Напряжение остаточное, причина возникновени

Остаточные напряжения — это сохраняющиеся во времени внутренние напряжения, основной причиной возникновения которых является неоднородность деформации в разных точках тела вследствие неравномерности температур или пластических деформаций. [c.27]

Уменьшение внутренних растягивающих напряжений. При анализе причин возникновения КР отмечалось, что необходимым условием для развития процесса КР является действие растягивающих напряжений. По, своему происхождению эти напряжения могут быть различными внешними (активными), проявляющимися в результате приложенной нагрузки или давления и т. п. термическими (из-за наличия градиента температур в металле) или внутренними (остаточными), которые возникают в результате различных технологических операций при изготовлении деталей (термической обработки, сварки, деформаций и т. д.). Вследствие неизбежной неравномерности распределения напряжений различного рода по поверхности металла, в отдельных местах ее создаются наиболее опасные участки с высокими растягивающими напряжениями. Доказано, что даже в отсутствие активных внешних нагрузок на таких участках может быстро развиваться КР. [c.74]

К основным причинам возникновения остаточных напряжений в поверхностных слоях деталей, обрабатываемых резанием, относятся пластическая деформация поверхностного слоя, связанная с увеличением удельного объема наклепанного поверхностного слоя металла неравномерная пластическая деформация [c.385]

Одной из наиболее распространенных причин возникновения остаточных напряжений являются неравномерные температурные воздействия на смежные объемы материала. В общем случае нагрева какой-либо детали, если температурное поле обладает градиентом, возникают неравномерные объемные изменения отдельных участков детали. Это обстоятельство приводит к возникновению так называемых временных температурных напряжений, которые впоследствии при определенных условиях могут превращаться в остаточные напряжения. [c.210]

Причиной возникновения структурных остаточных напряжений (при термической обработке, сварке и других термических воздействиях) является образование в смежных участках материала или детали структур, отличающихся параметром кристаллической решетки и по удельному объему. Напряжения этого вида не [c.210]

К основным причинам возникновения остаточных напряжений в поверхностных слоях деталей, обрабатываемых резанием, относятся [c.404]

Металл, деформируемый в холодном состоянии, упрочняется. Характер кривых упрочения некоторых металлов показан на рис. 7. В процессе деформирования металла в холодном состоянии возникают остаточные внутренние напряжения, причины возникновения которых связаны с кристаллической структурой металлов. Так как в реальных условиях кристаллы различно ориентированы относительно деформирующей нагрузки, то в материале детали уже в зоне пластического деформирования наряду с пластическими деформациями действуют и упру-464 [c.464]

Анализ свойств сварных соединений из углеродистых и низколегированных сталей, выполненных сваркой плавлением, показал неоднородность структуры и свойств по зонам сварного соединения. В ЗТВ возникают нежелательные крупнозернистые структуры, высокие остаточные макро- и микронапряжения. Последствием структурных изменений является снижение механических и эксплуатационных свойств сварных соединений. Остаточные напряжения могут стать причинами возникновения трещин, снижают сопротивляемость хрупким разрушениям, способствуют ускорению коррозионных процессов по сравнению с основным металлом. [c.6]

Влияние напряженного состояния детали при фреттинге для некоторых различных случаев [16] показано на рис. 14.5, включая случаи действия растягивающего и сжимающего статических средних напряжений цикла при фреттинге. Из рассмотрения приведенных на рис. 14.5 результатов следует интересный вывод, что фреттинг в условиях действия сжимающего среднего напряжения, либо статического, либо циклического, сильно снижает усталостные характеристики материала. Это на первый взгляд не согласуется с тем, что сжимающие напряжения благоприятно сказываются при усталостном нагружении. Однако установлено [17] (рис. 14.6), что сжимающие напряжения при фреттинге, значения которых приведены на рис. 14.5, в действительности приводят к возникновению локальных остаточных растягивающих напряжений в зоне фреттинга. Аналогично растягивающие напряжения при фреттинге, значения которых приведены на рис. 14.5, служат причиной возникновения локальных остаточных напряжений сжатия в зоне, подвергнутой фреттингу. Эти локальные напряжения сжатия впоследствии благотворно сказываются на минимизации повреждений при фреттинг-усталости. [c.483]

