Статическая прочность связи

Прочность — главный критерий работоспособности для большинства деталей. Прочность — способность детали сопротивляться разрушению или возникновению пластичных деформаций под действием приложенных к ней нагрузок. Различают разрушение деталей вследствие потери статической прочности или потери сопротивления усталости. Потеря статической прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел текучести для пластичных материалов или предел прочности хрупких материалов. Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Потеря сопротивления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превышающих предел выносливости материала, например a i. [c.30]

Расчет на выносливость. Для валов и осей, подверженных воздействию длительных переменных нагрузок, производится расчет на выносливость. В связи с тем, что на усталостную прочность материалов существенное влияние оказывает концентрация напряжений, масштабный фактор и состояние поверхности (чистота, упрочнение), расчет на выносливость ведется после окончания полного конструирования вала (оси) и носит характер проверочного расчета для определения фактического коэффициента запаса прочности и сопоставления его с допускаемым значением. Поэтому расчету на выносливость должен предшествовать, предварительный расчет на статическую прочность. [c.431]

Прочность является главным критерием работоспособности для большинства деталей. Поломки частей машин не только приводят к простоям, но и могут быть причиной несчастных случаев. Различают статическую и усталостную прочность деталей. Нарушение статической прочности происходит тогда, когда величина рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала. Обычно это связано с перегрузками. Усталостные поломки детали вызываются длительным действием переменных напряжений, величина которых превышает характеристики усталостной прочности материала (например. О-1). Основы расчетов на прочность изложены в разделе сопротивления материалов. [c.211]

Существующие наработки лопаток около 10000 ч и указанные выще характеристики процесса разрушения лопаток из-за ползучести при термических циклах нагружения в пределах указанной выше наработки после ремонта позволили утверждать, что потеря длительной статической прочности лопаток была связана с повышенными монтажными напряжениями в сечениях, прилегающих к бандажным полкам лопаток. [c.623]

Максимальные нагрузки на несущую конструкцию космического корабля Аполлон длятся около 15 мин, тогда как гражданский или военный самолет должен прослужить порядка 25 000 — 60 000 ч, поэтому, казалось бы, использование композиционных материалов в космических аппаратах сопряжено с меньшим риском. Но, с другой стороны, возрастающие требования к надежности и меньшие коэффициенты запаса, фигурирующие в космической технике, повышают значение статической прочности. Далее, разрушение обитаемого космического корабля связано потенциально с большей вероятностью гибели экипажа и с большим материальным ущербом, чем гибель самолета. В результате к использованию композиционных материалов при разработке пилотируемого космического корабля подходят со значительно большей осторожностью, чем в авиастроении, [c.96]

Для некоторых целей, например для оценки прочности связи, может быть полезно изучение поведения простых моделей волокно — матрица. Существует много такого рода исследований, относящихся к статическому нагружению, но очень небольшое количество для циклического нагружения. Для изучения прочности поверхности раздела на растяжение имеется альтернатива либо нагружать волокно вдоль его оси на сжатие, вследствие чего, очевидно, возникнет равномерное растяжение по поверхности раздела либо подвергать волокна поперечному растяжению, в результате чего возникнет неоднородное распределение напряжений около поверхности раздела. Оба метода связаны [c.357]

Статический и усталостный механизмы разрушения при растяжении должны быть тесно связаны. Предполагается, что при достижении приложенным напряжением статической прочности [c.379]

Для аналитической интерпретации данных по малоцикловому разрушению и определения констант критериальных уравнений малоцикловой прочности (1.1.10) — (1.1.12), а также расчета долговечности необходимо располагать характеристиками статической прочности и пластичности. Такие данные определяются по результатам статических испытаний образцов с записью диаграмм деформирования вплоть до разрушения. Статический разрыв образцов производится на тех же испытательных малоцикловых установках, причем масштаб записи канала деформаций и чувствительный элемент деформометра подбираются из условий обеспечения при непрерывном нагружении регистрации полной диаграммы деформирования. В связи с отсутствием временных эффектов статические испытания до разрушения можно проводить с промежуточными разгрузками образца для создания запаса хода чувствительного элемента, используемого для циклических испытаний деформометра. [c.238]

