Разрушение под переменной нагрузкой

Нагрузка, вызывающая разрушение, включая сюда усталостное разрушение под переменными нагрузками. [c.198]

Аналогичное положение наблюдается при работе конструкций под переменными нагрузками. Разрушение металла в зоне концентрации напряжений наступает при средних напряжениях, меньших 0т. Попытки расчета конструкций под переменную нагрузку по предельному состоянию наступления текучести при статическом нагружении оказались несостоятельными конструк- [c.262]

Металлические конструкции в процессе их эксплуатации часто подвергаются разрушению под совместным воздействием коррозионной среды и механических напряжений. По своему происхождению механические напряжения могут быть внутренними, возникающими в результате деформации или термообработки металла (например, закалки углеродистой стали), или внешними, вызванными приложенными извне нагрузками, а по своему характеру —постоянными или переменными-, кроме того, металл может подвергаться истирающему или кавитационному воздействию. [c.332]

Опыт эксплуатации показывает, что разрушение соединений (при статических и переменных нагрузках) происходит, как правило, из-за разрушения болтов и шпилек по резьбовой части. Реже встречаются разрушения болтов под головкой и срез витков резьбы в гайке (корпусе) и на болте (шпильке). [c.515]

При проведении анализа отказов необходимо одновременно учитывать все факторы, приводящие к тому или иному виду разрушения, так как один и тот же дефект в одних случаях может вызвать разрушение, а в других — нет. Так, например, все машиностроительные материалы содержат дефекты (неоднородность структуры и состава, остаточные напряжения, трещины в сварных швах и т. п.), многие из которых настолько малы, что их трудно обнаружить обычными методами исследования материалов без разрушения образца. При неблагоприятных условиях нагружения и эксплуатации дефекты могут увеличиваться, приводя к отказам. Типичным примером этого является процесс роста микроскопической трещины при переменных нагрузках или под действием коррозионной среды. [c.30]

Скорость нагружения под действием переменной нагрузки периодически изменяется и равна нулю при каждом максимальном н минимальном напрял<ении, поэтому можно предположить, что усталостное разрушение вызывается средней скоростью нагружения, которая определяется путем деления амплитуды напряжения на время Д цикла [c.61]

К опасным видам разрушения алюминия и его сплавов относится коррозия под напряжением и коррозионная усталость. Это вызывает необходимость в проведении соответствующих исследований в тех случаях, когда имеют место постоянные или переменные нагрузки и одновременное воздействие коррозионной среды. [c.123]

Усталость. Явление разрушения металла под действием переменной нагрузки называется обычно усталостью. Усталостное разрушение нередко происходит при напряжении, меньшем., предела текучести и даже предела упругости. Металл, испытавший достаточно большое число переменных нагрузок, устает и разрушается. [c.18]

Оценка надежности соединений связана с определением запаса прочности по переменным напряжениям, который отражает запас прочности детали при возрастании переменной нагрузки, а также влияние факторов, увеличивающих опасность разрушения под действием переменной нагрузки. [c.261]

Для характеристики усталостной прочности материала, т. е. его сопротивляемости многократно действующим переменным нагрузкам, введено понятие о пределе выносливости материала. Под пределом выносливости понимается максимальное напряжение, которое образец (или деталь) может выдержать заданное число циклов без разрушения. [c.28]

При статических испытаниях элементы вертолета с помощью специальных приспособлений нагружаются и доводятся до разрушения. Если фактические разрушающие нагрузки равны или немного больше расчетных, статическая прочность конструкции считается достаточной. На статическую прочность могут проверяться элементы, испытывающие и переменные нагрузки. Так, например, проверяется прочность лопастей несущего винта на изгиб под действием собственного веса. [c.119]

Материал на поверхности беговых дорожек и тел качения в начальный период работы упрочняется, а затем постепенно разрушается вследствие усталости. Напомним, что усталостное разрушение наблюдается под воздействием переменной нагрузки и может возникать при напряжениях, меньших, чем предел упругости. [c.378]

Усталость — это разрушение металла под действием переменных нагрузок, которое наступает при напряжениях, меньших предела текучести. Наибольшее напряжение от повторных или переменных нагрузок, которое выдерживает металл при 10 млн. циклах перемен нагрузки, называется пределом усталости или пределом выносливости. [c.73]

