Напряжения Влияние на усталостную прочность

Коэффициент запаса для детали отличается от коэффициента запаса лабораторного образца, так как необходимо учесть влияние на усталостную прочность детали концентрации напряжений, абсолютных размеров детали и качества ее поверхности введением соответствующих поправочных коэффициентов. [c.594]

Фретинг-эффект. Сильное влияние на усталостную прочность титановых сплавов оказывает фретинг-эффект, или контактная коррозия в местах сопряжения. Наличие контактного трения при циклическом нагружении у всех металлов приводит к заметному снижению усталостной прочности, особенно в коррозионных средах. Титановые сплавы в этом отношении мало отличаются от сталей, близких к ним по прочности [106, 158—160]. Возникающее контактное трение (в местах заделок, прессовых посадок, креплений и пр.) резко снижает усталостную прочность, действуя подобно концентратору напряжений. Степень снижения ее в основном зависит от сопряженного материала, вызывающего фретинг-эффект, удельного давления в месте сопряжения и окружающей среды. Удельное давление [ 158, 160] сильно влияет только при низких значениях. При более прочных креплениях или плотных посадках при удельных давлениях более 30—50 МПа усталостная прочность изменяется мало. Так, прессовая посадка втулки с удельным давлением 50 МПа снижает усталостную прочность технически чистого титана с 320 до 112 МПа [ 158]. Дальнейшее увеличение удельного давления посадки до 200 МПа снизило O j до 103 МПа. В среднем предел выносливости при наличии фретинг-эффекта у титановых сплавов на воздухе при контактировании с однородным сплавом 20- 40 % от исходного предела [c.161]

Режим и технология точения также могут определенным образом влиять на усталостную прочность. Высокая скорость резания и большая подача заметно снижают предел выносливости вследствие повышения шероховатости поверхности и появления неблагоприятных поверхностных напряжений. Однако имеются режимы резания, которые создают поверхностный наклеп и сжимающие напряжения, повышающие предел выносливости титана. Замечено отрицательное влияние на усталостную прочность титановых сплавов охлаждения жидкостями (вода, эмульсия и пр.) при высоких скоростях резания точением. В этом случае происходит поверхностное наводороживание и даже появление гидридных пленок и слоев, способствующих возникновению растягивающих напряжений и хрупкости поверхности. Во всех случаях конечные операции механической обработки деталей из сплавов титана, подвергающихся систематическим циклическим нагрузкам, необходимо строго регламентировать, а еще лучше предусмотреть специальную поверхностную обработку, снимающую все неблагоприятные поверхностные явления и упрочняющую металл. [c.181]

Выносливость металла в атмосфере воздуха мало зависит от закона изменения напряжений в течение одного цикла и до частот порядка 1000 Гц практически не зависит от частоты изменения напряжений. Основное влияние на усталостную прочность металла оказывает вид напряженного состояния (наибольшей выносливостью металл обладает при циклическом изгибе, меньшей — при растяжении —сжатии и наименьшей —при кручении), а также величина и знак максимального и минимального напряжений. Влияет на усталостную прочность металла и степень асимметрии при изменении напряжений. Оказалось, что чем больше доля постоянного напряжения, тем выше выносливость при асимметричном цикле. [c.77]

Упрочнение чеканкой в виду простоты процесса, приспособлений, оборудования и большой эффективности применяют при изготовлении валов, шестерен, сварочных швов и особенно для снижения влияния на усталостную прочность конструктивных концентраторов напряжений. Упрочнение чеканкой галтелей первых коренных и шатунных шеек, закаленных в их цилиндрической части с индукционным нагревом, позволило Московскому автомобильному заводу им. Лихачева значительно повысить долговечность коленчатых валов. [c.168]

Замечено отрицательное влияние на усталостную прочность титановых сплавов охлаждения жидкостями (вода, эмульсии и т. п.) при высоких скоростях резания. В этом случае происходит поверхностное наводороживание и даже появление гидридных пленок и слоев, создающих растягивающие напряжения и хрупкость поверхности. Во всех случаях конечные операции механической [c.174]

Рис. 7.60. Сравнение влияния среднего напряжения цикла на усталостную прочность при многоцикловой и малоцикловой усталостях. / — малоцикловая усталость 2 — многоцикловая усталость.

