Усталостная прочность, зависимость

Усталостные разрушения не имеют следов пластической деформации Б очагах зарождения трещин. При числе циклов нагружения N < 10 наблюдаются разрушения малоцикловой усталости. Закономерности малоциклового разрушения занимают промежуточное положение между статической и усталостной прочностью. В частности, локальный характер усталостной прочности, зависимость от состояния поверхности проявляются при малоцикловой усталости в меньшей степени. [c.460]

Усталостная прочность — Зависимость от термообработки 972 [c.1070]

Растрескивание металла под воздействием знакопеременной нагрузки или периодической динамической нагрузки называют усталостным разрушением. Чем больше приложенное в каждом цикле напряжение, тем быстрее разрушается металл. График зависимости напряжения 5 от числа циклов до разрушения N представлен на рис. 7.14. При значениях N, лежащих справа от верхней сплошной линии, соответствующие им напряжения приводят к растрескиванию, но если напряжение равно так называемому пределу усталости (или пределу выносливости) или ниже его, металл не разрушается даже при бесконечно большом числе циклов. Для сталей реальный предел усталости составляет около половины прочности на растяжение (но это правило не обязательно распространяется на другие металлы). Усталостная прочность любого металла — это значение напряжения, ниже которого металл не разрушается при заданном числе циклов. Частота приложения на- [c.155]

Некоторые значения усталостной прочности в пресной и слабосоленой воде приведены в табл. 7.4. Помимо зависимости от [c.158]

Кривая зависимости числа циклов нагружений до разрушения от максимального напряжения, создаваемого в образце. Эту кривую часто называют кривой Велера по имени одного га основоположников учения об усталостной прочности материалов. [c.91]

Нормативная усталостная прочность на разрыв находится в зависимости от нормативного удельного сцепления грунта С по формуле [c.35]

В зависимости от рода материала, требований к чистоте поверхности, условий работы детали, экономики и других соображений выбирается тот или другой вид технологической обработки. Технологические мероприятия, упрочняющие поверхность детали, очень широко применяются в машиностроении они повышают усталостную прочность на десятки процентов таких [c.376]

Зависимости усталостной прочности титановых сплавов от их состава, структуры и термической обработки посвящено много работ, но из-за сложности и многогранности проблемы данные очень противоречивы. [c.149]

Для высокопрочных титановых сплавов в литом состоянии характерна своеобразная зависимость усталостной прочности от содержания кислорода. Если у деформированных образцов сплавов с повышением содержания кислорода (в пределах 0,02—0,3 %) увеличивается и статическая прочность, и предел выносливости, то у литых образцов из техниче- [c.149]

Та бл и ца 27. Зависимость усталостной прочности титановых сплавов от содержания водорода )(102, с. 94 —97 127 144 145] [c.155]

Образцы с насаженными втулками значительно чувствительнее к масштабному эффекту по сравнению с гладкими образцами или образцами с острыми надрезами. Масштабная зависимость усталостной прочности образцов с насаженными деталями на базе 10 циклов описывается следующей формулой [c.30]

Зависимость q от 1/г приведена на рис. 72. В данном случае как К так и q являются ие только характеристиками материала, но зависят также от конструктивных особенностей исследуемых объектов. При испытании образцов с надрезом изменялся не только уровень максимальных напряжений, определяемый а ,, но и площадь зоны, занятая повышенными напряжениями и характеризуемая величиной Lo6 Go6 (см. рис. 72). Таким образом, при уменьшении радиуса надреза изменение предела выносливости определяется противоположным влиянием двух факторов 1) ростом максимальных напряжений и 2) масштабным фактором, который влияет в сторону увеличения усталостной прочности из-за уменьшения размеров зоны, с повышенными напряжениями. [c.142]

