом в соответствии с данными опытов влияние перечисленных факторов относят только к переменной составляющей цикла, т. е. к амплитуде сга- Предельная амплитуда напряжений для образца согласно формуле (XII.7) равна [c.279]

Рассчитывают наиболее характерные размеры детали по тем критериям работоспособности, которые являются в данном случае наиболее важными, и согласовывают с действующими стандартами. Эти расчеты чаще всего являются предварительными, так как они базируются на упрощенных схемах, которые не позволяют достоверно оценить фактическую работоспособность детали. К тому же при типичных для машиностроения режимах нагружения, характеризуемых тем, что в сечениях деталей машин возникают переменные напряжения, механические характеристики прочности (например, предел выносливости) не являются неизменными показателями для данного материала, так как они зависят от абсолютных размеров детали, ее формы и некоторых других факторов. [c.11]

Данные о прочности материалов при действии переменных напряжений чаще всего получают в результате испытаний стандартных образцов малого диаметра. Поэтому оценка прочности деталей машин требует учета влияния на выносливость следующих основных факторов формы и абсолютных размеров детали состояния поверхности и свойств поверхностного слоя изменения режимов нагружения. [c.24]

При оценке прочности деталей, работающих в условиях статического нагружения, свойства материала детали отождествлялись со свойствами материала образца, при этом не учитывалась разница ни в форме, ни в размерах детали и образца, на котором были получены предельные напряжения, т. е. предполагалось, что при равных номинальных напряжениях опасность разрушения образца и детали, выполненной из такого же материала, как и образец, одинакова. Многочисленные эксперименты показали, что при переменных напряжениях в расчетах на сопротивление усталости необходимо учитывать ряд факторов, которые существенным образом влияют на сопротивление усталости детали в то время, как на статическую прочность они оказывают незначительное влияние. К наиболее существенным факторам относятся концентрация напряжений, абсолютные размеры поперечных сечений детали, состояние поверхности — ее шероховатость, наличие коррозии, окалины и др. Рассмотрим более подробно влияние этих факторов на сопротивление усталости. [c.293]

Советские исследователи-прочностники показали, что закономерности усталостных разрушений металлов лежат в основе расчета деталей машин под действием переменных напряжений, а также обоснования конструктивных и технологических способов увеличения их прочности. В связи с этим важную роль играют прежде всего концентрация напряжений и абсолютные размеры, как факторы прочности деталей. Анализ значительного экспериментального материала показал существование, с одной стороны, влияния абсолютных размеров на сопротивление усталости как проявление структурной неоднородности материала и влияние дефектов его строения и, с другой, эффект неоднородности напряженного состояния (Г. В, Ужик и др.). На утомляемость деталей наряду с концентрацией напряжени и абсолютных размеров оказывают большое значение качество поверхности, свойство поверхностного слоя и влияние среды (сопротивление усталостному разрушению в коррозионных средах, кавитационные разрушения). [c.43]

Старение деталей машин, их несущая способность и прочность при переменной нагруженности зависят от концентрации напряжений, абсолютных размеров, свойств материалов и качества поверхностного слоя деталей, окружающей среды п других факторов. Металлографические, рентгеновские и исследования, выполненные с помощью электронных микроскопов, позволили открыть ряд новых явлений, сопровождающих повторную деформацию и последующее (часто внезонное) разрушение материалов под действием повторных нагрузок. Это явление называется пределом выносливости металлов. Субми-кроскопические трещины усталости образуются на ранней стадии деформирования, после числа циклов, составляющего 10—20% общей долговечности. Видимая трещина образуется незадолго до окончательного разрушения детали. С помощью методов дефектоскопии в ряде случаев можно контролировать величину и скорость распространения трещин в деталях машин и определять пределы безотказной работы при медленно развивающихся трещинах усталости. [c.223]

Вал, рассчитанны на сложное сопротивление, проверяется нз усталость, так как он испытывает переменные напряжения. Поверочный расчет на усталость производят с учетом концентрации (местного повышенпя) напряжений, возникающих в местах изменения формы вала (галтель, резьба, отверстие, шпоночный паз и т. п.) и в неровностях поверхности. Величина концентрации напряжения зависит от абсолютных размеров сечення вала. Влияние указанных факторов на величину концентрации напряжения учитывается соответствующими коэффициента.ми, приведенными в табл. 7, 8 и 9. [c.377]

С увеличением абсолютных размеров детали вероятность возникновения структурной неоднородности металла и появления в нем микротреш,ин при переменных нагрузках возрастает. Микротрещины, распространяясь по объему металла, постепенно превращаются в макротрещины, вокруг которых возникает концентрация напряжений. Абсолютные размеры детали нри расчетах учитываются масштабными факторами Ва и Вх, равными отношению пределов выносливости натурной детали (о11дет и т1,дет) и гладких образцов (ст110бр и т1юбр) диаметром 10 мм, изготовленных из того же металла, что и деталь, т. е. [c.377]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...