Масштабный эффект влияние определение

Влияние абсолютных размеров детали. Снижение предела выносливости с ростом абсолютных размеров детали носит название масштабного эффекта. Влияние размеров детали учитывается масштабным коэффициентом Р ,, представляющим собой отношение предела выносливости, определенного при испытаниях лабораторных образцов диаметром 7... 10 мм, к пределу выносливости, определенному при испытании геометрически подобных образцов (или деталей) больших размеров, т. е. [c.557]

При определении коэффициента запаса прочности для конкретной детали надо учесть влияние коэффициента снижения предела выносливости ( тд)-Опыты показывают, что концентрация напряжений, масштабный эффект и состояние поверхности отражаются только на величинах предельных амплитуд и практически не влияют на предельные средние напряжения. Поэтому б расчетной практике принято коэффициент снижения предела выносливости относить только к амплитудному напряжению цикла. Тогда окончательные формулы для определения коэффициентов запаса прочности по усталостному разрушению будут иметь вид при изгибе [c.562]

Стендовые испытания узлов и механизмов машин. При оценке надежности узлов и механизмов машин, теряющих свою работоспособность из-за износа, усталости, коррозии и других причин, не удается, как правило, ограничиться испытанием стойкости материалов, из которых они выполнены. Конструктивные особенности деталей и механизмов, взаимовлияние отдельных элементов, масштабный эффект и другие факторы оказывают существенное влияние на показатели надежности изделия. Поэтому испытание стойкости материалов — это первый этап оценки надежности изделия, это исходные данные для прогнозирования и выбора лучшего варианта. Для подтверждения прогноза и уточнения или определения показателей надежности требуется проведение стендовых испытаний, которые при правильно построенной методике позволяют получить данные, близкие к эксплуатационным, и учесть конструктивные особенности изделия. Однако их трудоемкость значительно выше, чем испытание стойкости материалов на образцах, а результаты могут быть применимы лишь к данной конструкции. [c.492]

Напряженное состояние материала у вершины усталостной трещины даже в случае внешнего одноосного растяжения при раскрытии берегов усталостной трещины перед ее вершиной является объемным. Переход к внешнему воздействию по нескольким осям не нарушает объемности напряженного состояния материала у вершины трещины и не изменяет условия раскрытия ее берегов, если в процессе распространения усталостной трещины реализуются механизмы роста трещины, подобные механизмам разрушения при одноосном внешнем циклическом растяжении. Поэтому при различном сочетании уровня действующих нагрузок по нескольким осям всегда имеется некоторая область их значений, в которой развитие разрушения качественно аналогично ситуации с одноосным растяжением — на вершине распространяющейся усталостной трещины осуществляются упорядоченные переходы к возрастающим масштабным уровням разрушения, каждому из которых отвечает определенный механизм роста трещины. Это представление отвечает регулярному нагружению материала без эффекта влияния смены режимов нагружения на рост трещин. [c.308]

Использование полученного уравнения кривой усталости дало возможность построить распределение предела усталости на базе 10 циклов для образцов диаметром 10, 20 и 32 мм и при меньшем количестве образцов в серии (рис. 68). Анализ полученных результатов показывает, что для образцов разных диаметров, испытанных как на воздухе, так и в коррозионной среде, пределы усталости, соответствующие малой вероятности разрушения (р = 2%), отличаются не существенно, т. е. нижняя граница рассеивания пределов выносливости сплава практически постоянна. С увеличением вероятности разрушения влияние масштабного фактора на усталостную прочность увеличивается, наблюдается обычный ход масштабных кривых — затухание масштабного эффекта с ростом диаметра образцов (см. рис. 67). В этом можно видеть статистическую природу масштабного эффекта [97]. Характерным для титана является отсутствие инверсии масштабного эффекта в коррозионной среде, что очень важно для возможности прогнозирования масштабного. эффекта не только на воздухе, но и в коррозионной среде по результатам большой выборки испытания малых образцов и определения нижнего предела распределения выносливости. Этот предел и будет устойчивым для данного металла независимо от размера изделия. [c.141]

Влияние размеров (масштабный эффект). Пределы выносливости сталей, определенные при осевом нагружении и симметричном цикле, практически от размеров образца не зависят (табл. 2.1). Наблюдаемый разброс экспериментальных данных вызывается, по-видимому, различными погрешностями методики экспериментального исследования, как,- например,, большей вероятностью присутствия остаточных напряжений,, вызывающих небольшое понижение усталостной прочности у очень больших образцов. [c.34]