Исследования последнего времени [4] в области роли сред для сопротивления малоцикловому разрушению при повышенных температурах показали тенденцию к образованию окислов в зоне разрушения и его распространению но границам зерен. Это проявляется и в усилении влияния времени на сопротивление малоцикловой усталости, т. е. чувствительности к частоте v, что уже было описано выражением (1). Переход в область многоцикловой усталости и больших длительностей нагружения, необходимых для разрушения, был охарактеризован двучленным выражением (5) для полного размаха деформаций, которое для более высоких температур и больших времен преобразуется во временную зависимость длительной статической прочности. Усиление фактора времени для условий длительного циклического разрушения связано прежде всего с окислительным и снижающим прочность границ, зерен влиянием среды. Уже ранее на алюминиевых сплавах было. [c.30]

Вопросы статической прочности актуальны для машиностроительного конструирования в связи с применением хрупких материалов, а также материалов ограниченной пластичности, которым в условиях длительной эксплуатации (особенно при повышенных температурах и действии активных сред) присущи изменения свойств, способствующие замедленным статическим разрушениям. [c.43]

Усталость самолетных конструкций стала важным видом отказов в связи с большим сроком эксплуатации самолетов гражданской авиации. Этот вид отказа стал также часто наблюдаться в военных самолетах в связи с возросшей сложностью эксплуатационных условий, обусловленной увеличением скоростей и маневренности. Применение новых материалов усложнило эту проблему, так как значительное повышение статической прочности не всегда сопровождается одновременным улучшением усталостных характеристик материалов. [c.293]

Связь 111—IV. В процессе эксплуатации детали машин воспринимают нагрузки. Расчет на статическую прочность ведут по максимальным нагрузкам, которые обусловлены особо тяжелыми режимами эксплуатации. При этом выявляют максимальные кратковременные напряжения. В тех случаях, когда эти кратковременные напряжения превосходят предел прочности материала, деталь разрушается. [c.93]

Прочная адгезионная связь на границе раздела обеспечивает полу-чение композита с большой жесткостью и более высокой статической прочностью. При этом композиты становятся более хрупкими и более чувствительными к надрезу. [c.94]

Зависимости долговечности от типа сталей, температур и концентрации напряжений в связи с запасами статической прочности рассмотрены ниже. [c.260]

В связи с изложенным выбор сталей для элементов конструкций, работающих в условиях малоциклового разрушения при различных температурах и различной жесткости нагружения и назначения допускаемых напряжений только по характеристикам статической прочности, оказывается недостаточным. Характеристики пластичности, существенно влияющие на разрушающие амплитуды деформаций и числа циклов до разрушения, не являются расчетными при оценке статической прочности с использованием указанных выше запасов прочности по пределам текучести и прочности. Поэтому в практике проектирования циклически нагружаемых конструкций выбор материалов по характеристикам статической прочности (пределу текучести и прочности) осуществляется на стадии определения основных размеров. Поверочные расчеты сопротивления циклическому разрушению проводятся по критериям местной прочности с использованием как характеристик прочности, так и характеристик пластичности. [c.260]

Циклическая прочность стали определяет работоспособность большой группы ответственных деталей машин — валов, осей, шатунов, штоков, валов-шестерен и др. Основой выбора стали для таких деталей служит предел выносливости параметры статической прочности, как (Тв, <то,2- Это допустимо, так как для большой группы сталей установлена тесная корреляционная связь между циклической и статической прочностью, характеризуемая коэффициентом выносливости кв = O -j/ Tb- [c.273]

Виды и методы испытаний на статическую прочность связи резины с резиной, резины с единичными нитями корда, резины с эбонитом и металлом подробно рассмотрены в гл. 6 монографии [4[, в гл. 10 монографии [41], гл. 7 монографии [196], в обзоре [628]. Там же описаны динамические методы. 11ри испытаниях вводятся условные характеристики для некоторой идеализировапной однородной и однородно-деформируемой системы. Как и всякие условные характеристики, они оказываются зависящими от конструкции системы, деформационных свойств ее элементов, степени деформации. [c.257]

