Напряжения переменные — Свойства материалов при переменных напряжениях. 14—28 — Цикл

Нужно отметить, что механизм термической усталости во многом подобен механизму усталости при механическом воздействии, так как в обоих случаях причинами разрушения являются одни и те же факторы воздействие переменных многократных напряжений и знакопеременные пластические деформации. Поэтому для определения закономерностей термической усталости часто используют вспомогательные данные о поведении изучаемого материала при изотермическом циклическом нагружении (Я. Б. Фридман, 1962). Однако существуют и различия между ними, не позволяющие в ряде случаев заменить испытания на термическую усталость испытаниями на механическую усталость. Дело в том, что за счет изменения температуры в течение каждого цикла происходит постоянное изменение различных физических свойств материала (модуля упругости, предела текучести и др.), приводящее, в свою очередь, к изменению сопротивления материала воздействию термических напряжений. Для термической усталости характерна локализация деформации в зонах с наибольшим температурным перепадом даже в однородном поле напряжений (термическая концентрация) из-за неравномерности температурного поля, возникающего в деталях. Отметим также, что сопротивление механической усталости при невысоких температурах и не слишком малых частотах [c.417]

При переменных напряжениях концентрация напряжений снижает предел выносливости деталей как из пластичных, так и из хрупких материалов. Это объясняется тем, что многократное изменение напряжений в зоне концентратора напряжений приводит к образованию и дальнейшему развитию трещины с последующим усталостным разрушением детали. Снижение предела выносливости при симметричном цикле напряжений оценивают эффективным (т. е. действительным) коэффициентом к о н ц е н г ра-ции напряжений, который кроме геометрической формы деталей отражает свойства материала, или, как говорят, его чувствительность к местным напряжениям. [c.21]

Сопротивление усталости — свойство материала противостоять процессу постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящему к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению. Критерием сопротивления усталости является предел ограниченной выносливости — максимальное по абсолютному значению напряжение цикла, соответствующее задаваемой циклической долговечности. Циклическая долговечность оценивается числом циклов напряжений или деформаций, выдержанных нагруженным объектом до образования усталостной трещины определенной протяженности или до усталостного разрушения. [c.222]

Функции Fi (Xi, Х2,. .., Xj) характеризуют роль различных параметров структуры материала X, в кинетике трещин. Из варьируемых характеристик 7 внешнего воздействия в тестовом опыте переменной величиной является только уровень одноосного напряжения или деформации. Первоначально для получения единой кинетической кривой как характеристики свойства материала сопротивляться росту усталостных трещин функции Fi(Yi, 72,..., Yj) рассматриваются только в качестве характеристики одноосного цикла нагружения в тестовом опыте, а основное внимание будет уделено структуре функционалов F, (Xj, Х2,. .., X,). [c.235]

Ряд элементов теплонапряженных конструкций в процессе службы подвергается воздействию переменных внешних нагрузок и периодически меняющихся температурных полей, когда тепло-смены чередуются с длительными выдержками при наибольших температурах. Такие режимы нагружения характеризуются обычно выраженной кинетикой напряжений и деформаций во времени и по числу циклов в результате проявления реологических и циклических свойств материала. [c.86]

Обычно 70—90% общего числа циклов, необходимых для разрушения детали при неизменной амплитуде напряжений, деталь работает без видимой трещины, и только в оставшиеся циклы развивается трещина, приводящая к излому детали. В зависимости от величины переменных напряжений изменения в материале детали происходят различными темпами и число циклов повторения напряжений до разрушения оказывается тем меньше, чем выше напряжения. В тех случаях, когда происходят изменения свойств материала детали в условиях эксплуатации под действием высоких или низких температур, коррозии и других факторов, сопротивление усталости может резко измениться. [c.223]

Появившиеся в материале трещины (вследствие усталости, ползучести или других причин) при приложении переменных нагрузок развиваются от начального состояния до критического размера. Скорость их роста определяется тремя факторами номинальными напряжениями в области трещины, ее длиной и свойствами материала, из которого сделана деталь. Чем меньше диапазон измерения внешних нагрузок, чем больше трещина и меньше сопротивление материала развитию трещины, тем больше скорость ее роста от цикла к циклу нагружения. [c.63]

