Поломка Предел выносливости

Поломка гибкого колеса от трещин усталости, появляющихся вдоль впадин зубчатого венца при напряжениях, превышающих предел выносливости. С увеличением толщины гибкого колеса напряжения в нем от полезного передаваемого момента уменьшаются, а от деформирования [c.223]

Иногда из условий эксплуатации машины заранее известно, что деталь за время своей работы должна воспринять значительно меньшее число циклов, чем принятое при определении предела выносливости. В этом случае более экономично расчет детали вести на долговечность, а не исходить из предела выносливости. Долговечностью образца называют число циклов, необходимое для его поломки при данном цикле напряжений. Кривая выносливости (рис. 22.7, а) позволяет решить вопрос о долговечности образца, так как абсциссы точек этой кривой (Л, , /V.J,. ..) определяют долговечность образца при соответствующих значениях максимального напряжения цикла. [c.584]

Это соответствует вероятности Р = 0,002 (например, для десяти тысяч работающих в указанных условиях двигателей возможна усталостная поломка 20 валов). Для повышения надежности валов по сопротивлению этим поломкам требуется либо повышение запаса п за счет поднятия предела выносливости вала (э-Од и уменьшения и (увеличение однородности механических Од [c.176]

Высокая эффективность поверхностного наклепа для крупных деталей подтверждается и данными, полученными непосредственно при эксплуатации упрочненных деталей. Эти данные важны ввиду ограниченного количества лабораторных средств для испытаний крупных образцов на усталость, большой длительности и высокой стоимости таких испытаний. Особенно наглядно упрочняющий эффект проявляется у деталей, работающих в условиях ограниченной долговечности, при напряжениях, превосходящих предел выносливости. Характерный пример такого рода деталей — штоки штамповочных молотов. В месте запрессовки относительно тонкого штока в массивную бабу при работе молота создается высокая концентрация напряжений, приводящая к частым поломкам штоков, несмотря на применение для их изготовления высокопрочных легированных сталей. [c.158]

Напряжения первого рода могут быть полезными в тех случаях, когда они повышают предел выносливости и долговечность, например, напряжения сжатия, образующиеся на поверхности деталей после дробеструйного наклепа, накатки роликами или химикотермической обработки. Однако большей частью напряжения первого рода вызывают хрупкое разрушение, трещины, коробление и понижают прочность деталей. Вредное влияние внутренних напряжений первого рода может проявляться спустя некоторое время после их появления, так же как небольшая внешняя нагрузка, приложенная к детали, может вызвать деформацию или поломку, если эта нагрузка суммируется с уже существующими внутренними напряжениями. [c.77]

После дробеструйного наклепа предел выносливости клапанных пружин автомобилей повышается в среднем на 50% для пружин, имеющих поверхностные пороки, повышение предела выносливости доходило до 100—150%. Применение дробеструйного наклепа для автомобильных рессор, так же как и для пружин, практически полностью исключило поломки их в эксплуатации. Стендовые испытания рессор разных автомобилей показали увеличение срока службы рессор после дробеструйного наклепа в 2—12 раз, а эксплуатационные испытания — в 2,5—3 раза. [c.298]

Формула выведена авторами на основании результатов испытаний образцов из рессорной стали, отдельных рессорных листов и рессор в сборе [72, 111]. Эти резз льтаты приведены на диаграмме предельных напряжений (рис. 2.13). В формуле учитывается тот факт, что при определении предела выносливости рессор в сборе испытания проводятся до поломки одного листа, т. е. распределение пределов выносливости характеризуется распределением минимальных членов в выборке. [c.60]

Влияние предварительной недогрузки и перегрузки на предел выносливости. Предварительная тренировка образца или детали в течение нескольких миллионов циклов ниже предела выносливости повышает этот предел примерно на 30%. Перегрузка, т. е. значительное превышение при тренировке предела выносливости, снижает о , и очень часто является основной причиной поломки деталей, подвергающихся действию переменных напряжений. [c.148]