Для правильного выбора и рационального использования металла, идущего на ответственные детали машин, например части быстроходных турбин или авиамоторов, подвергаемых в процессе эксплуатации многократным повторным и повторно-переменным нагрузкам, недостаточно знания тех механических характеристик, которые определяются при статических и ударных испытаниях. Известны многочисленные случаи разрушения отдельных деталей при многократных, циклических, особенно знакопеременных нагрузках, еще до наступления предела текучести. При этом характерным являлось то, что разрушения не сопровождались заметными пластическими деформациями. Такое явление разрушения металлов под действием циклических (повторных и повторно-переменных) нагрузок принято называть усталостью. [c.194]

Прочность — это способность металла или сплава противостоять деформации и разрушению под действием приложенных нагрузок — растягивающих, сжимающих, изгибающих, скручивающих и срезающих (рис. 26). Нагрузки бывают внешними (вес, давление, и др.) и внутренними (изменение размеров тела от нагревания и охлаждения, изменение структуры металла и т. д.), а также статическими, т. е. постоянными по величине и направлению действия, или динамическими, т. е. переменными по величине, направлению и продолжительности действия. Методы определения прочности рассмотрены отдельно. [c.84]

При подготовке цапф под покрытия рекомендуется прибегать к накатке резьбы, дробеструйной или пескоструйной обработке. Подготовка резьбы нарезкой или искровая обработка нежелательны, так как не обеспечивают защиту от разрушений переменными нагрузками. [c.166]

В процессе эксплуатации парогенератора с течением времени под воздействием высоких температур происходит частичное разрушение обмуровки. На рис. 83 показаны участки обмуровки, наиболее сильно подвергающиеся разрушению. Топочная камера может работать с переменными нагрузками под разрежением, а при нарушениях топочного режима — под некоторым давлением. Такие переменные режимы и являются причиной, ускоряющей разрушения обмуровки. Особенно сильному износу подвергаются поверхности суживающейся части топочной камеры и газоходов. [c.238]

Образовавшиеся горячие трещины являются концентраторами напряжений и под влиянием внешних нагрузок могут постепенно раскрываться. Это происходит большей частью при действии на конструкцию переменных нагрузок, а также при низких температурах. Имеются примеры, когда наличие кристаллизационных трещин приводило к разрушению конструкций, работающих под динамическими нагрузками, например, судов, подкрановых балок, резервуаров и цистерн, эксплуатируемых на открытом воздухе при морозе. [c.192]

Влияние шероховатости на усталостную прочность. Сопротивление металлических деталей разрушению под действием переменной нагрузки возрастает вместе с уменьшением шероховатости поверхности. Усталостная прочность хорошо отполированной детали из легированной стали на 30—40% выше по сравнению с грубо обработанной. Глубокие царапины, риски и треш,ины ослабляют поверхностный слой металла, снижают его усталостную прочность. [c.130]

Интенсивность эксплуатации запорной арматуры (число циклов открытия и закрытия) также заметно отражается на ее герметичности. При одноразовой заправке смазкой повышение интенсивности работы пробкового крана снижает герметичность затвора, особенно при повышении температуры. Увеличение пропуска среды связано с постепенным расходом смазки под переменным действием нагрузки и среды. Одновременно понижается и давление в смазочной системе (давление сжатия смазки). В результате прекращается ее поступление в канавки на пробке, что приводит к преждевременному разрушению смазочного слоя и нарушению герметичности. [c.140]

Остаточные растягивающие напряжения создают в металле запас энергии, который может способствовать разрушению металла. Они также способствуют ускорению коррозионных процессов. Связанные с ними пластические деформации приводят к уменьшению пластичности соединения. Складываясь с рабочими напряжениями, остаточные напряжения ухудшают работоспособность конструкции сжатые элементы могут потерять устойчивость в элементах, работающих при переменных нагрузках, снижается предел выносливости в элементах, работающих на изгиб, уменьшается жесткость сечения за счет перехода части сечения в пластическое состояние. Остаточные напряжения существенно влияют на точность и стабильность размеров сварных деталей. При механической обработке за счет перераспределения остаточных напряжений происходит изменение формы и размеров детали. Под действием остаточных напряжений возникают деформации ползучести, особенно при повышенных температурах. При первом приложении рабочей нагрузки рабочие напряжения, складываясь с остаточными, могут в отдельных местах превысить предел текучести и вы-. звать пластические деформации. Происходящие под действием остаточных напряжений деформации обычно не превышают долей процента. [c.83]