Как указывалось, свойства стыка, или его модели , изготовленной на основе эквиобъемной смеси двух резин, которые подлежат дублированию в многослойной системе, не аддитивны ни до, ни после утомления материалов [614]. Вместе с тем для прочности связи, так же как и для прочности резин, характерна общая зависимость прочностных показателей от гистерезиса. На рис. 5.1.3 иллюстрированы зависимости статической и динамической прочности связи от гистерезиса [381, 457]. При испытаниях в центре образцов различных составов создавались одинаковые температурные условия, чтобы исключить влияние различного саморазогрева резин. Аналогично тому что наблюдалось для прочности цельнорезиновых систем, статическая прочность связи увеличивается с повышением гисте-Резиса, а динамическая — падает. Таким образом, стык (гранитаый лой) можно рассматривать как одну из разновидностей резин, общие закономерности свойств которых были описаны в гл. 3 и 4. [c.259]

Попытки количественного обобщения экспериментальных данных о статической прочности связи, исследовавшейся на образцах, применяемых при испытаниях по Н-методу [651], позволили установить степенной закон долговечности Тст граничного слоя резина — корд как функции напряжения а, аналогичный закономерности (4.1.3) для резин [c.264]

Более подробно следует остановиться на значениях прочностных характеристик, которые в дальнейшем будут фигурировать в зависимостях для расчета статической прочности механически неоднородных соединений. Ранее, в работе /9/, для бездефектных соединений с мягкими прослойками нами была принята на основе многочисленных зкспериментальнььх данных идеально-жестко-пластическая диаграмма мягкого металла М. При этом, в расчетных формулах данную диаграмму в условиях общей текучести аппроксимировали на уровне значений временного сопротивления металла М (ст ). Для соединений с плоскостными дефектами такой подход применим не всегда. Последнее связано с ростом вблизи вершины дефекта показателя напряженного состояния П = Oq/T (здесь Од — гидростатическое давление, Т— интенсивность касательных напряжений, которая равна пределу текучести мягкого или /с твердого металлов при чистом сдвиге). Предельную (предшествующую разрушению) интенсивность пластических деформаций можно определить из диаграмм пластичности, отражающих связь предельной степени деформации сдвига Лр с показателем напрязкенного состояния П для конкретных материалов сварных соединений /9, 24/. Для этого необходимо знать показатель напряженного состояния П, величина которого зависит только от геометрических характеристик сварного соединения, степени его механической неоднородности и размеров дефекта П = (as, 1/В, f )Honpe-деляется из теоретического анализа. Определив значение предельной интенсивности пластических деформаций, по реальной диаграмме деформирования рассматриваемого металла СТ, =/(Е ) находим величину интенсивности напряжений в пластической области. Интервалы изменения а следующие Q.J, < а . Для плоской деформации та -кая подстановка в получаемые формулы означает замену временного сопротивления на данную величину. [c.50]

Для сталей высокой статической прочности (ав> >100 кгс1мм ), алюминиевых и титановых сплавов характеристики Pft и Pft оказываются существенно ниже, чем для малоуглеродистых конструкционных сталей низкой и средней прочности. В связи с этим температурные зависимости критических значений коэффициентов интенсивности напряжений для этих металлов менее выражены, чем для конструкционных сталей. [c.43]

Композиционххые материалы, кроме того, неоднородны. Р1зде-лие имеет различный состав в различных направлениях в преде лах слоя или по толщиххе. В связи с этим при классическом подходе к оценке возможностей усталости, ползучести и роста трещин необходимо принимать во внимание различные элементы материала (волокна и матрицу), ориентацию волокон ио отношению к нагрузке и их взаимодействие. Даже статическая прочность может изменяться под влиянием последовательности укладки слоев, т. е. порядка, в котором идентичные слои укладываются по толщине. [c.95]

Вообще говоря, увеличение прочности связи по поверхности раздела повышает статическую прочность однонаправленного композита, однако делает процесс его разрушения более хрупким [10, 11]. [c.120]