На рис. 102 показаны трещины в образце из стеклокристаллического материала марки СО-1. Причиной возникновения трещин были остаточные напряжения. [c.124]

Неравномерное охлаждение стекла с высокой температуры является причиной возникновения значительных остаточных напряжений в изделиях. С целью повышения качества изделий проводят отжиг для уменьшения этих напряжений. [c.319]

При длительном статическом нагружении стали в коррозионных средах наклеп и остаточные напряжения растяжения являются одной из причин возникновения коррозионной статической усталости Как известно, коррозионное растрескивание может происходить и без действия внешнего нагружения на стальные детали, однако при обязательном условии наличия остаточных растягивающих напряжений и наклепа. [c.139]

Основной причиной возникновения растягивающих остаточных напряжений вблизи твердого слоя являются тепловые объемные пластические деформации в процессе нагрева и охлаждения. [c.287]

Причиной возникновения остаточных напряжений является неравномерная пластическая деформация, возникающая в результате неодинакового теплового расширения при больших градиентах температур в связи с быстрым нагревом или охлаждением изделий, неодновременных фазовых превращений и других процессов, связанных с изменением объема — при закалке, ковке, сварке, сборке конструкций и т. д. [c.200]

Основными причинами возникновения остаточных или, так называемых, собственных напряжений являются неравномерность распределения температуры в изделии при сварке и жесткость этого изделия, которая препятствует свободному развитию температурных деформаций. [c.300]

Основными причинами возникновения сварочных деформаций и остаточных напряжений являются неравномерность распределения температуры в изделиях при сварке. Шов и околошовная зона испытывают пластические и упруго-пластические деформации сжатия при нагреве и растяжения при охлаждении. Их величина зависит от ширины зоны пластических деформаций, а ширина зоны в свою очередь зависит от погонной энергии, жесткости конструкции и других причин. [c.206]

Важно отметить, что при контактном взаимодействии твердых тел характерна геометрическая локализация (непосредственно под площадкой контакта и вблизи нее) всех видов деформаций (упругой и пластической) и разрушения (зарождения и развития трещин). В таких условиях даже материалы, которые обычно являются хрупкими, проявляют пластические свойства в локальных зонах. Кроме того, пластическое деформирование приповерхностного слоя материала приводит к образованию поля остаточных напряжений, растягивающие компоненты которого оказываются причиной возникновения определенной системы трещин. [c.625]

При сварке обычно имеют место неравномерность нагрева и быстрое охлаждение, что является основной причиной возникновения как внутренних напряжений, так и остаточных деформаций в сварных конструкциях. [c.466]

ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИИ И ДЕФОРМАЦИЙ [c.292]

Если внутренние напряжения в отдельных зонах превосходят называемый пределом текучести уровень, когда начинаются пластические деформации, то после устранения причины, вызвавшей эти изменения, и из-за неравномерности пластических деформаций в объеме тела останутся напряжения, но изменится характер их распределения. В одних зонах всегда будут напряжения растяжения, в других — сжатия. Уравновешивая друг друга, эти остаточные напряжения приводят к возникновению остаточных деформаций. [c.238]

Природа и причины возникновения остаточных напряжений. Остаточным (или собственными) называются напряжения, которые существуют в заготовке или готовой детали при отсутствии внешних нагрузок. Остаточные напряжения полностью уравновешиваются, и их действие на деталь с внешней стороны ничем не проявляется. С нарушением этого равновесия, вызываемого удалением части материала в виде припуска, разрезкой, обработкой без снятия стружки, термическим или химическим воздействием, деталь начинает деформироваться до тех пор, пока перегруппировка напряжений не приведет к новому равновесному состоянию. [c.124]

Исследования причин возникновения остаточных напряжений и их проявление в зависимости от конструкции детали, несмотря на внимание к этому вопросу, еще не позволяют предложить общие рекомендации по учету этого важного фактора при конструировании (эти исследования проводились пока на образцах простых форм — брусках, дисках и т. д.) они дают основание лишь для качественного анализа вопроса, который ниже рассматривается. [c.265]

