Циклы напряжений знакопеременные

Если срок службы вала ограничен, т. е. число циклов напряжений Л ц меньше базового числа нагружен ий Л цо 10 при знакопеременном изгибе, то расчетный предел усталости [c.58]

В отличие от симметричного, все другие знакопеременные циклы называются несимметричными (или асимметричными). На рис. 155, а показан несимметричный цикл напряжений. [c.224]

Q,5(d4—dn), мм К — эффективный коэффициент концентрации напряжений у основания зуба Т - - вращающий момент, Н-м Л, / — коэффициент увеличения напряжений от сил в зацеплении а- i — передел выносливости материала стандартных круглых образцов при знакопеременном цикле напряжений, МПа. [c.227]

Растрескивание металла под воздействием знакопеременной нагрузки или периодической динамической нагрузки называют усталостным разрушением. Чем больше приложенное в каждом цикле напряжение, тем быстрее разрушается металл. График зависимости напряжения 5 от числа циклов до разрушения N представлен на рис. 7.14. При значениях N, лежащих справа от верхней сплошной линии, соответствующие им напряжения приводят к растрескиванию, но если напряжение равно так называемому пределу усталости (или пределу выносливости) или ниже его, металл не разрушается даже при бесконечно большом числе циклов. Для сталей реальный предел усталости составляет около половины прочности на растяжение (но это правило не обязательно распространяется на другие металлы). Усталостная прочность любого металла — это значение напряжения, ниже которого металл не разрушается при заданном числе циклов. Частота приложения на- [c.155]

Циклы напряжений могут быть знакопостоянными и знакопеременными. Цикл напряжений, изменяющихся только по абсолютному значению, называется знакопостоянным, цикл напряжений, изменяющихся по значению и по знаку, называется знакопеременным. [c.330]

Цикл напряжений, изображенный на рис.25.2, а, является примером асимметричного знакопеременного цикла. [c.279]

Испытания образцов на усталость ведутся, как правило, при знакопеременном цикле напряжения (при г — 1), реже — при пульсирующем (при Го = 0). [c.172]

В зависимости от характера нагрузки вид цикла напряжений может быть различным симметричным и несимметричным, знакопостоянным и знакопеременным (рис. 86). На рисунке, в частности, показано, что периодическое изменение переменных во времени напряжений может происходить-и не по синусоидальному закону. [c.148]

Знакопеременный —цикл напряжений, изменяющихся по величине и знаку. [c.10]

Воздействие нагрузок на металл может подчиняться определенной закономерности, тогда они вызывают циклические напряжения в металле. В течение одного цикла напряжения могут меняться по различным законам, при этом не всегда они должны быть знакопеременными. Процессы усталости протекают и при пульсирующих напряжениях одного знака, но скорость их заметно меньше, чем при знакопеременных напряжениях. [c.76]

Изменение поля напряжений у вершины усталостной трещины при нагружении по отнулевому циклу сжатия. При знакопостоянном цикле напряжений сжатия развитие трещины в концентраторах напряжений происходит в полуцикле разгрузки под действием образовавшихся в полуцикле нагружения остаточных напряжений растяжения. Если сжимающие напряжения от внешнего нагружения превосходят предел текучести, образуя пластически деформированную зону у вершины концентратора, то при разгрузке в этой зоне возникают остаточные напряжения растяжения. В связи с этим при нагружении образца или детали по знакопостоянному циклу сжатия в вершине концентратора реально осуществляется знакопеременный цикл напряжений, сжимающая часть которого определяется внешней нагрузкой, а растягивающая — остаточными напряжениями. При возникновении и развитии усталостной трещины, как показал Л. Хаббард, пластическая зона у вершины концентратора не меняется, а остаточные напряжения растяжения у вершины трещины уменьшаются номере ее роста. Таким образом, амплитуда действительного цикла напряжений в вершине трещины уменьшается, вызывая замедление скорости ее роста и остановку. Так, при исследовании развития усталостных трещин в алюминиевом сплаве с высоким пределом текучести в условиях сжатия на плоских образцах с центральным отверстием было показано, что с увеличением длины трещины по мере прохождения ее через пластическую зону скорость роста трещины непрерывно уменьшается. [c.26]

