Определение локальной изгиба

Расчет зубьев на предупреждение излома. Из-за локального приложения нагрузки прочность зубьев колес передач Новикова на излом несколько ниже, чем эвольвентных, где нагрузка распределяется по всей длине зуба. Для определения напряжений изгиба в опасной зоне зубьев в качестве исходной принимается зависимость для максимальных напряжений в переходной кривой гребня, нагруженного силой, нормальной к его поверхности [3] [c.270]

Результаты выполненных испытаний, показавших преимущество изгиба для определения склонности к локальным разрушениям, совпадают с данными эксплуатации, согласно которым трещины возникают преимущественно в жестких узлах у закреплений, где уровень компенсационных напряжений изгиба наиболее высок. Точно так же и при термической обработке околошовное растрескивание наиболее вероятно в местах резкого изменения сечения с высокими остаточными напряжениями изгиба. [c.136]

Рис. 71. Образец ЦКТИ для определения склонности аустенитных сталей и сплавов к локальным разрушениям при испытаниях на чистый изгиб

Основным назначением определения ударной вязкости при изгибе является оценка работоспособности материала в сложных условиях нагружения и склонности металла к хрупкому разрушению. При этом испытывается образец с надрезом, что обеспечивает объемное напряженное состояние металла. Вследствие концентрации деформации в малом объеме возникает высокая локальная скорость деформации. Образцы разрушают ударом маятника, падающего на грань, противоположную надрезу, со скоростью 4—7 м/с. Для проведения испытаний служат маятниковые копры (ГОСТ 10708—82), принцип работы которых ясен из схемы, изображенной на рис. 2.7 техническая характеристика приведена в табл. 2.17. Работу К, затраченную на деформацию и разрушение образца, определяют с точностью до 1 Дж по заранее отградуированной шкале либо расчетом — по зиачениям угла подъема маятника до (а) и после (Р) удара [c.36]

Стандартизация методов определения характеристик трещино-стойкости Ki конструкционных материалов с учетом заданных условий эксплуатации требует подбора таких силовых схем нагружения образцов с трещинами, которые были бы просты в экспериментальном осуществлении и для которых имеются соответствующие теоретические решения о предельном равновесии. Одной из таких силовых схем, на наш взгляд, являются схемы растяжения и изгиба цилиндрического образца с внешней кольцевой трещиной. В отличие от схем, когда применяются плоские образцы с трещинами, силовая схема растяжения цилиндрического образца с кольцевой трещиной реализует локальное состояние плоской деформации вдоль всего контура трещины, что соответствует расчетным моделям, а силовая схема изгиба цилиндрического образца жестко локализует область предразрушения в окрестности контура трещины. Кроме того, предложенная методика изготовления цилиндрического образца с внешними кольцевыми трещинами, а также простота проведения эксперимента свидетельствуют в пользу выбора этих образцов в качестве основных для определения характеристики К и конструкционных материалов. [c.125]

В принципе мембранные усилия не зависят от изгиба и полностью определены условиями статического равновесия. Методы определения этих усилий составляют содержание так называемой мембранной теории оболочек . Однако реактивные силы и деформации, находимые по этой теории у границ оболочки, оказываются обычно несовместимыми с реальными граничными условиями. Для того чтобы устранить это несоответствие, следует учесть эффект изгиба оболочки в ее краевой зоне, способный оказать некоторое влияние на величину начально вычисленных мембранных усилий. Этот изгиб, однако, носит обычно лишь локальный характер ) и поддается анализу на основе тех же допущений, что принимаются в случае малых прогибов тонкой пластинки. Приходится, однако, встречаться с задачами, в особенности относящимися к упругой устойчивости оболочек, для которых гипотеза малых прогибов перестает быть допустимой и где следует опираться на теорию больших прогибов. [c.13]

Рис. 108. Образец ЦКТИ для определения стойкости аустенитных сталей и сплавов против локальных разрушений при испытании на чистый изгиб

Центры рекристаллизации образуются всегда в местах максимальных искажений кристаллической рещетки, созданных деформацией, где возникли локальные области, значительно разориентированные относительно окружения. Поскольку разориентировки в решетке создаются избытком дислокаций одного знака, это означает, что обязательным условием формирования центров рекристаллизации является создание при деформации вокруг определенных локальных областей такого избытка дислокаций и соответственно изгиба решетки. [c.313]