Результаты, полученные на стали 20 X, свидетельствуют о такой взаимосвязи масштабного эффекта и влиянии среды в поверхностноактивной среде влияние масштабного эффекта снижается, а в коррозионной даже имеет место инверсия этого влияния — образцы большого диаметра делаются более прочными по сравнению с образцами малого диаметра. Это исследование показывает, что при определении допускаемого напряжения в детали необходимо пользоваться коэффициентом масштабного эффекта, определенным в той среде, в какой будет работать деталь. [c.165]

Хотя людям с древнейших времен приходилось строить различные, порой весьма сложные сооружения, знания о прочности и разрушении материалов раньше приобретались эмпирически и в значительной степени случайно, передаваясь из поколения в поколение как некое искусство. У истоков научного подхода к вопросам прочности и разрушения стоят такие корифеи, как Леонардо да Винчи и Галилео Галилей. Леонардо да Винчи первым начал проводить опыты по определению несуш,ей способности (эксперименты с железной проволокой). Ему приписывают открытие явления, которое называют теперь масштабным эффектом.. Однако достижения Леонардо да Винчи остались неизвестными последуюш,им поколениям и поэтому не оказали влияния на развитие механики разрушения. Основоположником [c.6]

Влияние радиуса закругления и угла надреза. Масштабный фактор, учитывающий влияние геометрических размеров сечения детали, и связанный с ним масштабный эффект, заключается в том, что по мере увеличения поперечного сечения детали (при достижении им определенной величины) прочность материала [c.496]

Имеются некоторые качественные данные, согласно которым масштабный эффект, связанный с задержкой по времени, меньше влияет на частично и полностью развитую кавитацию по сравнению с ее начальной стадией. Это согласуется с представлением о том, что время начального роста ядра является основным фактором, влияющим на задержку возникновения кавитации, в то время как скорость парообразования, по-видимому, оказывает определяющее влияние на рост пузырей ц установление отдельных фаз присоединенной кавитации. Одним из проявлений слабого влияния этого масштабного эффекта можно считать качественное соответствие между наблюдаемыми длинами неподвижных каверн и протяженностью зоны низкого давления на теле по мере уменьшения К, начиная от условий возникновения кавитации. Рассмотрим не полностью развитую каверну длиной X (безразмерная длина), образовавшуюся на теле с распределением Кт, представленном на фиг. 6.1. Предположим, что течение имеет те же скорости, что и при определении К - Кх — идеальное число кавитации для такой же каверны с такой же относительной длиной на бесконечно длинном теле, а — экспериментально определенное значение числа кавитации. Так как задержка в возникновении кавитации является свойством данного потока жидкости в канале и так как она неизменна, можно предположить, что площадь Ах, соответствующая задержке роста частично развитой каверны, будет равна площади А, соответствующей возникновению кавитации. Если [c.298]

У истоков этой науки стоят такие корифеи, как Леонардо да Винчи и Галилео Галилей. Леонардо да Винчи, по-видимому, первым поставил задачу проведения опытов по определению несущей способности (эксперименты с железной проволокой). Хотя людям с древних времен приходилось строить различные и весьма сложные сооружения, знания о прочности и разрушении материалов раньше накапливались эмпирически и в значительной степени случайно, опыт передавался из поколения в поколение как некое искусство. Леонардо да Винчи, в частности, приписывают открытие того явления, которое называют теперь масштабным эффектом. Однако достижения Леонардо да Винчи остались неизвестны непосредственно следовавшим за ним поколениям и поэтому не оказали влияния на развитие механики разрушения. Галилео Галилей, установивший, что разрушающая нагрузка растягиваемого бруса прямо пропорциональна площади его поперечного сечения и не зависит от его длины, по праву может считаться основоположником механики разрушения. Заметим, что этот вывод, несколько модернизированный на неоднородное напряженное состояние, до сих нор играет основную роль в практических инженерных расчетах на прочность. [c.366]

Будем различать два понятия металлургическую прочность и конструкционную прочность. Под первой понимается (обычно приводимое в справочниках по материалам) значение прочности, полученное на гладких лабораторных образцах определенных стандартных размеров из материала в состоянии поставки. Прочность изделия из этого же материала конструкционная прочность) иногда оказывается существенно меньше. Особенно часто это происходит при приближении к области хрупкого разрушения. Влияние размера конструкции. на (конструкционную) прочность будем называть масштабным эффектом. [c.394]