Под влиянием переменных напряжений в наиболее напряженном месте детали либо там, где она имеет внутренние пороки, возникает трещина, которая постепенно разрастается, охватывая все большую часть поверхности будущего излома. Наступает такой момент, когда сечение детали в месте развития трещины оказывается настолько ослабленным, что больше не в состоянии сопротивляться действующим на деталь нагрузкам, и она разрушается. Таким образом, усталостью называют процесс постепенного накопления повреждений материала при действии повтор но-переменных напряжений, приводящий к образованию трещин и разрушению. [c.332]

Титановые сплавы. Титановые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью по отношению к воздействию окружающей среды, и поэтому роль частоты нагружения, так же, как и выдержка под нагрузкой, в значительной мере определяется состоянием материала или его свойствами сопротивляться росту трещин при переменных условиях температурно-скоростного нагружения. Применительно к авиационным конструкциям следует отметить, что все многообразие разрушений титановых сплавов происходит при близких физико-механических характеристиках материала, которые регламентированы технологическим циклом изготовления той или иной детали. Следует оговориться, что речь не идет о ситуациях, когда разрушение материала в эксплуатации явилось следствием наличия в нем дефектов типа альфирован-ных, газонасыщенных или иных зон с измененными свойствами, в том числе с иными физико-меха-ническими характеристиками в дефектных зонах. [c.359]

Следует отметить, что в последние годы появилось очень большое число монографий по механике разрушения. Упомянем семитомный переводной труд энциклопедического характера Разрушение , монографии Морозова и Партона, Черепанова, ряд переводных сборников. Многие авторы понимают под механикой разрушения именно и только механику распространения трещины. Но в теории трещин предполагается, что материал остается упругим и не меняет своих свойств всюду, кроме окрестности конца трещины, которая или стягивается в точку в линейной механике, или рассматривается как пластическая область или область больших упругих деформаций. Такая точка зрения далеко не исчерпывает многообразия реальных процессов разрушения. При переменных нагрузках, например, уже после относительно небольшого числа циклов в материале появляются субмикроскопические трещины, которые растут и сливаются в макроскопические трещины, приводящие к видимому разрушению. Не вдаваясь в детали микроскопической картины, этот процесс можно представить как накопление поврежденности, характеризуемой некоторым параметром состояния. Кинетика изменения этого параметра должна быть включена в определяющие уравнения среды. Такая точка зрения лежит в основе того, что можно назвать механикш рассеянного разрушения. Соответствующая теория развивается применительно к усталости металлов и длительной прочности при высоких температурах. [c.653]

На фиг. 14 приведены результаты исследований [12], показывающие характер изменения остаточных напряжений в поверхностных слоях, обкатанных роликами стальных образцов (диаметром 30 мм) под действием осевых циклических нагружений. Опыты производились со сталью 45 (предел текучести 35 кг1мм , предел усталости при пульсирующем растяжении неупрочненных образцов 26,4 кг/мм и упрочненных обкаткой 30,2 кг/мм ). Благоприятное влияние поверхностного наклепа на сопротивляемость деталей разрушению при переменных нагрузках сохраняется при длительном хранении этих деталей. [c.186]

Технологическими мероприятиями можно значительно повысить прочность точек, работающих под переменными нагрузками. Наиболее рациональным является обжатие их в машине при тпстБГватпт -(тгр ковочном давлен )- нерадаш иазыааех ся проковкой. Она преследует две цели образование пластической деформации и повышение предела текучести, а также создание в зоне точки сжимающих остаточных напряжений, которые являются полезными для соединения. В результате их присутствия сопротивляемость усталостным разрушениям повышается в 1,4н-2,0 раза. . [c.233]

Многочисленные эксперименты, проведенные в Институте электросварки Академии наук УССР, МВТУ имени Баумана и других научных институтах, показали, что сварные конструкции балок при испытаниях на изгиб до разрушения интенсивно деформируются в пластической области. Как правило, их разрушение происходит при значительном искажении первоначальных геометрических форм элемента. В конструкциях, работающих под переменными нагрузками, пластический метод расчета прочность применения не получил. [c.305]