Однако не во всех случаях термическая обработка приносит пользу. Например, термическая обработка (650° С) для снятия напряжений в сварных стыковых соединениях (рис. 34, е) из мягкой стали не оказала влияния на усталостную прочность независимо от того, снималось ли усиление шва или нет. Неправильное проведение термической обработки может вызвать снижение прочности, если поверхность металла обезуглероживается. При [c.78]

Эти опыты подтверждают высокую устойчивость остаточных напряжений и их влияние на усталостную прочность соединений. [c.235]

Влияние на усталостную прочность градиента напряжений в точке с максимальным напряжением. [c.117]

Процесс образования и распространения усталостных трещин связан с накоплением пластических деформаций. Поэтому, как следует из опыта, на усталостную прочность влияют в основном наибольшие и наименьшие напряжения цикла и не влияет закон изменения напряжений внутри цикла. Следовательно, циклы, показанные на рис.20.4 равноценны с точки зрения их влияния на усталостную прочность. Учитывая это для упрош ения все испытания обычно [c.302]

Одним из основных факторов, оказывающих существенное влияние на усталостную прочность, является концентрация напряжений. Основным показателем местных напряжений является коэффициент концентрации напряжений [c.177]

Хромовые покрытия снижают усталостную прочность деталей на 20—30%, что также объясняется наличием в них растягивающих внутренних напряжений. Покрытия, полученные в универсальном электролите при температуре 50 — 60°С и катодной плотности тока 50 — 80 А/дм , оказывают наименьшее влияние на усталостную прочность деталей, так как в таких покрытиях внутренние напряжения реализуются в виде мелких трещин. [c.189]

Влияние остаточных напряжений, полученных при сварке. Об усталостной прочности сварных соединений имеется большое количество работ отечественных и зарубежных ученых. Однако до настоящего времени нет единого мнения о влиянии остаточных напряжений на прочность сварных деталей и конструкций при действии переменных нагрузок. Отдельные исследователи считают, что остаточные напряжения не могут влиять на усталостную прочность сварных швов. Другие, наоборот, считают, что остаточные напряжения оказывают существенное влияние на усталостную прочность сварных конструкций. [c.302]

Усталостная конструкционная прочность. Управление конструкционной усталостной прочностью требует, конечно, понимания и учета влияния на эту прочность сложного напряженного состояния, которое почти всегда возникает в конструкциях. Однако понятие сложное напряженное состояние , которое для однократного нагружения характеризуется тензором напряжений, не может быть без изменений применено к вопросам усталостной прочности. В последнем случае необходимо дополнительно учитывать некоторые факторы, оказывающие существенное влияние на усталостную прочность и долговечность конструкций. [c.354]

Продольный профиль вала, приближающийся к форме бруса равного сопротивления, можно получить примерно так же, как для осей (см. стр. 354), но вести расчет не по изгибающему моменту, а по эквивалентному моменту, определенному по принятой для расчета гипотезе прочности, т. е. вести расчет на совместное действие изгиба и кручения. Практически по ряду причин этот путь конструирования вала нецелесообразен. Во-первых, такой теоретический профиль, полученный расчетом по номинальным напряжениям, в действительности не будет отвечать условию равно-прочности, так как существенное влияние на усталостную прочность оказывают концентраторы напряжений, игнорируемые при таком расчете во-вторых, упомянутые конструктивные соображения могут потребовать иных соотношений диаметров участков вала, чем получаемые при установлении теоретического профиля. [c.360]