Поломка зуба у основания в большинстве случаев происходит из-за недостаточного предела выносливости, но бывают случаи излома и из-за кратковременной перегрузки. Усталостное разрушение вызывается в значительной мере наличием надрезов, рисок, недостаточно плавным закруглением в галтелях, недостаточным радиусом галтели. Чем лучше обработана поверхность, тем меньше опасность усталостного разрушения. [c.306]

Высокие нагрузки в деталях автомобиля создают напряжения, превышающие предел выносливости металла, следствием чего являются усталостные поломки. [c.30]

Из табл. 76 видно, что значение предела текучести сердцевины равно пределу выносливости этих образцов. Глубина слоя в месте поломки этого образца находилась в пределах 1,3— 1,2 мм при общей глубине слоя нитроцементации 1,5 мм. [c.159]

Выбор допускаемых напряжений изгиба. Выше отмечалось, что, как правило, причиной поломки зубьев является усталость материала под действием повторных переменных изгибающих напряжений. Поэтому допускаемые напряжения должны 1ть определены, исходя из предела выносливости a i. При одностороннем действии нагрузки (зуб работает одной стороной, направление вращения постоянно) можно приближенно считать, что напряжения изменяются по пульсирующему циклу [c.96]

Предел выносливости обычно падает с повышением температуры. При понижении же температуры от 20° до —183° - --193° предел выносливости увеличивается у некоторых сталей более чем вдвое. По излому можно определить, является ли поломка детали результатом усталости металла. На фиг. 146 показан тн-пичный излом усталости стального штока парового молота. Как видно из фигуры, усталостный излом имеет две ясно выраженные зоны зону, получившуюся внезапно в момент окончатель- [c.173]

Па по щекам и 3,2-10 Па по шейкам. Предел выносливости образцов из стали 45 примерно в 5—15 раз больше, чем предел выносливости коленчатых валов из той же стали. При увеличении радиуса закругления галтелей до 3 мм предел выносливости по щекам возрастает примерно на 30%. С увеличением радиуса закругления до 6 мм почти прекратились поломки коленчатых валов из-за низкой усталостной прочности. [c.112]

Выше указывалось, что причиной поломки зубьев является усталость материалов, поэтому допускаемые напряжения должны быть определены по пределу выносливости а 1. [c.452]

Детали станков, как правило, рассчитывают, учитывая длительный предел выносливости, и их выход из строя из-за поломки от появления усталостной трещины недопустим. [c.45]

Поломка гибкого колеса от трещин усталости, появляющихся вдоль впадин зубчатого венца при напряжениях, превышающих предел выносливости. С увеличением толщины гибкого колеса напряжения в нем от полезного передаваемого момента уменьшаются, а от деформирования генератором волн увеличиваются. Поэтому есть оптимальная толщина. [c.338]

Первый образец устанавливается в машине и нагружается нагрузкой, создающей в образце напряжения, равные примерно 0,5—0,6 предела прочности при растяжении для сталей и 0,4 этого предела — для легких сплавов, и заведомо превышающие предел выносливости. По установленному на машине счетчику определяют число циклов, при котором образец сломался. Затем устанавливают в машину второй образец и нагружают его с таким расчетом, чтобы напряжение было на 2—4 /сг/мм меньше, чем напряжение, созданное в первом образце, и определяют число циклов, вызвавших поломку образца. [c.43]

Если образец не сломался, выдержав 10 циклов при напряжении а,, то для того чтобы установить предел выносливости, производят испытание еще одного образца, нагружая его на напряжение, среднее по величине между напряжением 01 и напряжением о,, вызвавшим поломку образца. [c.43]

Многократное повторение нагрузки, создающей напряжения, превышающие предел выносливости материала зубьев, что приводит к возникновению и распространению усталостной трещины. В итоге происходит поломка зубьев. Усталостная трещина возникает, как правило, у основания зуба, в месте максимальной концентрации напряжений изгиба (у переходной кривой), и развивается в направлении, нормальном к переходной кривой. При большой длине зубьев, в особенности у косозубых и шевронных колес, выламывается нередко лишь часть зуба. [c.71]