Основные причины возникновения остаточных напряжений при механической обработке неравномерная пластическая деформация поверхностного слоя, связанная с увеличением объема деформированного металла локализованный нагрев тонких поверхностных слоев фазовые превращения слоев металла, приводящие к образованию различных структур, обладающих неодинаковым удельным объемом и создающих остаточные напряжения разных знаков и величин. [c.484]

Структурные превращения как причина возникновения остаточных напряжений. Нагрев металла при сварке и наплавке вызывает не только температурные объемные изменения, но и структурные превращения. Эти превращения также приводят к объемным изменениям и возникновению в ряде случаев остаточных (структурных) напряжений. [c.354]

Причины возникновения остаточных напряжений и деформаций [c.351]

По причинам возникновения напряжения подразделяют на временные- обусловленные действием внешней нагрузки и исчезающие после ее снятия, и внутренние - остаточные напряжения, возникающие и уравновешивающиеся в пределах тела без действия внешней нагрузки. Остаточные напряжения могут быть термическими, как следствие неоднородности расширения или сжатия поверхностных и внутренних слоев материала из-за неравномерности нагрева или охлаждения. Фазовые остаточные напряжения возникают в результате неоднородной деформации при фазовых превращениях. [c.141]

Причинами возникновения остаточных напряжений в сварных конструкциях являются [c.226]

Поясните причину возникновения в сварных узлах из разнородных сталей высоких остаточных напряжений, не снимаемых термообработкой после сварки. Каким образом можно уменьшить величину этих напряжений [c.414]

Причины возникновения остаточных напряжений и деформаций. Основной причиной возникновения внутренних напряжений в металле является изменение температурного состояния этого металла, объемные изменения и отсутствие свободного перемещения нагреваемых участков. Величина и характер этих напряжений, в свою очередь, связаны с величиной температуры нагрева металла, скоростью и равномерностью нагрева и охлаждения, возможностью свободного увеличения или уменьшения геометрических размеров термически обрабатываемого изделия, структурными превращениями и физическими свойствами металла. [c.29]

Между тем в огромном большинстве случаев сварные конструкции работают в эксплуатационных условиях хорошо, трещины не образуются. Следовательно, не собственные остаточные напряжения являются непосредственной причиной возникновения трещин в условиях эксплуатации сварных изделий. Внутренние силы (остаточные напряжения) в сварной конструкции взаимно уравновешены. Как вытекает из приведенных соображений (см. пункт 4 этой главы), образование пластических деформаций является одним из основных условий высоких механических свойств сварных соединений, имеющих собственные остаточные напряжения. [c.213]

В 1974 г. произошло разрушение трубопровода 0114 мм обвязки одной из скважин УКПГ-б ОНГКМ. В области фланца образовалась сквозная трещина, находившаяся на расстоянии 15-23 мм от оси сварного шва. Структура металла фланца в зоне образования и развития трещины состояла из грубопластинчатого перлита. Методами электронной фрактографии установлено, что металл фланца был сильно загрязнен неметаллическими включениями, по которым распространялось разрушение, имевшее преимущественно хрупкий характер. Причиной возникновения этого повреждения явилось наличие в металле фланца большого количества неметаллических включений типа оксисульфидов и непроваров глубиной до 2 мм общей протяженностью около 50 мм в корне сварного шва. Кроме того, отсутствие термообработки сварного соединения способствовало возникновению в околошовной зоне структуры троостита, не обладающей достаточной стойкостью к сероводородному растрескиванию, и высокого уровня остаточных напряжений. [c.27]

Известно несколько механизмов, определяющих причины возникновения закрытия трещины или неполного ее смыкания при снятии нагрузки [27, 28]. Все они в той или иной мере указывают на возникновение смыкания берегов трещины из-за наличия остаточных сжимающих напряжений перед вершиной трещины, пластических сдвигов в вершине трещины и пр. (рис. 3.15). Применительно к металлам, в которых у поверхности образца или детали выявлен зигзагообразный характер распространения трещины, неполное смтлкапие ее берегов объясняют возникновением контакта по элементам рельефа формируемого развитого излома. Перемещение локальных участков поверх- [c.150]