Еще одной причиной, вызывающей зависимость с от времени, является механическое разрушение материала вблизи кончика трещины. С этим, вероятно, связано, изменение констант разрушения Omli и Г и, возможно, коэффициента податливости D2, которые входят в уравнение (5.55). В некоторых случаях с можно адекватно охарактеризовать через меру Лебега для локальных напряжений. Этот способ рассмотрен в следующем разделе Применяя такого рода предположения относительно коэффициента с, можно моделировать присущее композитам [27, 36] сложное изменение статической прочности после усталостного нагружения. [c.214]

Наряду с приведенными в табл. 3 показателями механических свойств при статическом нагружении большое значение имеют показатели динамических свойств (усталостная прочность, температуронарастание при многократных деформациях), а также статические и динамические показатели прочности связи между элементами многослойного резино-тканевого изделия. [c.163]

Коррозионная выносливость более крупных образцов с насадками практически не зависит от марки стали и ее статической прочности. Исследования образцов из стали 35 с насадками из нормализованной стали 45, латуни Л62, фторопласта Т4, а также с резиновыми сальниками показали [121, с. 7-10], что при всех этих насадках имеет место дополнительное снижение коррозионной выносливости образцов из стали 35. Так наличие фторопластовой втулки и резинового сальника снижает условный предел коррозионной выносливости соответственно с 95 МПа (без насадки) до 60 и 50 МПа, что примерно соответствует значению условного предела коррозионной выносливости образцов во стальными и латунными насадками. Отмечено, что на коррозионную усталость деталей с насадками влияют три фактора концентрация напряжений, циклическое трение в сопряжении вал-втулка и щелевая коррозия. В связи с тем, что влияние концентрации напряжений на уменьшение коррозионной выносливости с увеличением диаметра образца уменьшается,.а также учитывая, что существенное снижение коррозионной выносливости может иметь место и при наличии насадок из мягких материалов, не вызывающих больших контактных давлений, сделан вывод, что при испытании образцов с насадками в коррозионной среде фактор концентрации напряжений не играет решающей роли, определяющими являются циклическое трение и щелевая коррозия. Повышение коррозионной выносливости стальных образцов с увеличением их диаметра связано с влиянием относительного разупрочнения поверхности образца под действием коррозионной среды. Чем меньше диаметр образца, тем при всех прочих равных условиях сильнее влияние разупрочнения. Это положение еще в большей степени характерно для образцов с насаженными втулками, когда процессы разупрочнения усиливаются циклическим трением и щелевой коррозией. [c.145]

В авиационной технике вопросы надежности в аспекте прочности являются особенно важными как в процессе производственного освоения новых конструкций, так и в эксплуатации. Промышленная доводка различного рода летательных аппаратов и авиационных двигателей, как правило, связана с повышением прочности деталей и узлов до ур01вня, обеспечивающего предотвращение разрушения на требуемом ресурсе службы. Возникновение разрушений обычно зависит от длительности работы конструкции, в связи с чем вероятностная оценка прочности конструкций осуществляется во временной постановке наряду с рассмотрением их статической прочности как характеризующей сопротивление внезапным отказом. Отказ в результате постоянного изменения состояния материала (разрушение или появление трещины) зависит от наработанного ресурса, поэтому время до возникновения разрушения (срок службы конструкции), т. е. наработка на отказ может рассматриваться как характеристика надежности работы конструкций. [c.136]

Информация о действительной нагруженности и несущей способности — важный элемент при решении вопросов расчета конструкций, совершенствования их схем и форм, применения поверхностного упрочнения и других способов повышения эксплуатационной надежности и ресурса. Далее рассматриваются некоторые вопросы оценки вероятности неразруше-ния (надежности) в связи с условиями нагружения и несущей способностью элементов конструкций. Отказы по прочности, оцениваемые как возникновение разрушения, повреждение опасными трещинами или недопускаемые деформации, могут возникать в результате однократных или кратных перегрузок как статических, так и динамических или же вследствие наличия дефектов, достаточных для разрушения элементов конструкций при свойственном им уровне эксплуатационной нагруженности. Разрушения такого типа рассматриваются как статические, их вероятностная оценка осуществляется с учетом кратности статического нагружения, статистики возможных статических нагрузок и дисперсии статической прочности во внересурсной постановке. Это, например, уже давно делается в области оценки надежности строительных конструкций, гидротехнических сооружений и ряда других, нагруженных в основном статической нагрузкой. [c.137]

