550 — Влияние на свойства материалов 20 — Влияние на усталостную прочность

Четкого разграничения влияния этих факторов на усталостную прочность не может быть проведено без учета свойств материала, так как степень их влияния различна для разных материалов. [c.268]

Электроконтактная наплавка является перспективным методом. Она характеризуется большой производительностью, узкой зоной температурного влияния и малым уменьшением усталостной прочности деталей. В зависимости от электродной проволоки можно получить слои с различными свойствами. Расход материала минимальный, условия работы благоприятные и от работника не требуется высокой квалификации. [c.133]

Такие виды обработки образуют остаточные деформации и изменение свойств материала детали на незначительную относительную глубину, распространяющуюся на сотые или десятые доли высоты или диаметра сечений. В результате разгрузки (после местной пластической деформации, увеличения объема вследствие химико-термического насыщения или структурных превращений вследствие закалки) в поверхностном слое образуются значительные остаточные напряжения сжатия, достигающие предела текучести и более высоких значений. Прочность поверхностного слоя увеличивается в некоторых случаях этот слой становится хрупким и возрастает влияние асимметрии цикла нормальных напряжений на усталостное разрушение. [c.156]

Следует отметить, что на другие виды разрушения материалов в разной степени влияют масштабный фактор и конструкция детали. Так, при оценке коррозионной стойкости материала результаты, полученные для образца, при сохранении внешних условий могут быть, как правило, использованы для различных деталей. Однако, если испытывается усталостная или коррозионно-усталостная прочность материала, то форма и размеры образцов (которые стандартизованы) оказывают существенное влияние на процесс разрушения, поскольку не только вид нагружения, но и конструкция детали и технология ее обработки (шероховатость поверхности) определяют напряженное состояние и выносливость материала. Как известно, для усталостного разрушения разработаны методы пересчета на другой цикл нагружения, а также методы оценки концентрации напряжения и масштабного фактора. Это позволяет более широко использовать результаты испытания образцов для определения усталостной долговечности деталей различных конструктивных форм. В общем случае можно сказать, что применяемая схема испытания стойкости материала отражает уровень познания физики данного процесса. Чем глубже наши знания в раскрытии закономерностей процесса, тем больше методы испытания стойкости материалов абстрагируются от конструктивных форм изделий и отражают свойства и характеристики самих материалов. [c.487]

Однако механические нагрузка и удары не должны превышать предел прочности материала, так как хромовое покрытие в этом случае вдавливается в основной материал, деформируется и скалывается. Следует отметить, что твердое хромирование оказывает неблагоприятное влияние на некоторые свойства металлов, например на предел усталостной прочности различных сталей, и поэтому такая подготовка поверхности непригодна для деталей ряда машин. [c.75]

Масштабный фактор. Этот фактор (снижение усталостной прочности для геометрически подобных деталей большего размера) в коррозионных средах претерпевает так называемую инверсию, т. е. детали большего размера имеют коррозионно-усталостную прочность выше, чем детали меньшего размера. Однако в зависимости от характера коррозионных процессов, определяемых как свойствами материала изделия, коррозионной средой, так и условиями эксплуатации, инверсия масштабного фактора может не наблюдаться, а отрицательное влияние масштабного фактора даже усиливается. Это происходит, в частности, при протекании щелевой коррозии в трещине усталости [11, 38]. Зависимость масштабного фактора от характера коррозии и агрессивности среды приведена на рис. 30. [c.82]

Физическое состояние поверхностного слоя деталей и его напряженность, обусловленные механической обработкой, оказывают существенное влияние на эксплуатационные свойства и прежде всего на их усталостную прочность. Остаточные напряжения и деформационное упрочнение поверхностного слоя в условиях циклического нагружения и рабочих температур могут положительно и отрицательно влиять на сопротивление материала усталости. В связи с этим представляет большой научный и практический интерес изучение устойчивости поверхностного наклепа и остаточных макронапряжений после механической обработки в зависимости от температуры и продолжительности нагрева. [c.131]