Степень влияния коррозионных повреждений поверхности деталей на сопротивление усталости зависит от свойств материала и среды, характера нагружений и времени. Предварительное перед испытаниями коррозионное воздействие на образцы не столь опасно как одновременное действие коррозионных и механических факторов. Кривая усталости при коррозионных воздействиях на металл никогда не выходит на горизонталь. Она снижается с ростом числа циклов или времени испытаний. В пределе можно считать, что как бы ни были малы переменные напряжения, они приведут к разрушению образца при достаточно большом числе циклов испытаний. Следовательно, при коррозионной усталости нельзя установить предела выносливости, а можно лишь говорить о предельном сопротивлении усталости при ограниченном числе циклов (например, на базе 10 или 5 10 циклов). [c.25]

Под усталостью понимают постепенное разрушение материала при большом числе повторно-переменных напряжений, а его свойство выдерживать, не разрушаясь, эти напряжения носит название выносливость. Напряжения изменяются во времени циклически каждый цикл есть замкнутая однократная [c.21]

Это объясняется тем, что на прочность детали при переменной нагрузке помимо главных факторов (напряжений цикла, материала детали и вида деформации) влияют также концентрация напряжений в местах изменения сечения детали [75], качество обработанной поверхности, механические свойства поверхностных слоев [71], остаточные напряжения [76], наличие перегрузок деталей [77] — [79] и изменение амплитуды напряжения [80], размер детали, среда, в которой работает деталь [81] и другие причины [11], [82]. [c.244]

Выносливость (усталостная прочность) — свойство материала выдерживать, не разрушаясь, большое число повторно-переменных напряжений. Характеризуется пределом усталости или выносливости (наибольшим напряжением переменного цикла, которое может выдержать образец без разрушения при заданном высоком числе циклов 10 , 10 и т. д.). [c.53]

Под усталостью металла понимают процесс постепенного накопления повреждений под действием повторно-переменных напряжений, приводящий к образованию трещин и разрушению, уменьшению срока службы изделий и деталей. Свойство материала противостоять усталости называют выносливостью. Наибольшее напряжение, которое выдерживает металл без разрушения при повторении заранее заданного числа циклов переменных нагрузок, называют пределом выносливости. [c.182]

Функция, характеризующая изменение нагрузок во времени Фиксированное число циклов напряжений с постоянными амплитудами, средним значением и частотой Сочетание ступеней с различными значениями переменных напряжений Заданная последовательность изменения ступеней нагружения внутри блока Суммарное число циклов нагружения в пределах одного блока Периодическое нагружение объекта при повторении заданного блока нагружения Блочное нагружение, при котором осуществляется переход со ступени на ступень нагружения и на базе испытаний реализуется не более одного блока нагружения Правила применения определенных принципов и средств испытаний Организационно-методический документ, обязательный к выполнению, включающий метод и условия испытаний, отбор образцов, алгоритмы выполнения операций по определению одной или нескольких взаимосвязанных характеристик свойств материала, формы представления данных и оценивании точности, достоверности результатов, требования техники безопасности и охраны окружающей среды [c.34]

Изменение состояния и свойств материала деталей под действием повторно-переменных напряжений при больших циклах перемен нагрузок в коррозионных средах [c.395]

Прочность сварных соединений при переменных нагрузках зависит главным образом от количества нагружений, амплитуды изменения напряжений, формы и размеров испытуемых образцов, их материала, состояния поверхности, видов усилий (изгиб, кручение), свойств среды, в которой производится испытание (воздух, вода и т. п.). Как правило, предел выносливости определяют испытанием отдельных образцов при числе нагружений от 2 до 10 миллионов циклов для стальных деталей и при большем количестве циклов для деталей из цветных сплавов (рис. 39). [c.42]

Прочность при переменных нагрузках зависит главным образом от числа циклов нагружения, амплитуды изменения напряжения, формы и размеров испытуемых образцов, их материала, состояния поверхности, вида нагружения (изгиб, кручение), свойств среды, в которой производится испытание (воздух, вода и т. п.). [c.134]

Под усталостью понимают постепенное разрушение материала при большом числе повторно-переменных напряжений, а его свойство выдерживать, не разрушаясь, эти напряжения носит название выносливость. Напряжения изменяются во времени циклически а-ждый цикл есть замкнутая однократная смена напряжений, получающих непрерывный ряд значений. На фиг. 42 схематически изображены типичные циклы повторно-переменных нагрузок симметричный цикл — а знакопостоянный — 5 асимметричный знакопеременный — в асимметричный знакопостоянный — г. На фиг. 42 приняты следующие обозначения — наи- [c.21]