ДЛЯ разрушении. Прн гшнесеиии в лога-рифмических (Ig о, Ig Т) и полулогарифмических (а, Ig Т) координатах кривая приближается к прямой, могущей иметь переломы, возникающие по истечении некоторого нремени, в связи с изменениями состояния сплава, происходящими благодаря напряжениям и повышенным температурам. Каждой температуре соответствует своя кривая длительной прочности. Пределом длительной статической прочности называется напряжение, которое вызывает разрушение после J час. непрерывного действия. В качестве примера на фиг. 4 представлены кривые длительной [c.432]

Полученные в результате расчета значения напряжений и опытные данные позволяют утверждать, что в связи с небольшими значениями этих напряжений цилиндрическая часть цистерны автобитумовоза имеет резерв статической прочности. [c.57]

Для большинства машин и конструкций в связи с повторяемостью нагружения с относительно большими неупругими деформациями (около 0,5... 1%) при ограниченном числе циклов (до 10 ) развиваются длительное статическое и усталостное повреждения. Поэтому задача прогнозирования прочности и ресурса элементов таких машин и конструкций предопределяет необходимость исследования процессов малоциклового деформирования с анализом накопления как длительных статических, так и малоцикловых усталостных повреждений в их взаимодействии. Традиционные методы расчета статической и длительной статической прочности, основанные на оценке номинальных напряжений, оказываются недостаточ- [c.6]

Влияние режимов нагружения и механических свойств сталей на сопротивление малоцикловому разрушению иллюстрируется схемой, приведенной на рис. 7.8. На рис. 7.8 показаны разрушающие деформации нулевого полуцикла в зависимости от числа циклов до разрушения и предела прочности для двух предельных режимов нагружения — жесткого (е = onst) и мягкого (Од = = onst) при заданной исходной пластичности. В связи со склонностью сталей к циклическому разупрочнению и одностороннему накоплению пластических деформаций (зависит от отношения равномерной деформации к предельной) по мере повышения статической прочности при малом числе циклов разрушения минимальные деформации соответствующие одинаковым дол- [c.260]

Макроскопические характеристики усталостного разрушения металлов и волокнистых композиционных материалов очень похожи, хотя на микроуровне они различаются очень сильно. Хрупкие материалы, такие как стекло, углерод и бор, не снижают свою несущую способность при циклических нагрузках в отличие от пластически деформируемых материалов. Следовательно, композиционные материалы на основе хрупких волокон должны обладать высокой усталостной выносливостью, если волокна выдерживают основную нагрузку. Это предположение выполняется в случае пластиков, армированных однонаправленными углеродными и борными волокнами при усталостных испытаниях на одноосное напряжение. Диаграммы зависимости максимального напряжения от числа циклов до разрушения (диаграммы а—N) для таких материалов действительно практически горизонтальны и при циклических нагрузках, лежащих ниже полосы разброса статической прочности при растяжении, истинное усталостное разрушение практически не наблюдается. Бимон и Харрис [140], а также Оуэн и Моррис [141] получили одинаковые результаты для карбопластиков на основе эпоксидных и полиэфирных связующих [c.136]

На стадии проектирования турбомашины возбуждающие силы, действующие на ротор, неизвестны, в связи с чем ограничения на такие параметры, как переменные напряжения или соответствующие запасы, обычно не включаются в рассмотрение. Однако имеющийся опыт по созданию и последующей работе аналогичных конструкций может служить информацией о наиболее опасных диапазонах собственных частот колебаний ротора или ьрэектируе-мой ступени. В этом случае ограничения могут быть косвенными и накладываться на собственные частоты колебаний. В частности, по аналогии с ограничениями по запасам статической прочности, приведенными в 19, может быть задано условие, чтобы частота вращения диска при колебаниях по данной форме не была ниже заданной. В роторах в основном встречаются связанные колебания систем, й, в частности, дисков с лопатками. В связи с этим при проектировании диска отстройку по частоте следует производить, учитывая этот фактор. [c.215]