Ударно-усталостная прочность гладких образцов при —50°С в зависимости от их исходных свойств может быть более высокой или равной ударно-усталостной прочности образцов при - -20°С (более пластичным образцам соответствует большая степень повышения ударно-усталостной прочности). Ударно-усталостную прочность можно рассматривать в качестве самостоятельной характеристики. [c.258]

Развитие разрушения при усталости происходило за счет последовательного выпучивания соседних слоев волокон, образующего притупленную макротрещину, которая медленно распространялась до достижения в некоторых случаях первоначальной нейтральной оси образца после примерно 10 циклов. Статическая и усталостные прочности были почти прямо пропорциональны объемному содержанию волокон. Оуэну и Моррису удалось нормировать все свои результаты и представить их единой диаграммой. Нормирование было проведено путем построения зависимости статической прочности от объемной доли волокон, а затем определения объемной доли каждого разрушенного при усталости образца. Далее при помощи кривой статическая прочность — объемное содержание для усталостных образцов была [c.385]

Ческом нагружений оказывают большое влияние на усталость металлов (в частности, влияние обработки поверхности, наличие концентраторов напряжений и т. и.). Строгой зависимости между прочностью при статических нагрузках и усталостной прочностью не удалось экспериментально установить. [c.79]

Масштабный фактор. Этот фактор (снижение усталостной прочности для геометрически подобных деталей большего размера) в коррозионных средах претерпевает так называемую инверсию, т. е. детали большего размера имеют коррозионно-усталостную прочность выше, чем детали меньшего размера. Однако в зависимости от характера коррозионных процессов, определяемых как свойствами материала изделия, коррозионной средой, так и условиями эксплуатации, инверсия масштабного фактора может не наблюдаться, а отрицательное влияние масштабного фактора даже усиливается. Это происходит, в частности, при протекании щелевой коррозии в трещине усталости [11, 38]. Зависимость масштабного фактора от характера коррозии и агрессивности среды приведена на рис. 30. [c.82]

Рис, 30. Схема влияния масштабного фактора на усталостную прочность металлов в зависимости от воздействия агрессивной среды [c.83]

Физическое состояние поверхностного слоя деталей и его напряженность, обусловленные механической обработкой, оказывают существенное влияние на эксплуатационные свойства и прежде всего на их усталостную прочность. Остаточные напряжения и деформационное упрочнение поверхностного слоя в условиях циклического нагружения и рабочих температур могут положительно и отрицательно влиять на сопротивление материала усталости. В связи с этим представляет большой научный и практический интерес изучение устойчивости поверхностного наклепа и остаточных макронапряжений после механической обработки в зависимости от температуры и продолжительности нагрева. [c.131]

Существует мнение, что на усталостную прочность оказывает влияние весь комплекс параметров качества поверхности и, в первую очередь, шероховатость, наклеп и остаточные напряжения, причем в зависимости от свойств материала и условий эксплуатации влияние каждого из них различно. При этом доминирующее значение может иметь какой-либо один из параметров качества поверхности. Поэтому для практики машиностроения важно знать закономерности комплексного и раздельного влияния параметров качества поверхностного слоя на характеристики усталости конструкционных материалов в эксплуатационных условиях циклического нагружения материала (изгиб, кручение, растяжение и сжатие, широкий интервал частот нагружения при комнатной и высокой температуре, в воздушной и коррозионной средах). [c.165]

Формулы (30.1)—(30.6) применяются как для малоциклово усталости, так и для обычной (миогоциклоЬой) усталости. Разумеется, это удобно, но в то же время необходимо проявлять осторожность при обращении с эмпирическими коэффициентами. Дело в том, что закономерности механизма усталостного явления) различны при малоцикловой и мпогоцикловой усталости. Эти различия могут даже привести к разрыву кривой Веллера (зависимость Отах цикла ОТ N) В области ограниченной выносливости.. При этом в одном случае трещина идет по телу зерна, в другом — по его границе. Отсюда также впдно, что характеристики усталостной прочности должны зависеть от структуры материала.. Поэтому надо учитывать возможную зависимость эмпирических коэффициентов от уровня максимальных напряжений цикла. [c.261]