Нередки случаи, когда передачи в отдельные периоды работы испытывают кратковременные перегрузки (пиковые нагрузки). Общее число циклов нагружения, соответствующих этим перегрузкам, обычно невелико и они практически не оказывают влияния на усталостную прочность вала (см. так же стр. 231, где сказано об учете пиковых нагрузок в расчетах зубчатых передач). Поэтому расчет на выносливость ведут по длительно действующей нагрузке — обычно по номинальной нагрузке (см. стр. 221) передачи. Но игнорировать пиковые нагрузки нельзя — по этим нагрузкам вал должен быть проверен на статическую прочность (или точнее — на сопротивление малым пластическим деформациям). Этот расчет выполняют по гипотезе энергии формоизменения (можно применять также гипотезу наибольших касательных напряжений) [c.369]

При перегрузках (перенапряжениях), как показали опыты, изменение частоты перемен напряжений оказывает существенное влияние на усталостную прочность в исследованном интервале частот от 340 до 3000 циклов в минуту. [c.32]

Влияние на усталостную прочность остаточных сжимающих напряжений и остаточных растягивающих напряжений наиболее обстоятельно было изучено И. В. Кудрявцевым. О благоприятном влиянии остаточных сжимающих напряжений при коррозионной усталости есть указание также в работах [c.163]

Остаточные напряжения I рода могут возрастать до предела текучести материала. При дальнейшем незначительном дополнительном повышении напряжения в теле возникает пластическая деформация и остаточные упругие напряжения снимаются. Остаточные напряжения поверхностного слоя оказывают существенное влияние на усталостную прочность, так как поверхность обладает меньшей прочностью, чем внутренние области. [c.55]

И. В. Кудрявцевым установлено, что остаточные напряжения влияют на усталостную прочность деталей в том случае, если металл, из которого они изготовлены, имеет разную прочность при растяжении и сжатии что остаточные напряжения растяжения в меньшей степени снижают усталостную прочность, чем аналогичные по величине сжимающие напряжения ее повышают что степень влияния остаточных напряжений на предел выносливости зависит не только от их знака и величины, но также и от их характера (линейные, двухосные, объемные) что остаточные напряжения оказывают большее влияние на изменение предела выносливости при изгибе, растяжении и сжатии и в меньшей степени при кручении. [c.55]

Усталостные трещины, представляющие собой концентраторы напряжений, в поверхностном слое слабее проявляют свое отрицательное влияние на усталостную прочность. [c.62]

Вместе с тем считается [74, 126], что пик давления, возникающий в масляном слое на выходе из зоны контакта (см. рис. 14, 16 и 17), оказывает неблагоприятное влияние на усталостную прочность поверхностных слоев, поскольку он резко изменяет контактное напряженное состояние, создавая концентрацию напряжений. Практическая проверка этого предположения связана со значительными экспериментальными трудностями и является делом будущего. [c.197]

Практический учет факторов влияния на усталостную прочность. Все опытные данные, относящиеся к влиянию концентрации напряжений, состояния поверхности и масштабного фактора, т. е. коэффициенты К, д, Ё1 и 2- устанавливаются, как правило, из опытов, проводимых по симметричному циклу. [c.293]

Как известно, физическое состояние поверхностного слоя, особенно остаточные напряжения в нем, а также знак остаточных напряжений оказывают большое влияние на усталостную прочность. [c.76]

Применение поверхностных методов механического упрочнения существенно снижает действие концентраторов и может полностью устранить их вредное влияние на усталостную прочность. При совместном действии концентрации напряжений и поверхностного упрочнения наиболее вероятно, что не будет происходить изменение угла наклона кривых усталости и смещение точки их перелома. [c.96]