Упругопластические деформации при знакопеременном цикле напряжений в вершине трещины (рис. 12,6), развившейся на некоторую глубину и вышедшей из зоны влияния исходного концентратора напряжений, существенно отличаются от деформаций в вершине концентратора. Приложение растягивающего напряжения вызывает в вершине трещины упругопластические деформации (кривая 0—1 ), по характеру сходные с деформациями в вершине концентратора. При этом, если радиус исходного надреза невелик, то значение деформации, характеризующей положение точки 1 лишь немногим больше, чем для точки 1 (см. рис. 12, а). Снятие внешней нагрузки вызывает изменение деформаций (/ —2 —3 ), также подобное наблюдавшемуся в вершине концентратора. Однако с приложением внешней сжимающей нагрузки закономерность упругопластического деформирования существенно меняется, так как трещина при уменьшении деформации до нуля полностью закрывается, в результате чего зона образца с трещиной может воспринимать сжимающие нагрузки. Напряжения сжатия, однако, не концентрируются у вершины трещины, как при сжатии зоны концентратора напряжений. Кривая деформаций в полуцикле сжатия, таким образом, будет выглядеть как 3 —4. Характерным в этом случае является отсутствие пластической деформации в полуцикле сжатия. Следовательно, при разгрузке кривая деформирования должна вернуться в точку 3, а последующее растяжение приведет ее в точку 5. Дальнейшее знакопеременное нагружение вызовет изменение деформаций по петле 5 —3 —4 —3 —5. Сравнивая работу циклического упругопластического деформирования, определяющуюся пло- [c.28]

В состоянии, предшествующем возникновению знакопеременного течения, единственность напряжений является локальной. Роль остаточных напряжений в этом случае, как отмечалось в гл. III, сводится к изменению характеристики цикла напряжений в опасных точках (переход к симметричному циклу). Отсюда, в частности, становится ясным, почему при произвольном задании распределения статически возможных остаточных напряжений, практикуемом при использовании статического метода в приближенной постановке ( 10), получаемое условие знакопеременного течения обычно совпадает с точным (если оно позволяет осуществить указанный, переход). В то же время для условия прогрессирующего разрушения таким путем, удается получить лишь оценку снизу (для максимально допустимых нагрузок). [c.115]

Если напряжения и имеют одинаковые знаки, то соответствующий цикл напряжений называется знакопостоянным, если же знаки и различны — то знакопеременным. Если одна из величин о ах или равна нулю, то цикл напряжений называется отнулевым или пульсирующим. [c.325]

На рис. 7.2 приведены циклы деформации и напряжения, соответствующие треугольному температурному циклу. Схема на рис. 7.2, а соответствует постоянному коэффициенту стеснения R > О, а на рис. 7.2, б — коэффициенту стеснения < 0. В обоих случаях деформация является-знакопеременной на схеме показан случай, когда цикл напряжения не является треугольным из-за возникновения пластической деформации. При R > О фазы температурного цикла и цикла деформации сдвинуты на половину периода, поэтому их называют внефазными циклами. Термическая усталость, обусловленная подобными циклами, называется вне-фазной термической усталостью. Соответственно при R <0 циклы являются внутрифазными, а термическую усталость в этом случае называют внутрифазной термической усталостью (температурный цикл и цикл деформации не являются строго синусоидальными, поэтому точно определить фазы невозможно, однако для удобства принимают указанные определения). [c.246]

Если минимальное напряжение отрицательное (знакопеременный цикл напряжений, R < 0), то при подсчете AKi в формуле [c.16]