В процессе изготовления волокнистых композитов в компонентах и на границе раздела неизбежно возникают остаточные микронапряжения. Возникновение остаточных микронапряжений обусловлено двумя основными причинами (1) различием в коэффициентах термического расширения компонентов и (2) повьппен-ной температурой, необходимой для отверждения композита. Для исследования остаточных микронапряжений развиты и экспериментальные, и теоретические методы [10]. В настоящем разделе мы будем интересоваться величиной этих напряжений в связи с их возможным влиянием как на свойства матрицы в композите, так и на истинное напряженное состояние, вызванное приложенной механической нагрузкой. [c.156]

Одно из важнейщих явлений, осложняющих процесс формирования отливки,— это усадка металлов и сплавов при их охлаждении. На различных этапах процесса она проявляется по-разному и, как правило, приводит к образованию различных дефектов отливок. При затвердевании усадка — причина появления усадочной рыхлоты и пористости, а также образования горячих трещин. При охлаждении затвердевшей отливки усадка — причина возникновения остаточных напряжений, которые вызывают коробление отливок и, в ряде случаев, образование холодных трещин. [c.166]

Однако введение механической обработки не решает проблему эффективного использования материалов. Не говоря з же об увеличении затрат по изготовлению детали, механическая обработка часто усугубляет потерю прочности материала вследствие возникновения новых микро- и макротрещин, вырывов и др. Различный вид нагружения при точении, резании, фрезеровании, шлифовании и пр. обусловливает изменение текстуры, деформацию и степень проявления пластичности и хрупкости материала. Наряду с изменением физико-механических свойств поверхностного слоя металла наблюдается возникновение остаточных растягивающих напряжений. Механизм возникновения этих дефектов и их влияние на свойства деталей достаточно полно освещены в работах М. О. Якобсона, С. В. Серенсена, Г. В. Карпенко, Н. Ф. Сидорова, А. Д. Манасевича и других специалистов. Причинами возникновения остаточных напряжений являются неравномерный локальный нагрев поверхностных слоев металла и его неоднородная пластическая деформация. Их величина и знак зависят от физико-механических свойств обрабатываемого металла, теплового и силового воздействия [c.7]

В этом случае неравномерная по сечению пластическая деформация является причиной возникновения остаточных напряжений. Поверхностные пластически деформированные слои стремятся сохранить остаточное увеличение размеров. Этому препятствуют недеформированные внутренние слои. Поэтому наружные слои сжимаются, а внутренние слои растягиваются. Поскольку наружный сжатый слой обычно имеет малую толщину, напряжения сжатия в нем значительно превыша от растягивающие напряжения во внутренних слоях. [c.274]

Остаточная деформация приводит к изменению размеров и конфигурации детали. Например, у такой сложной детали, как блок цилиндров двигателя, изменяется положение осей посадочных отверстий под гильзы, под вкладыши коренных подшипников коленчатого вала, а также появляется коробление и нарушается положение об-р отанных поверхностей относительно технологических баз. Аналогичное явление наблюдается у коленчатых валов, которые при эксплуатации изменяют форму из-за деформации щек, приобретая прогиб и изменяя взаимное расположение шатунных шеек. Подшипники скольжения, шатуны и поршневые кольца при работе также приобретают остаточную деформацию, что приводит к значительным искажениям их формы и понижению долговечности работы соответствующего узла. Во всех этих случаях причиной возникновения остаточной деформации является пониженное сопротивление материала действию контактных напряжений и низкий предел его прочности. Поэтому для повышения дблгойечносги деталей автомобиля, работающих в аналогичных усло- виях, необходимо пр возможности увеличивать предел прочности й соответственно твердость материала. [c.12]

При процессах переработки термопластов происходит ориентация макромолекул, причем прочность материала в направлении ориентации возрастает, а в поперечном направлении уменьшается. При получении пленок и тонкостенных изделий это явление играет пслэжительную роль, во всех остальных случаях оно выг- вает структурную неоднородность и служит причиной возникновения остаточных напряжений. Различие по сечению изделия в скоростях охлаждения, в степени кристаллизации, полноте протекания релаксационных процессов для термопластов и степени отверждения для реактопластов приводит также к структурной неоднородности и появлению дополнительных остаточных напряжений в изделиях. Для снижения остаточных напряжений применяют термическую обработку изделий, формирование структуры при переработке и другие технологические приемы. [c.463]