Рассмотрим некоторые особенности испытаний. На величину разрушающего усилия, также как и при штифтовом методе, оказывает влияние масштабный фактор. Доказано, что при нанесении плазменного покрытия в одинаковых условиях на образцы различных диаметров значения прочности соединения отличаются весьма резко. Уменьшение диаметра образца от 50 до 25 мм сопровождается падением величины разрушающего напряжения почти в два раза [61]. Это, вероятно, связано со сложностью механизма отделения покрытия. Отрыв покрытия обычно не наблюдается одновременно по всей площади контактирования, даже если происходит по границе покрытие — основной металл . Прежде всего отрыв идет от края образца, а затем распространяется к центру. Поэтому прочность соединения для данного покрытия, определенная на образце большего диаметра, будет выше, чем на тонком (краевой эффект). С увеличением диаметра образца роль краевого эффекта уменьшается. Кроме того, возможны варианты разрушения, такие же как и для штифтовой методики (см. рис. 4. 3). [c.70]

Обобщение экспериментальных исследований влияния масштабного фактора по пределу усталости позволило ввести этот фактор, наряду с эффектом концентрации, в определение несущей способности элементов конструкций при переменных напряжениях (С. В. Серенсен, 1937—1945 [c.403]

Конструктивная прочность сварных узлов стационарных установок типа энергетических может быть наиболее надежно оценена с помощью специальных стендов, в которых изделие доводится до разрушения и которые используются лишь для определения работоспособности какого-либо конкретного узла. К ним могут быть отнесены, например, стенды для оценки работоспособности сварных стыков натурных паропроводов с устройствами для создания дополнительных усилийшзгиба [81], разгонные стенды для оценки прочности композитных дисков [47] и другие, описание которых приведено в п. 16. Однако и при их использовании необходимо учитывать дороговизну проводимых испытаний и невозможность рассмотреть большое число факторов, от которых зависит эксплуатационная надежность того или иного узла. Подобные стендовые испытания должны рассматриваться как заключительный этап лабораторных исследований, которыми установлен механизм разрушения и намечены меры к его устранению. Задачей стендовых испытаний является в этих условиях проверка рекомендаций лабораторных исследований с учетом влияния масштабного эффекта. Объем их ограничивается лишь теми вариантами конструкций материала и технологии изготовления, которые по данным лабораториных исследований обеспечивают максимальную работоспособность изделия. [c.107]

Мур [954], рассматривая предложение Питерсона, указал на то, что поверхность может быть упрочнена либо сжимающими напряжениями в поверхностном слое, вызванными полировкой, либо перегруппировкой кристаллов. В обоих этих случаях источник трещин может быть на некотором расстоянии от поверхности . Может представлять значение тот факт, что Мае-сонне [1014] обнаружил меньшее влияние размеров на усталостную прочность при электролитической полировке образцов, чем при механической (см. табл. 14.3). Результаты исследований Мура полированных и затем отожженных в вакууме образцов показали некоторый малый, но определенный масштабный эффект (см. табл. 2.3). В обоих случаях напряжения в поверхностном слое, вызванные полировкой, успешно устранялись. [c.56]

Масштабный эффект. Достоверно не было установлено наличие какого-либо влияния размеров при изгибе высокопрочных алюминиевых сплавов. С одной стороны, Мур [995] получил непротиворечивый и довольно большой масштабный эффект на образцах, выполненных из сплава типа А1—2п—Mg, поскольку образцы меньших размеров имели большую усталостную прочность. С другой стороны, параллельная серия испытаний, проделанная на том же самом типе материала Хайлером, Льюизом и Гровером [497], не дала данных о каком-либо определенном влиянии размеров, хотя при переходе от одного размера к другому предел выносливости изменялся (см. табл. 3.1). [c.80]

Очевидно, существуют другие параметры, влияющие на интенсивность кавитационного воздействия. Одним из них является характерный размер для геометрически подобных течений. Предварительные исследования на простых телах вращения разных размеров, проведенные в гидродинамической трубе КТИ, не дали определенных результатов, хотя было замечено, что влияние размера модели на получаемые результаты не является простым. Если эксперименты в гидродинамической трубе рассматривать как модельные, то влияние размера модели и скорости течения определяется так называемым масштабным эффектом . Третьим фактором, который может внести еще большую неопределенность, является содержание в воде ядер кавитацни. Все это требует более глубокого изучения интенсивности кавитации как в лабораторных, так и в натурных условиях. [c.405]

Здесь Еоо и 1Уоо — значения упругих модулей для бесконечного кристалла с учетом взаимодействия только между ближайшими атомами. Рассмотрим выражение для модуля Юнга. Если взять в качестве толщины полосы Н = Но-, что представляется наиболее естественным согласно рис. 1, то значение модуля Юнга окажется в два раза больше своего макроскопического значения. Ситуацию можно исправить, если положить Н = 2Ноч тогда значения совпадут. Подобная неоднозначность в определении модуля Юнга связана с принципиальной неоднозначностью определения размеров дискретных объектов [1, 2]. Отметим, что, как показано в [2], невозможно устранить влияние дискретности одновременно для всех механических характеристик — оптимальный выбор определения для одной макроскопической величины не влияет на масштабный эффект для другой или [c.487]