Нагрузка, действующая с малой продолжительностью, проходя за короткий промежуток времени весь цикл изменения, который носит характер быстропротекающего импульса, называется ударной нагрузкой. В пределах упругих деформаций циклы напряжений, создаваемые постоянными периодическими нагрузками, подобны циклам нагружения и носят те же названия, а именно первый вид нагружения носит название статического нагружения ему соответствует первый вид напряжений, т. е. статическое напряжение, не меняющееся в течение длительного времени ни по величине, ни по направлению (рис. 1) второй вид нагружения называется пульсирующим циклом нагружения ему соответствует второй вид напряжений ( так называемый пульсирующий цикл изменения напряжений), меняющийся от нуля до некоторого максимума и обратно до нуля (рис. 4) третий вид нагружения называется нагружением по симметричному циклу, которому соответствует третий вид напряжения (так называемый симметричный цикл изменения напряжений), причем напряжения знакопеременные, изменяющиеся от некоторой максимальной величины до равной ей по абсолютному значению, но противоположной 110 знаку минимальной величины (рис, 3). [c.15]

Знакопеременный цикл напряжений 1—310 Знакопостоянный цикл напряжений 1—310 Золото 1—310, 129 [c.503]

Знакопеременным называют асимметричный цикл напряжений, предельные значения которого имеют разные знаки. [c.109]

Рис. 53. Основные циклы нормальных напряжений а — цикл постоянных (статических) напряжений б — симметричный цикл е — знакопеременный цикл растяжения (асимметричный) г — знакопеременный цикл сжатия (асимметричный) б — знакопостоянный цикл растяжения е — знакопостоянный цикл сжатия ж — пульсирующий (от-нулевой) цикл растяжения з — пульсирующий (отнулевой) цикл растяжения

Асимметричный цикл напряжений, у которого предельные значения имеют разные знаки, называют знакопеременным циклом, а асимметричный цикл с предельными значениями одного знака — знакопостоянным циклом. [c.306]

Если Ра=—1, то такой цикл называют симметричным (рис. 129, кривая 1). Если же минимальное и максимальное напряжения цикла не равны по величине, то он называется асимметричным (рис. 129, кривые 2 и 3). Когда напряжения меняются, по величине и знаку, цикл считается знакопеременным (рис. 129, кривые 1 и 2), если только по величине — знакопостоянным (рис. 129, кривая 3). Для испытаний чаще всего используют симметричные знакопеременные циклы с о =—1. [c.277]

Максимальное и минимальное касательные напряжения знакопеременного цикла для наиболее нагруженной 4-й коренной шейки (рис. 105),- на которую воздействует крутящий момент, имеющий наибольший размах АМк. ш max [c.255]

Максимальное и минимальное касательные напряжения знакопеременного цикла для наиболее нагруженной 4-й шатунной шейки (рис. 106) [c.258]

Максимальное и минимальное касательные напряжения знакопеременного цикла щеки [c.260]

Значения базовых предельных напряжений опт зависят от материала колеса и вида упрочняющей обработки (например, от термообработки) и приведены в табл. 9.2. Так как сгЦт относится к пульсирующему циклу напряжения, то для реверсивных передач, имеющих знакопеременный цикл, о пт следует уменьшать примерно на 30 % против табличных значений. [c.260]

Анализ перераспределения напряжений от внешней нагрузки, действующих при вершине трещины в полуциклах растяжения и сжатия при знакопеременном цикле нагружения, позволил построить схему остановки развития трещины, в основе которой лежит закономерность изменения асиммстрпи действительного цикла напряжений в вершине трещины при ее развитии. [c.18]

На рис. 12, а показано изменение деформаций при знакопеременном цикле напряжений в области вершины резкого концентратора напряжений. Участок между точками О и 1 соответствует упругопластической деформации в первом полу-цикле растяжения. При этом зона пластической деформации локализована в небольшой области у вершины концентратора, а в остальном материале существуют только упругие деформации. Снятие нагрузки приводит к уменьшению деформации (точка 2), а затем в результате воздействия зон материала, находящихся в упругодеформированном состоянии, к их исчезновению (точка 3). Приложение внешней сжимающей нагрузки вызывает продолжепие петли гистерезиса до точки 4. Разгрузка приводит к полному снятию деформаций (точка 5),, а новое приложение растягивающей нагрузки увеличивает деформации до значения, соответствующего точке 6. Дальнейшее знакопеременное циклическое деформирование приводит к изменению деформации по петле между точками 5 и до тех пор, пока не возникнет усталостная трещина. [c.28]