Естественно, что введение конструктивной анизотропии допустимо только в том случае, если общие геометрические размеры конструкции существенно превышают характерные размеры составляющих элементов. Так, цилиндрическая оболочка (рис. 6), имеющая продольные и поперечные подкрепления, только в том случае может рассматриваться как однородная, если подкрепляющие элементы распределены равномерно и их число достаточно велико. Жесткость оболочки на изгиб, кручение и растяжение в осевом и поперечном направлениях может быть приблингенно оценена путем расчета. Вместе с тем нужно помнить, что при переходе к схеме однородной анизотропной оболочки исключается возможность определения локальных напряжений, обусловленных подкрепляющими элементами, и определяются только общие средние напряжения и средние деформации. [c.20]

Результаты систематических исследований о роли легирующих добавок на температуру перехода ня хрупкого в пластичное состояние сообщались несколькимн исс.педователями [I, 59, 801. Влияние различных легирующих добавок на температуру перехода, определенную при изгибе кованого и отожженного иодидного хрома, показано графически на рис. 9 1591. Сделана попытка найти соотношение между повышением температуры перехода и локальными дефектами решетки, вызванлыми заметающими [c.885]

Метод определения собственных ча стот и характеристик затухания. Упругие постоянные контролируемого изделия можно оценить, измерив его собственные частоты (обычно на изгиб-иых, реже на продольных колебаниях). Характеристики структуры, связанные с затуханием упругих колебаний, можно определить, измерив добротность Q изделия на его собственных частотах. При этом, как правило, проводят интегральную оценку качества изделия, не позволяющую установить зоны )асположения локальных дефектов. Измерения можно проводить в режимах вынужденных и свободных колебаний [10]. [c.289]

Подводя итоги, можно сказать, что мы описали способ определения эффективных коэффициентов jj, Dap. т. е. матрицы жесткостей на растяжение, матрицы совместного влияния и матрицы жесткостей на изгиб соответственно, а также эффективных коэффициентов расширения для анизотропных слоистых композитов или для материалов, в которых упругие константы меняются по одной координате. Постановка задачи является строгой в рамках трехмерной теории упругости неоднородных тел. Не предполагалось локальной симметрии материала, т. е. в каждой точке среды упругие определяющие соотношения могли содержать 21 независимый модуль. [c.59]

В самом общем случае растяжения и изгиба пластин со сквозными разрезами, кроме Кв и / s, появляются также кoэффициeнть Ki и Кц. Условие локального разрушения на фронте трещины определяется некоторой критериальной комбинацией из этих четырех параметров. Наиболее надежным способом ее определения является эксперимент. [c.590]

Раскрытие трещины и общий механизм хрупкого разрушения. Трудность применения метода линейной механики разрушения к сравнительно вязким конструкционным сталям низкой и средней прочности объясняется тем, что в этих случаях разрушение может быть связано со значительной локальной пластичностью. В таких материалах во время испытания образцов стандартных размеров с надрезом при нормальных скоростях деформации перед разрушением впереди напряженной трещины может распространяться пластическая зона. Вследствие этого невозможно проанализировать упругое напряженное состояние и вычислить показатель вязкости разрушения Кс- Уэллс (1969 г.) разработал метод, приняв, что неустойчивое распространение дефекта происходит при его критическом раскрытии около вершины (критическое раскрытие трещины или OD). Он предполагал, что это значение одинаково для реальных конструкций к образцов небольших размеров подобной толщины. Экспериментальное подтверждение было получено несколькими специалистами. Например, результаты определения разрушающих напряжений для охрупченных труб высокого давления из сплава циркония хорошо согласовывались с данными испытаний на изгиб образцов небольших размеров с надрезом для исследования критического раскрытия трещины (Фернихауф и Уоткинс, 1968 г.). Хорошее соответствие наблюдалось между поведением материалов при инициирующих испытаниях широкого листа и на изгиб образцов натурной толщины для выявления величины критического раскрытия трещины (Бурде-кин и Стоун, 1966 г.). В условиях малой пластической деформации можно показать, что усилие распространения трещины G есть произведение предела текучести Оу и критического раскрытия трещины б [c.236]