Существует мнение, что на усталостную прочность оказывает влияние весь комплекс параметров качества поверхности и, в первую очередь, шероховатость, наклеп и остаточные напряжения, причем в зависимости от свойств материала и условий эксплуатации влияние каждого из них различно. При этом доминирующее значение может иметь какой-либо один из параметров качества поверхности. Поэтому для практики машиностроения важно знать закономерности комплексного и раздельного влияния параметров качества поверхностного слоя на характеристики усталости конструкционных материалов в эксплуатационных условиях циклического нагружения материала (изгиб, кручение, растяжение и сжатие, широкий интервал частот нагружения при комнатной и высокой температуре, в воздушной и коррозионной средах). [c.165]

Хорошо известно, что предел выносливости, полученный при знакопеременном изгибе, отличается от предела выносливости, полученного при растяжении — сжатии. Предел выносливости для полированного образца выше, чем для грубо обработанного, что является выражением влияния микрогеометрии на усталостную прочность. Наконец, имеет место масштабный фактор, влияние которого учитывается соответствующ им коэффициентом. Следовательно, в теории усталостной прочности свойства материала и свойства детали если и разделены, то только частично и не настолько четко, чтобы это могло удовлетворить требованиям практического расчета, о чем и свидетельствует необходимость введения упомянутых поправок. [c.99]

Три знакопеременной нагрузке влияние сварочных напряжений на прочность конструкции зависит от ряда факторов. Они практически не влияют на циклическую прочность конструкции в том случае, если материал находится в вязком состоянии и если в изделии отсутствуют конструктивные и технологические концентраторы напряжений. Сварочные напряжения могут снижать циклическую прочность при наличии повышенной концентрации напряжений, особенно в конструкциях из материала с пониженными пластическими свойствами. В то же время усталостная прочность может быть повышена созданием в конструкциях при помощи различных технологических процессов благоприятных остаточных напряжений. При анализе условий работы конструкции со сварочными напряжениями необходимо также учитывать, что в наиболее распространенных сварных соединениях из малоуглеродистой и низколегированных перлитных сталей участки шва и прилегающей к нему зоны термического влияния, где действуют напряжения растяжения., являются более прочными. [c.60]

Для оценки действительного понижения усталостной прочности в зависимости от концентрации напряжений при переменных нагрузках вводится эффективный (практический) коэффициент концентрации, представляющий собой отношение предельных номинальных напряжений, вызывающих разрушение деталей, не имеющих и имеющих концентраторы напряжений. Эффективный коэффициент концентрации напряжений меньше теоретического (расчетного) коэффициента и только для высокопрочных материалов с малой пластичностью эффективный коэффициент концентрации почти равен теоретическому. Чем выше прочность стали и хуже пластические свойства, тем сильнее влияние надрезов, причем с увеличением размера образца влияние надреза увеличивается. Чем менее пластичен материал, тем выше эффективный коэффициент концентрации напряжений и наоборот. Пластичные материалы обладают способностью сглаживать неблагоприятные для усталостной прочности пики напряжений концентратора. [c.410]

Термическая обработка конструкций общего назначения, работающих в природном диапазоне температур ( 60° С), производится обычно (схема 2) для снятия сварочных напряжений и восстановления свойств хрупких и иного рода прослоек, возникающих при сварке в шве и на различных участках зоны термического влияния. При термической обработке могут также восстанавливаться свойства материала у различных конструктивных и технологических концентраторов напряжений, расположенных в пластически деформируемой зоне сварного соединения. Все это должно приводить к повышению хрупкой прочности конструкции и устранению опасности преждевременных разрушений при нагрузках ниже расчетных, а для конструкций, подверженных воздействию циклических напряжений — к повышению усталостной прочности. [c.84]

В противоположность теоретическому коэффициенту концентрации напряжений Kt коэффициент концентрации усталостных напряжений К) зависит от свойств материала, а не только от геометрических параметров и вида нагружения. Для учета влияния свойств материала вводится показатель чувствительности к надрезам д, характеризующий соотношение между действительным влиянием надреза на усталостную прочность материала и влиянием, предсказываемым лишь на основе теории упругости. Показатель чувствительности к надрезам определяется следующим образом [c.413]