Один из современных подходов к объяснению эффекта прекращения роста усталостной трещины при уменьшении амплитуды цикла напряжений основан на явлении так называемого закрытия трещины. Он состоит в следующем. Изменение скорости роста трещины, связанное с изменением амплитуды напряжений, зависит от амплитуды коэффициента интенсивности напряжений ЛК. Однако величина АК, определенная по полному размаху напряжений, не является действительной, определяющей рост трещины, поскольку трещина не остается открытой на протяжении всего цикла нагружения [20]. Возникновение зоны пластической деформации у вершины трещины при максимальном растягивающем напряжении знакопостоянного цикла ведет к образованию остаточных напряжений сжатия, которые при разгрузке могут закрыть трещину [14]. При знакопеременном цикле напряжений трещина закрывается при действии сжимающих напряжений цикла, однако и в этом случае эффект возникновения зоны пластической деформации у вершины трещины приводит к более раннему ее закрытию. Истинная скорость распространения усталостной трещины зависит от так называемого эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений АКпф, определяемого по части цикла нагружения, в которой трещина находится в открытом состоянии. [c.31]

На рис. 6.28 представлена зависимость скорости распространения трещины от частоты нагружения в стали SI5 при 400 °С и стали 316 при 650 °С при знакопеременном прямоугольном цикле напряжений. При высокой температуре легко происходит ползучесть, поэтому при частоте нагружения более низкой, чем 1 цикл/мин наблюдается зависимость скорости распространения трещины только от времени нагружения. Вид поверхности разрушения нержавеющей стали 316 показан на рис. 6.16. Данные, характеризующие распространение усталостной трещины в алюминиевом сплаве 2024-T35I приведены на рис. 6.29. Температура испытаний была довольно низкая (80 °С), поэтому переход от зависимости скорости распространения трещины от числа циклов нагружения к зависимости от времени нагружения наблюдается при низкой частоте за период >1 ч. [c.214]

Тем не менее, 7-интеграл ползучести J или описываемый ниже размах интеграла ползучести ДУс довольно успешно применяется для решения задачи распространения зависящей от времени усталостной трещины. Отсюда можно заключить, что имеется достаточная возможность определить смысл параметра АУ, как параметра нелинейной механики разрушения. Он характеризует распространение усталостной трещины в упруго-пластической области, не соответствующей условиям микротечения в связи с влиянием различных факторов помимо малого размера образцов. Можно считать, что параметр ДУ, как и параметры Д/С или Д/Се// характеризует изменение (размах на один цикл) напряженно-деформированного состояния вблизи вершины трещины. Однако в настоящее время экспериментальных данных по описываемой проблеме недостаточно. В некоторых случаях при знакопеременном напряжении R == —1) или знакопеременной деформации (см. рис. 6.35 и 6.38) получают закрытую петлю гистерезиса. [c.224]

На основании результатов, описанных в разделах 6.2.3 и 6.2.4 можно отметить, что для описания распространения трещины при наложении ползучести и усталости должна применяться нелинейная механика разрушения. На рис. 6.41 приведена зависимость dlldN от Д/ для прямоугольного знакопеременного цикла напряжения (методом, указанным на рис. 6.37, справа), для стали [c.225]