Для того чтобы коррозионный процесс оказывал влияние на усталостную прочность, скорость коррозии должна превышать некое минимальное значение. Эти величины удобно определять путем анодной поляризации опытных образцов в деаэрированном 3 % растворе Na l. При этом скорость коррозии рассчитывают по закону Фарадея из плотностей тока и определяют критические значения, ниже которых коррозия уже не влияет на усталостную прочность. (Эти измеренные плотности тока не зависят от общей площади поверхности анода.) Значения минимальных скоростей коррозии при 30 цикл/с для некоторых металлов и сплавов приведены в табл. 7.5. Можно ожидать, что эти значения будут увеличиваться с возрастанием частоты циклов. Для сталей критические скорости коррозии не зависят от содержания углерода, от приложенного напряжения, если оно ниже предела усталости, и от термообработки. Среднее значение 0,58 г/(м сут) оказалось ниже общей скорости коррозии стали в аэрированной воде и 3 % Na l, т. е. 1—10 г/(м -сут). Но при pH = 12 скорость общей коррозии падает ниже критического значения и предел усталости вновь достигает значения, наблюдаемого на воздухе [721. Существование критической скорости коррозии в 3 % Na l объясняет тот факт, что для катодной защиты стали от коррозионной усталости требуется поляризация до —0,49 В, тогда как для защиты от коррозии она составляет —0,53 В. [c.160]

Пример построения такого соотношения был дан Мак-Клинто-ком [19] при рассмотрении влияния на усталостную прочность локализованных полей высокого напряжения в надрезанном образце по сравнению с гладким образцом. Мы применим эти результаты к проблеме перехода от модели к прототипу. Таким образом, при феноменологическом представлении плотности усталостных поверхностных дефектов выражением типа (3) мы найдем при постоянной усталостной долговечности соотношение для отношения усталостной прочности прототипа Ор к усталостной прочности модели а в равномерном поле напряжений [c.176]

Концентрация напряжений. Концентрация напряжений для большинства сталей и сплавов в коррозионной среде снижает свое отрицательное влияние на усталостную прочность. Предполагается, что это ослабление связано с более интенсивным растворением металла для концентратора напряжения, как более анодного по отношению к соседним, менее напряженным участкам металла, а также с образованием сетки трещин у дна концентратора, являющихся как бы дополнительными концентраторами, ослабляющими эффективность действия основного (рис. 31). Однако для некоторых коррозионно-стойких сталей возможно интенсифицирование действия концентратора напряжений в коррозионной среде вследствие действия коррозии (например, щелевой) [11]. [c.82]

Экспериментально установлено, что циклическое нагружение ускоряет процессы релаксации макронапряжений и может вызвать полное снятие их при температурах, при которых степень термически активируемого возврата незначительна. Так, например, снятие макронапряжений, создаваемых поверхностным наклепом в образцах из стали 50, практически начинается при напряжениях, превышающих 0,7 r i (где — предел выносливости гладкого поверхностно наклепанного образца). При циклических напряжениях 0,9a j снимается преобладающая часть макронапряжений [38]. При большом градиенте напряжений изгиба и кручения (образцы малого диаметра) макронапряжения полностью снимаются при напряжениях, превышающих предел выносливости. На образцах большого диаметра (малый градиент изгибающих напряжений) возможно полное снятие макронапряжений при напряжениях, равных пределу выносливости. Основная часть релаксируемых в заданных условиях нагружения остаточных макронапряжений снимается в первый период циклической наработки —до 1 млн. циклов. Поэтому чем выше уровень циклических напряжений, тем меньше роль и значимость остаточных макронапряжений в их влиянии на усталостную прочность при прочих равных условиях. [c.143]

При оценке влияния метода окончательной обработки рабочих поверхностей деталей на предел выносливости следует иметь в виду, что предел выносливости часто зависит от предществующей финишной обработки. Окончательная обработка поверхности механическим полированием, обдувкой дробью и обкаткой роликами полностью ликвидирует влияние на усталостную прочность предществующих видов обработки при одинаковой микрогеометрии финишной обработки. Многие детали современных машин работают в различных коррозионных средах при больших циклах перемен напряжений. Влияние методов и режимов обработки на коррозионную усталостную прочность значительно сильнее, чем это же влияние на выносливость стали на воздухе (рис. II). Предел усталости а 1 образцов диаметром 20 мм определялся на базе 50-10 циклов. Сравнительному испытанию были подвергнуты образцы после токарной обработки, чистота поверхности которых соответствовала V 5 (ГОСТ 2789—59) и после шлифования с чистотой поверхности, соответствующей V 9. Выносливость в воздухе стальных [c.411]