Ориентационные остаточные напряжения в значительной степени зависят от конструкции детали, количества и расположения мест впуска расплава в форму или общего направления движения материала. Рис. VIII. 3 хорощо иллюстрируёт это положение. Первой причиной возникновения ориентационных напряжений является течение материала по одному или двум направлениям - (одно- или двумерное течение). При этом в направлении потока за счет трения расплава о стенки металлической формы, а также от внутреннего трения между слоями возникает разность скоростей потока по сечению. Напряжения сдвига вызывают деформацию макромолекул и их ориентацию, которая фиксируется при застывании расплава. Если происходит двумерное течение, поток расплава расширяется перпендикулярно направлению его движения. Пример такого течения —. заполнение формы диска от литника, расположенного по центру. Фронт потока в любой момент заполнения формы представляет собой дугу с центром у литника. Расширение расплава происходит неравномерно по сечению. После смачивания стенки формы расплав около нее начинает охлаждаться и застывать, в то время как новые порции расплава будут передвигаться по застывшему слою и одновременно расширяться. Это приводит к возникновению сдвиговых напряжений в направлении, перпендикулярном основному направлению течения потока. Возникает двухосная ориен-тация материала в теле детали, причем доминирующей оказывается продольная ориентация. Следовательно, второй причиной, обусловливающей остаточный характер ориентационных напряжений, является быстрое охлаждение (при литье под давлением, экструзии) и атвердёвание материала после формования. [c.266]

Остаточные напряжения по толщине осадка распределяются неравномерно и сосредоточиваются в тонком поверхностном слое, величина которого достигает 0,04 мм при толщине осадка 0,15 мм, В поверхностном слое остаточные напряжения являются более высокими по сравнению со средней их величиной. Причиной возникновения остаточ1гых напряжений в электролитических осадках является уменьшение объема осадка, происходящее в процессе кристаллизации, и связанное с ним искажение атомно-кристаллической решетки. В хромовых осадках при первичной кристаллизации происходит образование гексагонального хрома, представляющего метастабильную фазу внедрения водорода в хром. При распаде гексагонального хрома и образовании кубического хрома происходит уменьшение объема осадка. Отрицательное влияние остаточных напряжений на усталостную прочность видно из следующего. [c.291]

Под действием нагрузки в области низких температур фторопласт-4 течет. Каждой температуре и нагрузке соответствуют определенные величины остаточной деформации. Причиной возникновения такого псевдотечения фторопласта-4 является процесс рекристаллизации, начинающийся в образце при достижении определенного напряжения, которое можно назвать пределом псевдотекучести. С повышением температуры предел псевдотекучести резко снижается. Фторопласт-4 имеет совершенную пластическую память или способность к восстановлению первоначальной формы при нагревании выше той температуры, при которой производилось деформирование. Это свойство необходимо учитывать при технологических процессах изготовления из него изделий деформированием при повышенных температурах (температура деформирования должна быть выше рабочих температур). [c.200]

Внутренние напряжения могут иметь положительное и отрицательное значение. Еще Н. В. Калакуцкий указывал, что внутренние напряжения полезны, когда их направление противоположно направлению напряжений, возникающих при эксплуатации деталей. С этой целью, например, применяют автофретаж [2]. Наличие сжимающих остаточных напряжений на поверхности детали повышает предел выносливости [3]. Наоборот, растягивающие напряжения на поверхности снижают сопротивление деталей переменной нагрузке. Раатягиваюп1ие внутренние напряжения также являются причиной возникновения трещин в стали при термической обработке. [c.805]

Во-первых, при термической обработке, как и при сварке, локальный нагрев вызывает возникновение остаточных напряжений, уравновешивающихся между нагревавшимися и ненагре-вавшимися зонами. Если локальной термической обработкой является высокий отпуск, то причиной возникновения остаточных напряжений являются только тепловые изменения объемов (см. рис. 8.5, г), если термической обработкой является нормализация, то остаточные напряжения будут определяться суммарным влиянием тепловых изменений объемов и структурных превращений. Для снижения уровня остаточных напряжений надо снижать скорость охлаждения после нагрева. [c.165]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...