При расчете точечных соединений под статической нагрузкой допускаемые напряжения [а ] в металле около точки могут приниматься равными допускаемому напряжению в основном металле [а]р при условии, если термический эффект сварки не вызывает его разупрочнения. В противном случае допускаемое напряжение в основном металле должно быть установлено с учетом раз-упрочняющего влияния сварки при необходимости должны быть проведены специальные испытания. Допускаемые напряжения в сварной точке (при условном расчете на срез) могут быть приняты равными 0,6 от нормального допускаемого напряжения в основном металле соединения, с учетом термического эффекта сварки. Допускаемые напряжения в точечных соединениях при их работе под переменными нагрузками должны быть установлены только для основного металла соединения, так как эксперименты показывают, что при правильных значениях геометрических размеров точек в функции от толщины деталей разрушения происходят всегда в надточечных зонах основного металла. При переменных нагрузках допускаемое напряжение в зоне соединения [c.464]

Усталостная прочность точечных соединений значительно уступает прочности стыковых. Точечные соединения условно рассчитывают по напряжениям среза. Однако их разрушения при работе под переменными нагрузками всегда происходят в результате разрывов металла в надточечной или околоточечной зонах. Эти разрушения вызваны концентраторами напряжений. Усталостная прочность точечных соединений в очень большой степени зависит от того, являются ли они связующими илн рабочими, от рода материала и степени его чувствительности к концентраторам напряжений. [c.143]

Определение прочности при растяжении. Прочность — способность материала сопротивляться разрушению под действием внешних сил, постоянных (статическая прочность) и переменных (сопротивление усталости). При статических испытаниях образец (рис. 10.14, а) со стандартными размерами деформируют плавно возрастающей нагрузкой. При испытании измеряют прилагаемую силу F и соответствующее удлинение Д/ образца. По измерениям строят диаграмму растяжения (рис. 10.14,6), которая имеет ряд характерных точек. Если разделить нагрузки, соответствующие характерны.м точкам диаграммы, на площадь поперечного сечения образца до растяжения, то можно определить следующие характеристики прочности предел пропорциональности a =FJAf [c.128]

Сварные двутавровые балки широко применяют в подкрановых балках, мостах и других строительных сооружениях, работающих в условиях циклических нагрузок, приводящих нередко к разрушениям. Основное внимание при испытании подкрановых балок уделяют изучению причин образования усталостных трещин в верхней зоне стенки под местной нагрузкой катков крана и разработке мероприятий, способствующих повышению вибрационной прочности стенки. При испытании мостовых балок определяют предел выносливости двутавра в зонах приварки поперечных ребер жесткости, угловых фасонок поперечных связей, поперечных стыковых швов горизонтальных поясных листов переменного сечения, а также изучают различные способы обработки сварных швов, сравнивают пределы вынослн-вости балок из углеродистой и низколегированной стали. [c.332]

Статистика аварий обычных болтов при использовании их при переменных нагрузках даёт до 60 /о всех разрушений в резьбе 6ujaa под гайкой и до l io — под го ловкой. [c.184]

Регулярные стандартизированные испытания агрегатов тем более необходимы, что теоретический расчет усталостной прочности деталей автомобиля является в значительной мере условным. Автомобиль эксплоатируется при переменном режиме, причем влияющие на срок службы факторы сочетаются в самых разнообразных комбинациях и создают громадный диапазон непрерывно меняющихся условий. Поэтому расчет деталей на усталость, произведенный как по максимальным, так и по приближенно выбранным средним действующим нагрузкам, имеет практическую ценность в том случае, если он подкреплен результатами соответствующих стендовых испытаний. Более того, известно, что даже весьма тщательный теоретический расчет конструкции при правильном выборе материала и термообработки отнюдь не обеспечивает высокого срока службы. Например, испытания более 400 задних мостов до разрушения от усталости показали, что концентрация напряжений, вызванная деформацией шестерен, подшипников и картера, искажением формы зубцов, штрихами от механической обработки и т. п., варьирует в столь широких пределах, что в значительной мере перекрывает влияние металла и термообработки. В упомянутой выше работе [4] описываются результаты испытания четырех одинаковых коробок передач, две из которых были выполнены одним заводом, две — другим, причем изготовление производилось по одинаковым чертежам и техническим условиям. Проверка изготовленных коробок обычными методами не выявила никакой разницы между ними. Тем не менее при испытании на стенде под полной нагрузкой коробки одного завода выдержали 2 часа, коробки другого завода—20 час. Следовательно, одни только, так сказать, технологические нюансы могут оказать громадное влияние на срок службы. [c.223]