Исследованиями проф. М. П. Мелкова, его учеников и некоторых других авторов (В. А. Шадричев, Д. Г. То-чильников) установлено, что с повышением твердости осадка увеличиваются его хрупкость, трещиноватость, которая развивается в связи с наличием в осажденном слое растягивающих напряжений, как это имеет место и в осадках хрома, увеличивается износоустойчивость при сухом и абразивном трении и при трении в коррозийных условиях, а его влияние на усталостную прочность деталей, работающих при знакопеременных нагрузках, снижается. Наиболее износостойкие покрытия имеют твердость 450—550 кГ/мм2 (HR 45—55). [c.14]

Рис. 7.62. Качественная иллюстрация некоторых эмпирических соотношений для оценки влияния на усталостную прочность отличного от нуля среднего напряжения цикла. 1 — эллиптическая зависимость 2 — формула Смита 3 — формула Гербера 4 — формула Зодерберга.

Из сопоставления данных работ [234, 2551 видно благоприятное влияние на усталостную прочность образцов, сваренных шахматным швом 4-75Z150 сварки под флюсом по сравнению с ручной дуговой. Это относится к прерывистым швам как обладаю-Ш.ИМ увеличенной глубиной проплавления и более благоприятной остаточной напряженностью. Однако в других случаях, как нока-зали исследования Института электросварки им. Е. О. Патона и ЦНИИТМАШа [119], доброкачественные соединения, выполненные автоматической и ручной сваркой, имеют практически одинаковую выносливость. [c.168]

Действие остаточных напряжений, как уже указывалось, аналогично действию постоянных напряжений. На основании теоретического анализа в работе [21] установлена зависимость эффективности остаточных напряжений (в смысле влияния на усталостную прочность) от коэффициента неравнопрочности т)о. Этот коэффициент определяется из сопоставления пределов текучести при осевом статическом растяжении и сжатии. При увеличения коэффициента неравнопрочности влияние остаточных напряжений на усталостную прочность увеличивается. Разница между эффективностью одинаковых по величине растягивающих остаточных напряжений и сжимающих увеличивается с ростом величины т]о. При этом растягивающие остаточные напряжения в большинстве случаев меньше снижают усталостную прочность, чем такие же по величине сжимающие остаточные напряжения. [c.296]

Существенное влияние на усталостную прочность резьбовых соединений оказы-мет технология изготовления резьбы (в особенности режимы накатывания резьбы). Для повышения усталостной прочности соединений накатывание резьбы целесообразно выполнять при минимально возможной продолжительности процесса, так как в этом случае во впадинах резьбы образ5 ется благоприятная система остаточных напряжений. Накатывание резьбы в замкнутом контуре (полное заполнение впадин резьбояакатного инструмента) нецелесообразно. [c.64]

Картина резко изменилась после того, как никелированные образцы были подвергнуты термической обработке при 400°. В этом случае предел выносливости образцов снизился на 46%. Такое существенное снижение предела выносливости образцов после термической обработки может быть объяснено тем, что при нагреве сильно возросла прочность сцепления покрытия с основным металлом. С другой стороны, структура самого покрытия претерпела существенные изменения в осадке образовались твердая и хрупкая фаза — химическое соединение N 3 , значительно возросла твердость покрытия и, кроме того, в нем действуют довольно высокие растягивающие внутренние напряжения. Все это вместе взятое и оказало большое влияние на усталостную прочность испытывавщихся образцов. [c.99]

А. В. Рябчеиков и В. И. Велемицина. Химическое никелирование как средство защиты перлитных сталей от высокотемпературной газовой коррозии. Внутренние напряжения никель-фосфорных покрытий и их влияние на усталостную прочность стали. Труды ЦНИИТМАШ № 22, 1961. [c.206]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...