Экспериментальные исследования [180, 166, 16/, 168] напряжений у корня зуба показали, что положение 1 контактной линии тп является более опасным, чем положение 2. Приведенная на рис. 158, б картина напряженного состояния зуба у его основания получена для случая равномерного распределения нагрузки по контактной линии [180]. Вследствие упругой деформации деталей передачи нагрузка обычно концентрируется к одному из торцов зубьев. Это обстоятельство способствует еще большему возрастанию напряжений изгиба у края зуба. Если считать, что у косого зуба опасным является сечение по основанию, то расчетным случаем будет положение 1 контактной линии, поскольку оно всегда соответствует максимуму напряжений изгиба у основания зуба. Если не учитывать концентрацию напряжений в переходной кривой у основания зуба, то при длине зуба Ь Ьо теоретическое опасное сечение ас располагается не по основанию, а под некоторым углом = /(Я) к основанию зуба (рис. 158, а). Можно полагать, что Б условиях статического нагружения (например, при кратковременных перегрузках) зуб будет обламываться именно по сечению ас. Наоборот, при циклическом нагружении и напряжениях, превышающих предел выносливости зубьев на излом, усталостная трещина возникает в месте максимальной концентрации напряжений, т. е. у основания зуба, и характер поломки зуба будет такой, как показано на рис. 158, в. Все сказанное относится к зубьям длиной Ь b(j. Рассмотрим теперь напряженное состояние зубьев длиной Ь < Ьо- На рис. 159 показан такой укороченный зуб с отброшенной частью — Ь. Как видно из рис. 159, край зуба дополнительно нагружается изгибающим моментом, который несла отброшенная его часть. Напрял<енное состояние косого (шевронного) зуба становится при этом более однородным, приближающимся к таковому для прямого зуба в тем большей степени, чем короче его длина и [c.197]

При обработке в электролите (при электрохимической обработке и др.) поверхностный слой насыщается водородом, что может привести к хрупкой поломке деталей при их эксплуатации. Для устранения этого недостатка, а также для уменьшения остаточных напряжений, образующихся в поверхностном слое при изготовлении ответственных деталей (турбинные лопатки), нередко применяют дополнительное (механическое) полирование, что повышает их предел выносливости. Опасность насыщения поверхностного слоя водородом увеличивается с понижением скорости прокачки электролита через межэлектродный зазор она больше при обработке заготовок из титановых и жаропрочных сплавов чем из других материалов. При электролитическом хромировании также происходит насыщение поверхностного слоя водородом, вызывающее снижение предела выносливости детали. Водород можно удалить отпуском детали при температуре 120—140° С. [c.131]

Область зацепления зубьев 200 Определения и обозначения 184 Оценка возможности резонанса 205 Пересопряжение зубьев 205 Поломка зуба 211. 212 Предел выносливости 214. 215, 220 Приработка зубьев 1 97, 222 Прочность статическая 216, 217 Радиус кривизны приведенный 218 Размеры основные без смещения 185 Разрушение зубьев 182 Распределение нагрузки по ширине Зуба 192 [c.632]

Напряжения изгиба могут вызывать излом зубьев. Различают устипостные поломки, когда при многократном повторении нагрузки создается напряжение, превышающее предел выносливости мате- [c.287]

Для большинства цветных металлов, а также для некоторых других материалов, как правило, не удается установить предела выносливости, поскольку при последовательном уменьшении максимального напряжения цикла и достаточном увеличении числа циклов удается доводить образец до усталостной поломки. В связи с этим для цветных металлов и многих сплавов вводится понятие уел о в ного предела выносливости, под которым понимается наибольшее напряжение цикла, выдерживаемое образцом из данного материала при базовом числе циклов Л/б = 10 10. [c.195]

Результаты испытаний моделей, приведенные на рис. 1, показали, что пределы выносливости, определенные по полному разрушению, оказались для моделей из стали А равными 123 МПа, из стали Б — 985 МПа. Исследования несломавших-ся моделей позволили установить, что при напряжениях, немного меньших предела выносливости, в подступичных частях образуются усталостные трещины, не приводящие к поломке. И только при напряжениях значительно более низких трещины вообще не появляются. Предельные напряжения, не вызывающие появления усталостных трещин в исследованных моделях, для стали А равны 70 МПа, для стали Б — 42 МПа. [c.8]