Для надежной оценки несущей способности сварных конструкций ротора важными являются исследования усталости крупных моделей (образцов), соизмеримых по размерам с ротором и отображающих его конструкцию и технологию вдготовления. Эти исследования позволят установить долговечность и уровень разрушающих знакопеременных напряжений, а также характер разрушения от усталости однородных и разнородных соединений ротора. Соответствующие исследования были проведены в ЦНИИТМАШе [89]. Несущую способность сварных газотурбинных роторов при переменных нагрузках оценивали по испытанию на усталость крупных моделей, отражающих различные конструктивно-технологические решения исполнения сварных стыков формы разделок кромок под сварку, конструкции корневой части шва, композиции электродов и термической обработки. [c.180]

Оценивали прочность при переменных нагрузках образца, моделирующего конструкцию ротора со штифтовыми соединениями. Образец, пройдя без повреждений первую ступень нагрузки (Ml — 210 ООО кгс - см) в течение 11 млн. циклов, на второй ступени (Ма = 315 ООО кгс-см) после 1,8 млн. циклов был разрушен. Разрушение произошло в штифтовом соединении по сечению кольцевого выступа концевика, ослабленного отверстиями под штифты (рис. 112). [c.189]

Метод накопления повреждений. Этот метод дает возможность Связать срок службы конструкции, находящейся под воздействием циклической нагрузки с постоянной амплитудой, со сроком службы при случайном циклическом нагружении. Предполагается, что если при данной переменной нагрузке приложено п циклов, а разрушение происходит после приложе- [c.406]

Ввиду высокой коррозионной стойкости алюминия и его сплавов в условиях агрессивных сред, характерных для нефтедобывающей промышленности, перспективно их использование в качестве конструкционного материала для изготовления буровых, насосно-компрессорных труб и деталей газопромыслового оборудования. Известно, что алюминий и его сплавы подвергаются коррозионному разрушению в результате общего растворения, питтинга, межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением, расслаивающей коррозии. Вид коррозионного разрушения определяется составом алюминиевого сплава, зависит от состава коррозионной среды и условий эксплуатации. Так, при использовании бурильных труб из алюминиевых сплавов возможно развитие контактной коррозии за счет соединения их с остальными замками. В зазорах резьбовых соединений происходят процессы щелевой коррозии, а при нагружении таких соединений переменными нагрузками возникают процессы фрет-тинг-коррозии. Значительное влияние на характер коррозионного разрушения оказывает pH коррозионно-активной среды. Практика эксплуатации алюминиевых труб показывает, что с увеличением pH от 1 до 13 меняется характер коррозионного поражения равномерная коррозия — в сильнощелочной, щелевая — в сильно кислой областях, питтинговая — при pH = 3-11. [c.24]

На детали машин, помимо характерных для их работы переменных напряжений, могут действовать также однократные или редко повторяемые максимальные перегрузки, которые не могут вызвать усталостного разрушения, но способны ст атическн разрушить или недопустимо деформировать деталь. Поэтому под действующей нагрузкой Qp g при расчете на статическую прочность [c.74]

В настоящее время доказана ошибочность этого предположения, но термин усталость остался в употреблении. Современная техника микрофотографирования позволила вскрыть истинную причину разрушения. Разрушение при знакопеременных напряжениях происходит вследствие постепенного развития микротрещнны. Наличие двух зон в месте излома вызвано тем, что под влиянием переменных напряжений края трещины то расходятся, то сходятся, на.жимая друг на друга, благодаря чему происходит сглаживание поверхности трещины, ее шлифование . Когда же развившаяся трещина ослабит сечение настолько, что оно не в состоянии сопротивляться действующим нагрузкам, происходит внезапное хрупкое разрушение, характерное даже для весьма пластичных металлов. [c.328]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...