Расчетом достаточно точно определяют напряжения в лопатках от действия постоянных газовых нагрузок и центробежных сил, а также соответ-ствуюпдие запасы статической прочности. Эти расчеты с.лужат для выбора исходных размеров лопатки при ее проектировании. Однако подавляющее большинство дефектов лопаток в эксплуатации бывает связано с действием переменных напряжений, возникающих при вибрациях лопаток. [c.309]

Во многих случаях напряжения в конструкции при периодических нагрузках превышают предел усталости. Это относится, например, к деталям авиационных двигателей, лопастям несухцих винтов вертолетов, к ряду объектов военной техники, срок эксплуатации которых очень ограничен различными причинами. В этих случаях важно знать характеристики ограниченной выносливости, которые определяют ресурс детали или конструкции, обеспечивают сопротивление усталостным разрушениям в течение определенного срока, т. е. некоторого числа циклов. Поэтому,, если при расчетах на усталость из всей кривой Велера важно знать фактически лишь одну точку — предел усталости, то при расчете на ограниченную выносливость суш.ественное значение приобретает верхняя часть кривой Велера. Однако характеристики работы детали и ее ресурс, поскольку он задан, исходя из других соображений, фактически определяют уменьшенную базу испытаний на усталость. Тем самым главным становится по возможности наиболее точное воспроизведение в испытаниях истинных условий работы детали и установление статистических характеристик, определяющих вероятность разрушения детали при напряжениях, отличающихся от выявленного таким образом условного предела усталости (предела ограниченной выносливости), и при числах циклов, отличающихся от базы испытаний. Последнее особенно важно в связи с тем, что при напряжениях, заметно превышающих истинный предел усталости и близких к пределу статической прочности, разброс данных усталостных испытаний бывает очень большим. В последние годы статистическим методам обработки данных усталостных испытаний уделяется большое внимание. [c.306]

Рассмотрим структуру вероятности безотказной работы элемента первой группы P t). Все факторы, влияющие на этот показатель надежности, могут быть разделены на две категории, К первой категории относятся нормальные эксплуатационные и производственно-технологические факторы (эксплуатационные нагрузки, напряжения, скорости и т. п., возникающие при нормальной работы машины). Несущая способность деталей имеет естественный разброс, соответствующий их качественному изготовлению. В результате взаимодействия этих факторов могут возникнуть отказы из-за разового превыщения нагрузкой несущей способности детали или накопления циклических повреждений, или изнашивания. Между этими видами отказов существует определенная зависимость 1) часто рассматривается один и тот же процесс нагружения, который может вызвать отказы трех типов 2) между характеристиками статической и циклической прочности существует вероятностная связь 3) изменения в детали, вызванные циклическими повреждениями или изнашиванием, могут повлиять на статическую прочность. Попытка учета этих связей приводит к чрезмерному усложнению расчетов, что делает их малоприемлемыми для практических целей [5]. В то же время, как показывает опыт расчетов, возможна оценка надежности деталей в предположении независимости вероятности безотказной работы по этим трем предельным состояниям. [c.132]

Если учитывается вероятностная связь между процессами исчерпания циклической и статической прочности, а также изнашивания детали, то вместо P t) и Ps t) используются условные вероятности P2y t) и Рзу(0 безотказной работы по.статической прочности и изнашиванию. В теории вероятностей условной вероятностью PiiAz/Aa) события Лг называется вероятность, определяемая при условии, что событие Лз уже произошло. [c.132]

Кай и для полностью стальных подшипников, с целью уменьшения шума при высоких частотах вращения опоры с гибридными шариковыми радиальными подшипниками нагружают предварительно осевой силой. Методика расчета силы осевой преднагрузки, а также эквивалентной динамической и статической нагрузок для гибридных шариковых радиальных подшипников такая же, как для полностью стальных подшипников. В связи с большим модулем упругости керамического шарика коэффициент запаса S(, статической прочности при проверке подшипника на статическую грузоподъемность следует принимать на 10% выше, чем для полностью стальных подшипников. [c.332]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...