Нестационарное изменение переменных напряжений в деталях машин, когда максимальные и минимальные напряжения переменны во времени, встречается часто. Закономерности изменений прочностных СВОЙСТВ материалов при нестационарных нагружениях изучены пока недостаточно. Известно, напри-мер, что можно предел усталости /О материала значительно повысить пу-тем тренирования, т. е. предварительным ступенчатым циклическим нагружением с постепенно возра-стающими напряжениями. В дей-ствительных условиях не встречается постепенного ступенчатого повышения напряжений в деталях во мно- 28 гих случаях напряжения ниже пре-дела усталости чередуются с напряжениями выше предела усталости, действующими ограниченное 22 время. Перегрузки, действующие непродолжительное время, но систематически повторяющиеся много раз за время работы детали могут повышать и понижать предел усталости. Пример кривой повреждаемости для стали 5 (по Н. П. Щапову), т. е. кривой, отделяющей область, в которой циклические перегрузки на участке ограниченных чисел циклов, не вызывают снижения предела усталости показан на фиг. 1 кривая эта лежит значительно ниже кривой выносливости. [c.327]

УСТАЛОСТЬ МЕТАЛЛОВ, явление изменения механических свойств материала под влиянием переменных нагрузок и вибраций. Развитие авто- и авиастроения, а также тенденция современного машиностроения в сторону быстроходных моторов, электродвигателей, турбин и пр. требуют знания свойств металлов при переменном действии (до сотен миллионов циклов) нагрузки. Вследствие этого вопросами У. м. занимаются виднейшие металловеды современности. Еще Велер (Wohler) показал, что сталь, испытывающая переменные напряжения (динамические воздействия сил) в быстроходных машинах, разрушается при значительно меньшем напряжении, чем сталь, подвергаемая только статич. действию сил. Баушингер (Baus hinger) установил, что у стали существует т.н. предел у с т а л о с т и, т. е. такое-напряжение, при котором сталь практически выдерживает пе менее 10 ООО ООО изменений напряжений. Как видно из логарифмич. диаграммы зависимости разрушающего напряжения xj от числа изменений нагрузки образца или,, как принято это назьшать, от числа циклов п (фиг. 1), кривая прн приближении к миллиону изменений нагрузки (циклов) становится параллельной горизонтальной оси, что указывает на достижепие предела усталости Кроме того опыты показали, что величина этого предела, усталости различна для разных сталей и [c.315]

Необратимое изменение физико-механиче-ских свойств материала объекта под действием переменных напряжений Нарушение сплошности материала объекта в виде щелевидного разрьша Частичное разделение материала под действием переменных напряжений Отношение приращения длины усталостной трещины к интервалу времени (время может измеряться текущим числом циклов нагружения) [c.33]

Термической усталостью называется процесс длительного разрушения, протекающий при периодических теплосменах (термических циклах), но в отсутствие внешних силовых воздействий на рассматриваемый конструкционный элемент, В реальных эксплуатационных условиях эти теплосмены обычно вызывают некоторое переменное поле макроскопических напряжений, которым сопутствует рассмотренная выше механическая усталость материала. Вместе с тем, теплосмены и сами по себе отражаются на механических свойствах металла, в частности, они могут приводить к постепенному снижению сопротивления хрупкому и усталостному разрушению. При отсутствии всяких макроскопических напряжений (например, в условиях свободных температурных деформаций равномерно нагреваемого и охлаждаемого стержня) уже десять—двадцать тысяч термоциклов с размахом температуры в 600—700° могут приводить к растрескиванию некоторых материалов, причем поверхностные трещины видны при небольшом увеличении микроскопа или простым глазом. К этому явлению целесообразно применять недавно возникший термин термоструктурная усталость в отличие от более общего случая стесненных температурных деформаций, который мы будем называть термомеханическая усталость . [c.28]

Влияние усталости. Подвергаясь продолжительному действию напряжения, материал проволоки устает, и упругие свойства его ухудшаются. Явление усталости форсируется частой переменой нагрузок, что вызывает преждевременные поломки. Разрушение наступает после определенного количества циклов нагрузок, соответствуюш его определенному критическому напряжению, зависящему от размеров П. и качества материала. На основании результатов многочисленных испытанйи П. из стальной проволоки SAE 1 360, после совершенно однородной термич. обработки, получено, что напряжение на пределе усталости составляет 3 ООО кг1см вместо статического предела упругости, равного 9 200 кг/см , т. е. в три раза меньше. Результирующая кривая усталости имеет форму почти правильной логарифмич. кривой. Усталость П., как ф-ия многих факторов, еще не является достаточно изученной и не м. б. пбка выражена твердой ф-лой зависимости от размеров, материала и усилий П. Замечено, что клапанные П. автомобилей и тракторов после 2—3-летней работы теряют 20—25 % своей первоначальной упругости. [c.223]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...