Влияние числа циклов пагружения на усталостную прочность, кривые выносливости, пределы выносливости. Зависимости среднего числа циклов до разрушения от величины амплитуды поремеп-иых напряжений цикла называются кривыми выносливости (рис. 4.30). В логарифмических координатах кривые выносливости представлены полигональными кривыми (отрезками прямых линий). [c.94]

Исследования зависимости усталостной прочности от глубины закаленного слоя П1естернн модуля 6 мм показали, что оптимальной является глубина закалки во ппаднне (до полумартеи-ситпой границы) в пределах 0,8—1,2 мм, что весьма существенно в отношении снижения деформации. [c.71]

Значительное с 1ижение усталостной прочности материала происходит из-за различных рисок на поверхности деталей, вызванных грубой механической обработкой. Сильно снижает усталостную прочность коррозия. На рис. 214 показано, как снижаются пределы усталости стальных образцов от вышеназванных причин в зависимости от предела прочности стали. Пределы усталости полированных образцов (прямая а) приняты за 100% кривая б — пределы усталости шлифованных образцов, кривая в—обточенных резцом , кривая г—образцов с [c.374]

Для получения достоверных сведений по усталостной прочности титановых сплавов конкретной структуры не(обходима количественная оценка разброса результатов циклических испытаний. При этом предел выносливости определяют с заданной вероятностью неразрушения, т.е. оценивают его надежность. Уже первьге статистические обработки результатов усталостных испытаний титановых сплавов показали высокие значения коэффициента вариации условного предела выносливости [96— 98]. Учитывая большой разброс, наиболее правильно для анализа усталостных свойств титановых сплавов применять методы математической статистики и теории вероятности. Для этого строят полные вероятностные диаграммы, например по системе, предложенной Институтом машиностроения АН СССР [99, 100]. Эта система основана ра разделении процесса усталостного разрушения на две стадии до появления макротрещины и развитие трещины до разделения образца на части. При анализе предела выносливости гладких образцов это разделение не имеет принципиального значения, так как долговечность до появления трещины Л/ и общая долговечность до разрушения образца Л/р близки. Часто Jртя построения полных вероятностных диаграмм усталости за основу берут наиболее простой метод, предложенный В. Вейбуллом [ 101 102, с. 58 — 64]. Для построения полной вероятностной кривой необходимо испытать достаточно большие партии образцов (30—70 шт.) на нескольких уровнях амплитуды напряжений, которые должны быть выше предела выносливости (см., например, рис. 92). На каждом из этих уровней по гистограмме определяют вероятность разрушения при данной амплитуде напряжений. Далее ст ят кривую Веллера по средним значениям долговечности. По гистограммам строят кривые равной вероятности в тех же координатах (а — 1дЛ/). Затем строят семейство кривых, определяющих не только зависимость долговечности от амплитуды напряжений, но и вероятности разрушения от заданных амплитуды напряженйй и долговечности. Далее, принимая математическую форму распределения вероятности, на данном уровне напряжений можно строить кривые зависимости либо от амплитуды напряжений при заданной базе испытаний Л/, [c.141]

На рис. 95 представлена зависимость предела выносливости надрезанных образцов от временного сопротивления сплавов. Для построения графика использовали результаты отечественных и зарубежных исследований. Отечественные данные получены при испытании образцов с острым надрезом теоретический коэффициент концентрации, вычисленный по Нейберу, был равен 2,8-гЗ,43. Зарубежные данные получены при т 2,64- 4,0. Результаты испытаний укладываются в довольно узкую пологу разброса. Это дало основание некоторым исследователям [92, 93] пр.дложить устойчивое соотношение между временным сопротивлением и усталостной прочностью образцов с концентраторами напряжения. I [c.143]