Из (9.33) вытекает важное заключение о том, что дислокации ие пытывают силы только со стороны обычных напряжений о,- , а дисклинации — со стороны моментных напряжений Этот вывод, как и комментарии к (9.29)—(9.32), следует рассматривать в качестве обстоятельства принципиального характера. Поскольку появление наряду со смещениями еще и поворотов, а следовательно, деформаций и изгибов кручений не может быть поставлено под сомнение, то невозможно отрицать и неизбежность создания дисклинационных полей со всеми вытекающими последствиями. На первый взгляд, может показаться неочевидным наличие моментных напряжений в обычных кристаллах, а значит, и появление вследствие (9.3) сил, действующих на дисклинации. Отсутствие же последних снизило бы роль дисклинаций, так как сохранило бы за ними лишь статические, а не кинематические функции. Более того, согласно (9.32) в кристаллах без дисклинаций и без их источников Qi они не могут порождаться движущимися дислокациями. Однако в действительности реальная обстановка в кристалле, испытывающем деформацию, такова, что геометрическая перестройка среды и напряженного состояния ее обеспечивают как реализацию источников дисклинаций путем возникновения их через изгибы-кручения по соотношению (9.14), так и действие специфических источников, а также моментные напряжения. О последних можно говорить по той причине, что уже в самом определении континуума дефектов предполагается усреднение по достаточно большому объему кристалла, содержащему большое количество дефектов. Это усреднение означает такой выбор изображающей точки пространства, в которой силовые напряжения должны быть, конечно, усреднены. В то же время при более локальном подходе внутри этой точки напряженное состояние, вне всякого сомнения, неоднородно. Вследствие сказанного нельзя не учитывать градиенты напряжений, а значит, и моменты напряжений. В [9] показано, что среди составляющих этих моментов всегда удается выделить слагаемое, которое целесообразно интерпретировать как моментное напряжение [c.285]

У никеля при знакопеременном изгибе в интервале 10 — 10 циклов характер изменения среднего угла разориентации субзерен соответствует характеру кривых де рмацнонного упрочнения [366] и возникновение и рост усталостных трещин, как и у алюминия, сопровождается определенной степенью разориентации блоков мозаики. Разрушение наступает тем раньше, чем больше средний угол разориентации. Скопления пор или вакансий при этом не наблюдается и центрами локальных зарождений микротрещин являются места стыков субзерен с наибольшим углом разориентации. Вместе с тем данные Форсайта и др. [367] свидетельствуют о том, что больший процент трещин возникает на границе двойников. Вакансионный механизм тесно связан с нарушением по границам зерен. Так, у алюминия разрушение при усталости при высоких амплитудах деформации происходит по границам зерен, а при низких амплитудах трещины зарождаются в области пор при увеличении числа пор и их размеров они сливаются и приводят к образованию микротрещин [341, 368, 369]. У свинца при температуре —0,5Гпл, °К, при знакопеременном изгибе с различной амплитудой деформации и разной частотой процессы усталости развиваются главным образом на границах зерен [370, 371 ] . Смещение зерен относительно друг друга по их границам наблюдается на самых ранних стадиях испытания. В зернах около границ возникает деформация, затем на этих участках протекает рекристаллизация и миграция границ зерен. На границах зерен наблюдается также образование микропор, количество которых с увеличением времени нагружения увеличивается. На поздних стадиях испытания поры сливаются, образуя вдоль границ зерен большие скопления (трещины), приводящие, в конце концов, к разрушению образца. [c.158]

Так, например, известен ряд случаев, когда сварка вызывает разупрочнение основного металла в зоне термического влияния. Особенно часто разупрочнение наблюдается в области с наиболее высокой температурой металла, вблизи границы сплавления (нагрев до подсолидусных температур). Влияние термодеформационного цикла сварки, создавая те или иные несовершенства в строении металла этой зоны, приводит иногда не только к понижению прочностных характеристик, но и к снижению его деформационной способности. Наличие такой ослабленной зоны с пониженной деформационной способностью представляет определенную опасность в условиях эксплуатации сварных соединений. В качестве примера можно указать на сварные соединения трубопроводов, работающих при достаточно высоких температурах (—600° С) в условиях значительных нагрузок, определяемых внутренним давлением, и термических напряжений, в частности, вызывающих изгиб труб. Работа металла в условиях ползучести хотя также подчиняется влиянию рассмотренного выше контактного упрочнения, но оказывается весьма чувствительной к неравномерности распределения деформаций. Ослабленная даже узкая зона основного металла, заключенная между более прочным швом и неослабленным основным металлом, воспринимая основные деформации, вызывает начальные межзеренные разрушения, которые, развиваясь на расстоянии одного-трех зерен от границы сплавления, приводят к так называемым локальным околошовным разрушениям. Хотя значительного повышения работоспособности таких соединений добиваются последующей после сварки высокотемпературной термической обработкой (типа аустенитизации в случае аустенитных трубопроводов), однако и в этом случае [c.32]