Затем дополнительно, с целью установления действительной <безопасности для исследуемых валов существования в них усталостных трещин глубиной 3,8—3,3 мм, были проведены следующие испытания. Вал, прошедший базу испытаний (10 циклов), был подвергнут дополнительным нагружениям на том же уровне (Оа = 280 МПа). Поломка вала произошла после 20 млн. циклов по гладкой части в удалении от галтелей. Этот результат показывает, что в данном случае была полностью нейтрализована концентрация напряжений в галтелях и достигнут уровень предела выносливости гладкого вала того же сечения. Анализ трещин в галтелях этого вала (рис. 67, точки 4) показал, что глубина нераснространяющихся трещин в нем равна критической глубине, определенной на сломавшихся валах. Это еще раз подтверждает правильность предположения о том, что максимальная длина трещин в несломавшихся галтелях разрушившихся упрочненных валов является достаточно близкой к критической длине нераспространяющихся трещин в этих валах. [c.162]

Однако опыт показал, что не только осповидный износ, но также и усталостные поломки зуба у основания и торцовые разрушения большей частью вызываются недостаточной твердостью, малым пределом выносливости его поверхности и недостаточным пределом текучести сердцевины. Поэтому для тяжелонагруженных шестерен применяются легированные цементуемые стали с содержанием углерода ближе к верхнему пределу — 0,20—0,25% и с достаточной толщиной закаленного цементованного слоя. [c.335]

Поломки полуосей при стендовых испытаниях и в эксплуатации происходили по телу и по шлицам. Так как полуоси не подвергались упрочняюш ей термообработке (Ру = 1), то для тела полуоси при расчете предела выносливости на кручение необходимо ввести коэффициент состояния поверхности Кп, который можно принять равным 2 (см. табл. 2.9). [c.59]

Причинами преждеврем. разрушения цементованных деталей чаще бывают крунно-зернистость стали и чрезмерное пересыщение слоя углеродом (поломка деталей, отколы слоя), высокое содержание в слое остаточного аустенита (пониж. предел выносливости, образование ниттингов), пониж. твердость (пониж. износостойкость). [c.428]

Широко применяемый метод испытания на выносливость — знакопеременный изгиб. На специально сконструированной машине цилиндрический образец изгибается приложенной к нему нагрузкой и непрерывно быстро вращается. При этом каждая его часть многократно подвергается чередующимся напряжениям сжатия и растяжения. Для испытаний какогочнибудь сплава необходимо заготовить из него несколыио образцов одинакового размера и формы. Первый образец подвергают напряжению, заведомо превышающему предполагаемый предел выносливости, и отмечают число повторных нагрузок (циклов), вызывающих поломку. При испытании каждого следующего образца приложенное напряжение понижают на 2—4 кг мм . При этом образец выдерживает до поломки все большее число циклов. Таким образом, находят то наибольшее напряжение, которое не вызывает разрушения образца после 10 миллионов повторных нагрузок. [c.98]

Усталостные поломки гибкого колеса возможны при действии перемен-. ных нормальных и касательных.напряжений, превосходящих пределы выносливости материала гибкого колеса. Место действия максимальных касательных напряжений не совпадает с местом действия наибольших нормальных местных напряжений изгиба обода и зуба, поэтому коэффи-щ1енты запаса по нормальным и касательным напряжениям рассчитывают раздельно [14]. [c.146]

Использование инструментов из быстрорежущих сталей с повышенным содержанием кобальта и молибдена, например Р9КЮ, Р9Ф2К5 и др., обеспечивает повышение стойкости инструмента в 2—3 раза по сравнению с инструментом из стали Р18. Но несмотря на это значительный выход инструмента из строя происходит по причине его выкрашивания и поломки, что связано с баллом карбидной неоднородности. Так, увеличение балла со второго до пятого снижает предел выносливости в 2 раза и твердости на 1,5—2 единицы. Поэтому для уменьшения карбидной неоднородности по сечению заготовки в инструментальной промышленности применяют прокат заготовок, их ковку с осадкой и вытяжкой, прессование, термическую обработку, которые характеризуются значительной трудоемкостью при относительно небольшом снижении балльности карбидной е еоднородностн. [c.167]

