Шероховатость Влияние на концентрацию напряжений

Шероховатость поверхности — Влияние на концентрацию напряжений 225, 228 [c.428]

Шероховатость поверхности. Шероховатость поверхности в значительной степени сказывается на величине преде.аа выносливости. Влияние поверхностной обработки связано в тем, что более грубая поверхность детали создает дополнительные места концентрации напряжений и, следовательно, возникают условия для появления микротрещин. На поверхности всегда имеют место дефекты, связанные с качеством ее механической обработки. Поэтому усталостные трещины в большинстве случаев начинаются с поверхности. [c.334]

Уточненный проверочный расчет валов на усталость исходит из предположения, что нормальные напряжения изменяются по симметричному, а касательные — по асимметричному циклу. Этот расчет заключается в определении фактического коэффициента запаса прочности в предположительно опасных сечениях с учетом характера изменения напряжений, влияния абсолютных размеров деталей, концентрации напряжений, шероховатости и упрочнения поверхностей. Условие сопротивления усталости имеет вид [c.217]

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]

Шероховатость поверхности. Влияние на усталость шероховатости поверхности, по сравнению с другими параметрами качества поверхностного слоя деталей, наиболее изучено. Однако в большинстве работ экспериментальных и теоретических устанавливается только качественный характер зависимости усталости от шероховатости поверхности и без учета наклепа и технологических макронапряжений, имеющихся в поверхностном слое после его обработки. Усталостные испытания проводили при комнатной температуре и низкочастотном нагружении. Влияние шероховатости поверхности на сопротивление усталости обычно оценивается различными коэффициентами концентрации напряжений, обусловливаемых геометрическими параметрами микронеровностей поверхности. Имеются также эмпирические формулы, устанавливающие зависимость сопротивления усталости от того или иного критерия шероховатости поверхности. Так, например, И. А. Одинг оценивает изменение сопротивления усталости в зависимости от шероховатости поверхности с помощью эмпирического коэффициента, имеющего следующий вид [56] [c.165]

Большинство исследователей влияние шероховатости поверхности на усталость металла оценивают с помощью коэффициента концентрации напряжений, являюш,егося, как известно, мерой повышения напряжений в тонком поверхностном слое от микронеровностей обработанной поверхности. [c.166]

Предварительные расчеты на прочность обычно выполняют по допускаемым номинальным напряжениям. Соответствующие расчеты деталей отражают характер изменения напряжений, концентрацию напряжений, влияние размеров, шероховатость и упрочнение поверхности. [c.8]

VI — эффективные коэффициенты концентрации напряжений (отношение предела усталости, полученного в результате испытаний гладких образцов, к пределу усталости, полученного на образцах с концентратором напряжений) соответственно при изгибе и при кручении [1, 10, 31, 33] — коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения — масштабный фактор (отношение предела усталости образцов и деталей реальных размеров к пределу усталости, полученному при испытаниях стандартных образцов малых диаметров) [1, 31] Кр — коэффициент влияния шероховатости поверхности [10, 31] Ку — коэффициент влияния упрочнения, вводимый для валов и осей с поверхностным упрочнением (закалка ТВЧ — цементация, азотирование и т. п.) [2, 7] и — коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений соответственно при изгибе и кручении (см. табл. 16.2). [c.418]

В проблеме усталости металлов состояние поверхности деталей имеет решающее значение. Разрушение в виде усталостных трещин, как правило, начинается с поверхности. Специфическое влияние поверхности тела заключается не только в наличии шероховатости и концентрации напряжений, но и в том, что пластическое деформирование на поверхности образца или детали, находящейся в номинально однородном напряженном состоянии, начинается раньше, чем в их середине. Это было установлено физическими методами исследования 1293, 294, 305]. В исследованиях, посвященных этому вопросу, уделяется внимание устранению остаточных технологических напряжений на гюверхности образцов. В работе 13051 рентгеноструктурным методом установлено, что при растяжении образцов из низкоуглеродистой стали [c.95]

Для тел с покрытиями возникает вопрос Как влияет дискретность контакта, имеющая место вследствие шероховатости поверхностей, на напряженное состояние и характер разрушения покрытий Ответ на этот вопрос особенно важен в связи с широким применением тонких износостойких покрытий, толщина которых соизмерима с расстояниями между неровностями и размерами единичного пятна контакта. Некоторые численные результаты расчёта напряжённого состояния тел с покрытиями с учётом шероховатости поверхности обсуждаются в работах [158, 224]. Однако эти результаты не могут быть использованы для анализа влияния параметров микрогеометрии на места концентрации напряжений в телах с покрытиями, поскольку они получены для одного частного вида поверхностного рельефа. [c.218]