Но можно привести и такие примеры, когда масштабный эффект, вносимый трещиной, количественно выразить намного сложнее. Так, на эффективную поверхностную энергию, а следовательно, на прочность влияют самоуравновешенные остаточные напряжения, энергия которых частично высвобождается при росте трещины. Ясно, что плотность высвобождающейся энергии (приходящейся на единицу приращения площади трещины) и тем самым ее влияние на прочность зависят от размеров тела (с увеличением размеров прочность должна понижаться, что и обнаруживается на самом деле), но каковы здесь количественные соотношения, не установлено. Далее, при определении трещиностойкости материала на лабораторных образцах (на тонких пластинах с трещиной) не удается удовлетворить условиям подобия, обеспечивающим возможность распространить выводы из таких испытаний на крупногабаритные натурные конструкции. Дело в том, что сохраняя отношение длины трещины к толщине пластины, мы не можем сохранить отношение критических напряжений к пределу текучести. Выход из этого положения лежит в развитии методов нелинейной механики разрушения, явно учитывающей пластические деформации у края трещины. [c.19]

В работе [5] изучено влияние толщины лакокрасочных покрытий на прочность. В качестве объектов исследования были выбраны покрытия из нитрата целлюлозы, нитролака, белой и черной нитроэмалей, подвергшиеся термостарению в различной степени. Термостарение обеспечивало идентичность изменения свойств толстых и тонких покрытий, которая является необходимым условием определения масштабного эффекта. [c.67]

Первый этап призван в режиме "Мониторинг" реализовать прочностное сопровождение методической плоскости с координатами "Жизненный цикл объекта диагностики" - "Жизненный цикл развития дефекта" по всей протяженности объекта диагностики. Таким образом, проектные данные по геометрии объекта, условиям нагружения, свойствам материалов и допустимым дефектам должны быть проанализированы наравне с имеющейся на эксплуатируемых объектах текущей документацией (диспетчерские журналы, журнал проведения ремонтно-восстановительных работ, протоколы дефектоскопических обследований, акты расследования аварий и отказов и т.п.). Поскольку расчетная схема для оценки прочности и остаточного ресурса оперирует вполне определенными формализованными знаниями, то на втором этапе необходимо выполнить схематизацию объекта (обычно путем интерпретации реальных конструктивных элементов геометрическими фигурами пластина, цилиндр, конус, сфера и т.п.), дефектов (приведение реальных дефектов, обнаруженных средствами технической диагностики к канонической форме, удобной для проведения прочностных расчетов), свойств материалов (в первую очередь, предел текучести, временное сопротивление, критическое значение коэффициентов интенсивности напряжений материалов и их сварных соединений в данных условиях эксплуатации (с учетом влияния температуры, скорости и ассиметрии нагружения, среды, анизотропии свойств, масштабного эффекта, деградации свойств в результате старения материалов и т.п.), условий нагружения (внешние силовые факторы, воздействующие на данный конструктивный элемент должны быть схематизированы по определенным правилам). Общим замечанием ко второму этапу работ "Подготовка исходных данных" является то, что схематизация должна быть консервативной и приводить к достаточно простым расчетным схемам. [c.90]

Протекающие в материале процессы в случае эксплуатационных разрушений могут протекать не в строгом соответствии с диаграммами или картами Эшби. Это обусловлено существованием критических условий по масштабному уровню протекания процесса эволюции открытых систем в соответствии с принципами синергетики [43-46]. При различном сочетании одновременно действующих нескольких факторов в результате эффекта их суммарного воздействия, взаимного влияния друг на друга может измениться критическая величина используемого (одного) параметра, который применяется для определения границы смены механизма разрушения. Многофакторная оценка поведения материала при различном сочетании параметров внешнего воздействия подразумевает комплексное изучение границ перехода от одних протекаемых процессов разрушения материала к другим с использоваттем интегральных характеристик эволюции поведения материала и рельефа излома в оценке условий его нагружения в эксплуатации. [c.99]

Заметим, что влияние масштабного фактора на стадии диссеминированных повреждений коррозионной усталости следует учитывать не через объем или площадь сечения, а через площадь поверхности конструкции, омываемой агрессивной средой. В стадии развития магистральной трещины эффект размеров (и формы) детали учитывается косвенно при определении коэффициента интенсивности напряжений. При этом стадия развития трещины от некоторого начального до критического размера может оказаться при больших размерах деталей более продолжительной, чем при меньших размерах деталей. [c.172]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...