Согласно испытаниям кольцевых стальных образцов с залитым баббитом на изгиб при асимметричном знакопеременном цикле напряжения, предел выносливости баббитов при нормальной температуре не выявляется на базе 100 млн. циклов. Ограниченные пределы сопротивления усталости оловянно-свинцовых баббитов ниже, чем у баббита Б83. Предел выносливости баббитов на свинцовой основе при нормальной температуре ниже, чем у баббита Б83, но в тяжелых условиях работы при повышенных температурах сопротивление усталости их выше, чем у высокооловянных баббитов. В случае тонкостенных вкладышей с тонким слоем заливки это объясняется более благоприятной структурой, о чем подробнее сказано ниже. [c.232]

Усталость стеклопластиков. Долговечность стеклопластика, определяемая усталостью, рассматривалась Оуэном [5]. Оуэн указывал, что в ранее проведенных исследованиях была установлена долговечность стеклопластика, равная 10 циклам симметричного знакопеременного нагружения со средней амплитудой напряжения, изменяющейся в диапазоне 20 —35 % среднего значения предела прочности. Уделялось внимание вопросу получения кривой долговечности (по Гудману), представляющей кривую зависимости величины среднего напряжения от амплитуды напряжений, из которой видно, что на усталостные характеристики стеклопластика в основном влияют средние по величине напряжения растяжения. Амплитуда средних экспериментальных напряжений обычно меньше напряжений, соответствующих линии Гудмана, которую используют для прогнозирования долговечности конструкционных материалов (рис. 6.18). [c.155]

Из всех испытаний явствует, что для данного максимального напряжения число циклов, необходимое для того, чтобы вызвать разрушение, уменьшается с возрастанием амплитуды цикла. Вёлер делает из этого вывод, что в мостах больших пролетов и в рессорах железнодорожных вагонов (где наибольшее напряжение производится главным образом постоянной нагрузкой, т. е. собственным весом) допускаемые напряжения могут быть приняты гораздо более высокими, чем в осях или в поршневых штоках (шатунах), где материал подвергается действию знакопеременного цикла напряжений. [c.206]

Показанные в табл. 1.5.5 и 1.5.6 виды циклов напряжений соответствуют элементам конструкций, приведенным на рис. 1.3,1, а—ж. На рис. 1.3.1, , а — растянутым поясам вертикальных балок и ферм и растянутым раскосам этих ферм на рис. 1.3.Ij б -т растянутым элементам, у которых напряжения от постоянной нагрузки пренебрежимо малы по сравнению с напряжениями от временной нагрузки на рис. 1.3.1, вид — сжатовытянутым раскосам вертикальных ферм на рис. 1.3.1, г — горизонтальным фермам,- испытывающим нагрузку как в одном, так и в другом направлении, а также раскосам вертикальных ферм, напряжения в которых от постоянной нагрузки пренебрежимо малы по сравнению со знакопеременными напряжениями от временной нагрузки на рис, 1.3.1, е — сжатым элементам, у которых напряжения от постоянной нагрузки пренебрежимо малы по, сравнению с напряжениями от временной нагрузки на рис. 1.3.1, да — сжатым поясам вертикальных балок и ферм и сжатым раскосам этих ферм. [c.152]

Характеристикой сопротивления усталости является предел выносливости — наибольшее напряжение цикла, которое выдерживает материал без разрушения при заданном числе циклов нагружения (М). Для стали предел выносливости обычно определяют нг базе N = 10 , для цветных металлов N — 10 циклов нагружения. Наиболее часто предел выносливости определяют при испытание образца на изгиб с вращением со знакопеременным иммeтpичны циклом напряжений (рис. 57, а). [c.118]

Динамические нормальные и ка сательные напряжения, возникающие в элементах машин под действием циклической нагрузки, называют циклическими напряжениями. Однократный переход от наибольших значений напряжений (ощах, Ттах) к наименьшим (оццп, -Гтш) и обратно при установившемся циклическом нагружении называют циклом напряжения. Различают симметричные циклы (рис. 65, а), когда Отах по абсолютному значению равно 0щ1п, и несимметричные циклы нагружения. Последние могут быть знакопеременными (рис. 65, б) и пульсирующими (рис. 65, в). [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...