При оценке прочности деталей, работающих в условиях статического нагружения, свойства материала детали отождествлялись со свойствами материала образца, при этом не учитывалась разница ни в форме, ни в размерах детали и образца, на котором были получены предельные напряжения, т. е. предполагалось, что при равных номинальных напряжениях опасность разрушения образца и детали, выполненной из такого же материала, как и образец, одинакова. Многочисленные эксперименты показали, что при переменных напряжениях в расчетах на сопротивление усталости необходимо учитывать ряд факторов, которые существенным образом влияют на сопротивление усталости детали в то время, как на статическую прочность они оказывают незначительное влияние. К наиболее существенным факторам относятся концентрация напряжений, абсолютные размеры поперечных сечений детали, состояние поверхности — ее шероховатость, наличие коррозии, окалины и др. Рассмотрим более подробно влияние этих факторов на сопротивление усталости. [c.293]

Р — коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности на величину предела выносливости. Его можно определить, пользуясь рис. 7,6 или табл. 17. Ка , или /Ст , — эффективные коэффициенты концентрации напряжений. Их можно определить по рис. 8 или найти в справочной литературе [13]. [c.36]

Влияние чистоты обработки заготовок на их механические характеристики. Значительные шероховатости поверхности заготовок, например, такие, кар надрезы, являются источником концентрации напряжений в поверхностном слое металла. В табл. 8 даны сравнительные цифры падения усталостной прочности трех сортов стали для разных видов механической обработки. [c.139]

Шероховатость поверхности детали влияет на пределы выносливости, так как по краям неровностей, образующихся на поверхности после обработки, возникает концентрация напряжений. Влияние качества обработки поверхности оценивается технологическими факторами Ео и е х, представляющими собой отношение пределов вынос- [c.377]

Влияние шероховатости ПС на сопротивление усталости можно оценить коэффициентом концентрации напряжений. Если обработанную поверхность детали представить, как поверхность с большим количеством повторяющихся мелких рисок, то для расчета Теоретического коэффициента концентрации напряжений может быть использована формула Г.Нейбера [56]. [c.88]

Стоящий на втором месте коэффициент концентрации напряжений рй учитывает влияние всех (кроме обусловленных шероховатостью поверхности) концентраторов напряжений, таких, как изменение диаметра полуоси (вала), галтели, выточки, не-круглость сечения и т. п. [c.22]

Необходимо иметь в виду, что не всегда наиболее нагруженные сечеппя по статическим напряжениям совпадают с сечениями, в которых появляются максимальные усталостные напряжения. Здесь зр ачптельное влияние оказывает концентрация напряжений в местах изменения форм тел, поэтому наибольшие усталостные напряжения могут возникнуть в сечениях, где приведенный момент меррьше максимального. В этой связи для повышения усталостной прочности валов и осей необходимо принимать минимальную разность диаметров смежных участков, увеличивать радиусы галтелей, избегать применения резьбы для крепления деталей на участках опасных сечений п стремиться к наименьшей шероховатости обработки даже свободных поверхностей на валах и осях. [c.424]

Снижение выносливости стали в воздухе под влиянием увеличения шероховатости ее поверхности объясняют концентра-дией напряжений около впадин. лшкронеровностеп. Очевидно, в жидких средах, вызывающих коррозионную и адсорбционную усталость стали, влияние этой концентрации напряжений на выносливость уменьшается по сравнению с ее влиянием в воздухе. [c.149]

Шероховатость поверхности влияет на прочность деталей, работающих в условиях циклической и знакопеременной нагрузок. Впадины мнкропрофиля являются своеобразными надрезами на поверхности и в значительной степени влияют на концентрацию напряжений и образование усталостных трещин. Коэффициент концентрации напряжений для поверхностей, обработанных резанием, находится в пределах 1,5—2,5. Особенно вредно наличие рисок от режущего инструмента в местах концентрации напряжений (канавки, резкие переходы в сечениях). Эти дефекты часто являются причиной поломки многих ответственных деталей. Для устранения влияния дефектов предварительной обработки приходится назначать дополнительную отделочную обработку поверхностей ответ- [c.122]

Современные расчеты на сопротивление усталости отражают характер изменения напряжений, характеристики сопротивления усталости материалов, концентрацию напряжений, влияние абсолютных размеров, шероховатости поверхности и поверхностного упрочнения. Расчет обычно производят в форме проверки коэффициента запаса прочности по усталости. Для расчс .та необходимо знать постоянные а , и Тт и переменные а<, и Та составляющие напряжений. Коэффициент запаса прочности определяют по уравнению [c.324]

Степень шероховатости поверхности, накдеп ц концентрация напряжений. Влияние степени шероховатости поверг ности и конпентрации напряжений на сопротивление термической усталости несколько меньше, чем при механической усталости, что [c.93]

Рис. 4. Влияние параметров надрезов, резьбы, технологических рисок и впадин шероховатости для деталей из различных материалов на концентрацию текущих напряжений, максимальных тангенциальпы.х остаточных напряжений и глубину зоны пластических деформаций при действии номинальных растягивающих напряжени с последующей разгрузкой (модель операций правки растяжением, ускоренных охлаждений после сквозных технологических нагревов и др.).