Особое место в изучении явлений усталости занимают сварные соединения из высокопрочных сталей. Влияние сварочного процесса на изменение свойств основного материала в этом случае может быть особенно сильным. Опасность образования сварочных трещин также увеличивается для высокопрочных сталей. Во многих случаях применение высокопрочных сталей взамен мягкой стали не является рациональным. Между тем стремление облегчить конструкцию или увеличить ее несущую способность заставляет искать способы, обеспечивающие достаточно высокую усталостную прочность для конструкций из высокопрочных сталей. Ряд таких средств изыскан и успешно применяется в практике (предварительный и сопутствующий подогрев, рациональный выбор электродов, строгое регламентирование удельных тепло-затрат, упрочнение сварных соединений пластическим деформированием и тепловыми обработками и др.). [c.4]

При конструировании, кроме удельной жесткости, необходимо учитывать условия эксплуатации, так как они влияют на долговечность многих конструкций. Ограничения связаны с прочностью материала при усталостном нагружении, высокотемпературной длительной прочностью, коррозией под напряжением, ростом трещин вокруг надрезов и дефектов. Хотя статические свойства металлических сплавов значительно повышаются в результате влияния различных механизмов упрочнения, такие материалы часто теряют вязкость и долговечность при динамических условиях работы. Одной из наиболее важных задач при создании композиционных материалов наряду с увеличением статической и динамической прочности является снижение чувствительности к трещинам и дефектам. Уменьшение чувствительности к динамическим нагрузкам достигается за счет более быстрого поглощения энергии упругим компонентом композиционного материала, чем пластичным, который обычно накапливает повреждения. Понижение чувствительности к образованию трещин достигается путем намеренного перераспределения накапливания повреждений в таких компонентах композиционного материала, которые не снижают его несущую способность. [c.13]

Отрицательное влияние покрытий на усталостную прочность зависит от свойств материала подложки, свойств покрытий и технологии их нанесения. Так, мягкие гальванические покрытия (меднение, цинкование, лужение, свинцевание) понижают усталостную прочность тем сильнее, чем больше прочность материала подложки. Аналогично влияют на усталостную прочность сталей покрытия при никелировании и хромировании. [c.301]

Анализируя влияние всех этих факторов на усталостную прочность, И. А. Одинг пришел к выводу, что особенно значительно влияние технологического фактора, затем меньшее влияние циклической вязкости и размера зерна и что качество материала, градиент напряжений и статистическая неоднородность механических свойств микрообъемов ие оказали влияния в рассмотренных им случаях. [c.315]

На усталостную прочность ремня оказывает влияние высокая температура, которая нарушает физико-механические свойства материала. Температура в ремне повышается от внутреннего трения и скольжения по шкивам. [c.18]

Качество обработанных поверхностей деталей машин оказывает влияние на их эксплуатационные свойства, определяемые износостойкостью и усталостной прочностью материала деталей. [c.383]

Прочность детали после возникновения усталостных трещин в сильной степени зависит от свойств материала, от распределения напряжений в детали — характера ее напряженного состояния. Стремление возможно более полно отразить в расчете влияние всех перечисленных факторов на прочность материалов при переменных напряжениях заставило ввести понятие об эффективном коэффициенте концентрации при переменных напряжениях. [c.636]

Р = 1- 4 — коэффициент, учитывающий влияние формы детали и концентрации напряжений в ней на усталостную прочность величина этого коэффициента зависит от формы детали, вида деформации, закона изменения напряжений, свойств и состояния материала и определяется в соответствии со значением коэффициентов концентрации напряжения, которые выбираются из специальных таблиц или графиков [36], [40]. [c.177]

При полете в космическом пространстве нужно учитывать влияние космической радиации различных видов на материал корабля. Известно, что космическая радиация приводит к нарушениям в атомной структуре металлов если эти нарушения достаточно велики, то усталостная прочность (а возможно, и другие свойства) материала может значительно уменьшиться. Ультрафиолетовое излучение оказывает вредное влияние на многие пластики, превращая их в хрупкие вещества. Следовательно, необходимо иметь информацию о влиянии космической радиации на свойства материала, прежде чем предпринять серьезный космический полет. Такая информация должна быть получена от спутников-лабораторий, на борту которых образцы материалов находятся в различных условиях нагрузки и при различных формах радиационной защиты, если это необходимо. Проблемой является также эрозия поверхности летательного аппарата метеоритной пылью этот вопрос также можно изучить при помощи спутников-лабораторий, которые должны возвращаться на Землю, чтобы можно было подробно изучить изменение свойств материалов. [c.574]