При определенных условиях вынужденное плоское движение нелинейного упругого стержня (балки, полоски) описываемое уравнением (3.3.5), становится неустойчивым и возникают трехмерные движения. Похожее явление известно и для плоского движения натянутой струны [133]. В Корнеллском университете мы провели несколько экспериментов с толщиномерами — очень тонкими, гибкими, упругими стальными стержнями прямоугольного сечения (например, 0,25 мм X 10 мм X 20 см) (рис. 3.27). Их слабое боковое движение (по отношению к неизогнутому стержню) почти невозможно без продольного изгиба или перекоса локальных поперечных сечений. Однако при сильном изгибе в разрешенном направлении становятся возможными и боковые смещения, сопровождающиеся перекосом поперечных сечений. Мы показали, что плоские колебания стержня в разрешенном направлении на частоте, близкой к [c.108]

Трещины в катодных покрытиях. Рассмотрим с электрохимической точки зрения поведение несплошного покрытия, которое является катодным по отношению к основному металлу. Иногда считают, что катодное несплошное покрытие дает худшие результаты по сравнению с теми, которые получились бы, если бы его не было, поскольку будет происходить интенсивная коррозия на оголенном участке, вследствие комбинации большого катода и малого анода. Электрохимические принципы, однако, наводят на мысль, что такая интенсификация может происходить при определенных условиях, а не всегда. Общие наблюдения, сделанные нами, указывают на случаи, когда не наблюдается интенсификации коррозии в трещинах катодного покрытия. Например, плохо отникелированный руль велосипеда вскоре обнаруживает пятна ржавчины, но проникновение коррозии внутрь происходит медленно, и уменьшение толщины, конечно, меньше, чем общая потеря толщины, которая имеет место на непокрытом стальном руле. Интенсификация коррозии в трещинах наблюдается только в том случае, если сопротивление жидкости настолько мало, что отдельные части покрытия могут эффективно поддерживать течение катодной реакции. Это, вероятно, происходит тогда, когда покрытая поверхность полностью погружена в жидкость с высокой электропроводностью и когда покрытием является металл, который в катодных условиях будет оставаться свободным от окисла. Это реализуется в действительности на благородном металле подобно меди, как это объясняется на стр. 181. Примером являются ранние исследования в Кембридже на стальных полосах, покрытых медью и никелем. Покрытие разрушалось резким изгибом полосы, так что обнажалась сталь, которая выдерживалась в парах кислоты. Сталь, покрытая медью и выдержанная в парах концентрированной H l, подвергалась локальной коррозии, которая была более интенсивна, чем коррозия на непокрытой стали. Объемистая ржавчина, образующаяся между сталью и медью на сгибах, выдавливает покрытие, так что постепенно повреждения становятся более обширными (вероятно, интенсивность разрушения уменьшается). Подобное отделение покрытия в процессе ржавления отмечалось и в воздухе, содержащем SOg и влагу, как на омедненных, так и на никелированных образцах, но ясно выраженной интенсификации не отмечалось в этих случаях. Электропроводность жидкой пленки была вероятно ниже. Отмеченное заметное увеличение интенсив-HodTH, приводящей к перфорации стали вблизи углов, наблюдалась на омедненной стали, несущей разорванное покрытие, через 91 день переменного погружения в 0,5 н. раствор Na l. Однако, при полном погружении, ржавчина образуется с наружной стороны покрытия в трещинах, и отделения покрытия хзбъемными продуктами, образующимися под ним, не происходит. Некоторые другие результаты, полученные в таких же исследованиях, менее легко объяснимы. Стальные образцы, покрытые никелем, на которых покрытие не разрушалось изгибом, обрызгивались ежедневно 0,01 н. H SO в течение 37 дней и в промежутках выдерживались в условиях лаборатории сталь осталась практически неизмененной. То же самое наблюдалось для стали, покрытой цинком (который, вероятно, является, анодом), в то время как сталь, покрытая медью, испытывала небольшую коррозию, хотя основное [c.580]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...