Обкатка роликами и шариками применяется в машиностроении как средство упрочнения валов, осей, пальцев, шпилек, зубчатых колес и других деталей. Накатывают цилиндрические поверхности, галтели, канавки, впадины зубьев и шлицев, торцовые поверхности и резьбы. По эффективности обкатка занимает одно из первых мест среди других методов поверхностного упрочнения. Она позволяет получить слой наклепа 3 мм и более, т. е. значительно больший, чем, например, при дробеструйной обработке. Это особенно важно для деталей больших размеров (глубина наклепа при обкатке подступич-ной части вагонных осей достигает 19 мм). Твердость поверхностных слоев, по сравнению с исходной, повышается на 20—40%, предел выносливости гладких образцов — на 20—30%, а при работе в коррозионной среде в 4 раза. В зонах концентрации напряжений, в местах контакта с напрессованными деталями предел выносливости повышается в 2 раза и более. Срок службы различных валов в результате накатки увеличивается в 1,5—2 раза, осей вагонов — в 25 раз, штоков молотов — в 2,5—4 раза и т. д. Обкатка не только создает наклеп и формирует остаточные напряжения сжатия, но и на 2—3 класса снижает шероховатость поверхности, доводя ее до 8—10-го классов. В связи с этим в ряде случаев.обкатка вытесняет малопроизводительное шлифование. Наряду с непосредственным упрочнением от наклепа, при этом устраняется вредное влияние на прочность деталей концентраторов напряжения, возникающих при шлифовании из-за прижогов. [c.107]

Следует заметить, что в некоторых случаях наблюдается большой разброс опытных данных (рис. 6.2), что может объясняться влиянием состояния поверхности (шероховатой поверхности соответствует более низкое значение предела выносливости), качества материала, метода изготовления о<бразцов и других факторов, вызывающих концентрацию напряжений . Испытания показали, что удаление окалины с поверхности образца повышает предел выносливости на 10%. Отсюда следует, что наличие окалины после прокатки ослабляет сопротивление усталости. [c.92]

Шероховатость и волнистость поверхности оказывают весьма значительное влияние на такие важные эксплуатационные свойства деталей машин, как износостойкость, усталостная прочность, контактная жесткость, антикоррозионная стойкость, стабильность посадок и др. Вследствие шероховатости и волнистости поверхностей сопрягаемых деталей фактическая площадь их контакта становится значительно меньше номинальной, что ведет к увеличению удельных нагрузок, нарушению масляной пленки, разрушению и деформированию выступающих неровностей. Поэтому грубые поверхности имеют низкую износостойкость1/Наличие микронеровностей вызывает концентрацию напряжений во впадинах гребешков, что приводит к появлению трещин и снижает прочность деталей (особенно деталей, работающих при знакопеременных нагрузках). [c.52]

Большинство конструктивных элементов, а также посадки-деталей на вал с натягом и шероховатость поверхностей являются концентраторами напряжений, одиако степень их влияния на несущую способность валов и осей неодинакова. Поэтому в местах пониженного сопротивления усталости следует использовать те конструктивные элементы, которые вызывают меньшую концентрацию напряжений. Вместо канавок для выхода инструмента сопряжение поверхностен двух диаметров следует оформлять в виде галтели максимально возможного радиуса. В особо ответственных случаях галтель необходимо выполнять эллиптической или с двумя радиусами. Шпоночный паз в обоснованных случаях следует обра-батывать дисковой, а не пальцевой фрезой. Шлицевое соединение меньше снижает сопротивление усталости, чем шпоночное. Эвольвентные шлицы имеют преимущество перед прямобочными. [c.108]

Усталостная прочность в сильной степени зависит от состояния поверхности обычно образцы для определения предела выносливости полируются. Если образец сохванил на поверхности следы токарной обработки, предел выносливости его будет ниже. Таким образом, шероховатость поверхности играет ту же роль, что и концентрация напряжений. Для количественной оценки этого влияния можно ввести коэффициент, аналогичный коэффициенту концентрации. Для поверхности, обработанной резцом, соответствующий коэффициент может достигать значения 1,25. С другой стороны, упрочнение поверхности путем создания поверхностного наклепа (обкатка, дробеструйная обработка), цианирования и поверхностной закалки повышает предел выносливости. [c.424]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...