При прогнозировании усталостных свойств композитов возникают разнообразные проблемы, связанные как с получением информации об исходных свойствах компонентов, например об усталостных свойствах волокон и прослоек материала матрицы, так и с изучением специфики развития усталостных повреждений в неоднородных средах. Исследования влияния армирования на циклическую прочность материалов, как правило, ограничиваются решением вопроса о том, какой из компонентов разрушится раньше, и последующим применением зфавнения аддитивности в той или иной его форме [55], Среди наиболее полных обобщений в этом направлении можно отметить работу [278], в которой на примере металлических композитов рассмотрено влияние возможных сочетаний усталостных свойств компонентов и их объемных долей на вид кривых усталости композитов. [c.233]

Влияние коррозионных повреждений на усталостную прочность в сильной степени определяется свойствами материала. Наблагоприятное влияние фреттинг-коррозии увеличивается с зостом прочности материала и размера детали. Было показано 65, 66], в частности, что более существенное коррозионное повреждение на стали 11Х11Н2ВМФ (применяемой на лопатках компрессора авиадвигателя) в состоянии отпуска при 680°С привело к меньшему падению усталостной прочности, чем меньшие повреждения на той же стали с отпуском при 580°С. В тех же работах было показано, что контактная коррозия в титановых сплавах может происходить не только при комнатной, но и при повышенных до 400°С температурах. [c.139]

Исслеаования влияния одиночных и групповых концентраторов напряжений на усталостную прочность позволили установить, что значения не остаются постоянными и зависят от уровня напряжений, количества и расположения надрезов, а также от свойств материала [38]. [c.111]

Прочность сталей при асимметричном цикле нагружения зависит как от механических свойств материала, так и от концентраторов напряжения. Поэтому при расчете на усталостную прочность деталей машин необходимо учитывать влияние асимметрии цикла на его предельную амплитуду в зависимости от механических свойств материала, концентраторов напряжения и среды, в которой они эксплуатируютс я. [c.72]

Известно, что исходная прочность (несущая способность под действием экстремальных расчетных нагрузок), заложенная в конструкцию изделия, в процессе эксплуатации снижается за счет влияния большого числа эксплуатационных факторов. Происходит развитие деградациоиных процессов различной физической природы (изменение свойств материала, усталость, износ, коррозия и т.д.). Часть из этих процессов вызывает видимые (или обнаруживаемые) повреждения. К сожалению, значительная часть этих процессов проходит скрытно, и поврежденное состояние конструкции не может быть выявлено в эксплуатации имеющимися средствами и методами. Примером такого ин1 ационного периода деградации является первая фаза усталостного повреждения до возникновения обнаруживаемой трещины. [c.440]

I4l. Взаимодействие поверхностей трения уже случайно их микрогеометрия (шероховатость) может быть описана только при помощи функций распределения участков поверхности по высоте опорными кривыми [6]. Так как выступы на поверхностях имеют различную высоту и форму (не говоря уже о возможной неоднородности свойств материала), то и величина напряжений и деформаций, возникающих при их взаимодействии, также будет характеризоваться определенным спектром [17]. Сам процесс усталостного разрушения вследствие его природы также случаен [32]. В процессе износа, протекающего по усталостному механизму, возникает фрикционно-контактная усталость материалов. То, что в поверхностном слое в период разрушения наблюдаются физические, физико-химические, механо-химические и химические процессы (окисление, деструкция, фазовые переходы и т. п.), не противоречит представлениям об усталостной природе износа, а, наоборот, подтверждает их, так как аналогичные процессы происходят и при динамической усталости материалов (в обычном понимании этого явления). Современная флуктуационная теория прочности твердых тел 7] рассматривает в единстве влияние термических и механических факторов на вероятность флуктуации, приводящей к разрушению материала. Применительно к износу данный термоактивационный механизм разрушения подтверждается последними исследованиями 129]. Усталостная теория износа не исключает возможности разрушения в результате одного акта взаимодействия выступов шероховатых поверхностей трения, когда возникающие деформации или напряжения велики и достаточны, чтобы сразу наступило разрушение. При этом наблюдается абразивный износ (микрорезание) или износ в результате когезионного отрыва (схватывание). Но и в этих случаях характер взаимодействия и разрушения поверхностей случаен. Условия работы пары трения всегда характеризуются определенным спектром нагрузок, скоростей и подобных параметров, что также оказывает влияние на износ [17]. [c.6]