В случае выхода переходного слоя с напряжениями растяжения на поверхность деталей, особенно в опасном сечении, например, вблизи галтели у шейки коленчатого вала или у основания зуба зубчатого колеса, они могут явиться причиной поломки деталей. Вообще же при благоприятном непрерывном расположении закаленного поверхностного слоя остаточные напрялсения сжатия в нем и его высокая твердость значительно повышают предел выносливости стлли при действии переменных напряжений изгиба и кручения. [c.246]

Основной причиной поломки рам являются усталостные разрушения в сечениях, ослабленных концентраторами напряжений (отверстия, сварные швы). В табл. XVII.2 приведены данные по пределам выносливости материала и соединений рам. Предел выносливости штампованных и гнутых профилей на 25—35% выше чем у прокатанных. Сварные швы обладают пределом выносливости в 4—5 раз меньшим листового материала и требуют упрочения зоны шва. Для упрочения применяют чеканку, местное пластическое -обжатие или нагрев вблизи концов шва. [c.479]

Усталостные разрушения (рис. 9) 156] возникают при переменных напряжениях, уровень которых превышает предельное для данных условий значение. Обычно существует такой стационарный режим нагружения (кривые / и 2 на рис. 10), при котором увеличегше числа циклов нагружения N не вызывает снижения предельного значения напряжений сг 1, называемого пределом выносливости. В некоторых случаях, например при воздействии коррозии (кривая 3) и высоких температур, а также при контактных нагружениях закаленных до высокой твердости сталей, предел выносливости в таком понимании может отсутствовать. Наиболее опасным является общее усталостное разрушение деталей. Ему предшествует образование трещины, которая, постепенно развиваясь и ослабляя сечение, вызывает внезапную поломку нередко с тяжелыми последствиями. [c.41]

Выносливость усталостная прочность) детали определяет размеры большинства деталей станка, так как наличие переменных напряжений характерно для деталей привода и исполнительных механизмов — валов, зубьев шестерен, деталей многих механизмов, у которых напряжения периодически изменяются от o , n до (или от дотща . в этом случзе поломка деталей может произойти в результате появления так называемой усталостной трещины. Как известно, основным показателем прочности материалов при переменных нагрузках является предел выносливости (усталости) а , по отношению к которому и рассчитывают допускаемое напряжение. При [c.43]

Поломка зубьев червячного колеса или витков червяка (рис. 240) может произойти в результате образования и роста усталостной трещины, возникшей при работе передачи с нагрузками, превышающими предел выносливости материала. Известны также случаи, когда поломка происходила в момент недопустимо большой кратковременной перегрузки передачи (например, при пуске). Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев червячного колеса (рис. 241) имеет ту же причину, что и для зубчатых колес (см. гл. 1П). Наблюдается оно преимущественно у зубьев червячных колес из сплавов с относительно низкой контактной выносливостью и с повышенными антизадир-ными свойствами (например, бронзы с высоким процентом содержания олова). [c.366]

При этих условиях действие переменных сил может вызвать зарождение и развитие трещин усталости и в конечном счете поломку вала. Поломка вала, как и других динамически нагруженных деталей, из-за усталости может не произойти лишь в том случае, если рабочие динамические напряжения в детали, как ранее указывалось, будут меньше или равны пределу выносливости данного цикла напряжений. Однако это условие не всегда может соблю,-даться при работе восстановленных деталей, на проявление усталости металла которых помимо вибрации оказывают влияние еще и другие факторы внутренние растягивающие напряжения в металлопокрытиях и дефекты их структуры, погрешности механической обработки и др. Поэтому повышенные вибрации более опасны для капитально отремонтированных автомобилей. [c.134]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...