Зона С - при любых сочетаниях температуры и ресурса технологические остаточные напряжения релаксируют и не оказьшают заметного влияния на долговечность материала. При наличии в ПС наклепа происходит снижение жаропрочности и усталостной прочности металла тем больше, чем больше глубина и степень наклепа. Максимальные прочностные свойства имеют детали без деформационного упрочнения ПС. [c.95]

В течение последних десяти лет в аэрокосмической промышленности наблюдается интенсивный рост использования металлизационных покрытий для ремонта и восстановления бракованных и отслуживших свой срок деталей и для создания износоустойчивых поверхностей. Большинство этих покрытий наносится плазменным напылением. Так как большинство рассматриваемых деталей работает в условиях знакопеременных нагрузок, необходимо определить, какое влияние оказывает напыленное покрытие на усталостную прочность основного материала. Усталостные свойства изучались на образцах из алюминиевого сплава 2024-Т4 и высокопрочной стали Н-11 (по классификации А151, прочность на разрыв 197 кГ1мм ). [c.232]

В книге излагаются основные заиономерности механики замедленного циклического и быстропротекающего хрупкого разрушения материалов в зависимости от условий нагружения, вида напряженного состояния, механических свойств и структуры материала, рассматриваются соответствующие модели процессов деформирования я возникновения разрушения в вероятностной трактовке, а также кинетика развития трещин. Влияние нестационарной атружеяности на разрушение анализируется иа основе гипотез о накоплении повреждения. Предложен расчет а прочность по критерию сопротивления усталостному и хрупкому разрушению в связи с условиями подобия и учетом температурно-временных факторов, дается оценка вероятности. разрушекия. [c.2]

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]

Для материалов, работающих в условиях граничной смазки, самосмазывающихся материалов, в ряде других случаев фрикционного взаимодействия твердость поверхностного слоя не является определяющим параметром износостойкости. Большое значение приобретают способность поверхностных слоев многократно передеформироваться, не испытывая сильного наклепа, химическая активность поверхности в отношении окружающей среды и контртела, возможность образования поверхностных слоев с развитой анизотропией механических свойств. С точки зрения структуры, сопротивление материала усталостному изнашиванию определяется прежде всего энергией, необходимой для зарождения трещин, и скоростью их распространения. Положительное влияние ионной имплантации на прочность при малоцикловой усталости связано прежде всего с появлением радиационных дефектов, улучшающих гомогенность деформации (измельчение полос скольжения), и снижением энергии дефектов упаковки при образовании поверхностных сплавов. В условиях многоцикловой усталости большое значение приобретают остаточные напряжения, возникающие при легировании поверхности. В большинстве случаев глубина зарождения усталостных трещин при изнашивании значительно превосходит глубину имплантированного слоя. Исходя из этого, можно предположить, что имплантация влияет не на зарождение трещин, а на их развитие и выход на поверхность. В табл. 3.4 суммированы некоторые результаты исследования износостойкости ионно-легированных слоев в условиях граничной смазки и усталостного изнашивания [26]. [c.97]

Обширные экспериментальные исследования закономерностей усталостного разрушения позволили накопить, начиная с середины тридцатых годов, обширный материал, касающийся характера кривых усталости, типов функций распределения случайных значений прочности и характеристик влияния состояния поверхности, воздействия сред, полей остаточных напряжений и механических свойств поверхностного слоя на сопротивление усталости (Н. М. Беляев, М. Э. Гарф, Л. А. Гликман, М. М. Гох-берг, И. Н. Давиденков, Г. В. Карпенко, И. В. Кудрявцев, А. В. Ряб-ченков, М. Н. Степнов, В. И. Труфяков, М. Я. Шашин, Н. П. Ш,апов и др.). [c.410]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...