На рис. 96 показана зависимость предела выносливости образца сплава ПТ-ЗВ от его диаметра. С увеличением диаметра образцов предел выносливости титанового сплава с 0 = 720 790 МПа снижается примерно на 40 %, что не превышает снижения усталостной прочности сталей. Более подробно изучение особенностей проявления масштабного эффекта при изменении диаметра образцов от 8 до 32 мм проведено на воздухе и в 3 %-ном растворе Na I [107]. Испытывали большое количество образцов каждого размера (диаметром 8 мм 108 шт., диаметром [c.144]

Интересные результаты получены автором работы [127] зерно технически чистого титана выращивали нагревом в вакууме (950°С, 2 ч) после чего для измельчения зерна часть заготовок перековывали на прутки. Крупнозернистая структура титана имела о =210-г230 МПа с большим разбросом данных в области ограниченной выносливости, а мелкозернистый титан имел а =300 МПа. При испытании надрезанных образцов получены близкие значения о 109 и 110 МПа. Заметное увеличение усталостной прочности при измельчении зерна установлено и для сплава типа ВТ6. Следует отметить, что во многих случаях под величиной зерна понимают различные понятия (макрозерно, микрозерно, "грубозернистая" структура и пр.), позтому не всегда удается проанализировать зависимость усталостной прочности от величины зерна. [c.151]

Усталостная прочность сварных соединений. Усталостная прочность сварных соединений опреде 1яется глaвньJM образом тремя факторами конструктивным оформлением сварного соединения, качеством металла шва и околошовной зоны и наличием сварочных напряжений. Фактор конструктивного оформления—общий для сплавов различной основы, поэтому его влияние подобно влиянию на а сварных соединений стальных или алюминиевых конструкций. Исследованием усталостной прочности металла шва и околошовной-зоны установлена большая ее зависимость от качества присадочного материала, тщательности защиты от поглощения газов из воздуха расплавленным и нагретым металлом во время процесса сварки, наличия в сварном шве различного рода дефектов (непроваров, пористости и пр.) [ 148]. При определении пределов выносливости сварного соединения усиление шва механически удаляли, чтобы.в чистом виде вьшвить усталостную прочность сварного соединения по сравнению с таковой основного металла. [c.156]

Зависимость усталостной прочности от температуры. Усталостная прочность титановых сплавов снижается по мере повышения температуры испытания. Наибольшее снижение предела выносливости наблюдается у технически чистого титана, наименьшее —у теплопрочных (а + /3)-сплавов. Относительное изменение предела выносливости теплопрочных сплавов (ПТ-ЗВ, ВТ6, ВТ8, ВТ9, ВТЗ-1, ВТ16 и ВТ22) в зависимости от температуры показано на рис. 102. Видно, что повышение температуры до [c.164]

На рис. 116 приведены характерные диаграммы выносливости на оксидированных и не оксидированных гладких и надрезанных образцах диаметром рабочей части 6 мм при круговом консольном изгибе, полученные Н. И. Лошаковой, С. Ф. Юрьевым и Г. Н. Всеволодовым. Оксидирование проводили путем нагрева образцов в открытой электропечи до 800°С и выдержке в течение 1 ч с получением слоя повышенной твердости толщиной 40 мкм. Материал образцов — сплав Т —4 % А1 (ВТ5 с несколько пониженным содержанием алюминия). Из рис. 116 видно, что термическое оксидирование может резко снижать предел выносливости. Особенно велико это снижение при испытании гладких образцов (почти в 2 раза), у надрезанных (а. ==3,5) оно не превышает 25 %. Подобное влияние термического оксидирования на усталостную прочность обнаружено при испытании сплавов ВТЗ-1, ВТ6 и др. [ 178, с. 236—247 179 180]. Обобщенные результаты исследований, характеризующие зависимость предела выносливости сплава типа ВТ5 от режима оксидирования, приведены на рис. 117. Как следует из этого рисунка, повышение температуры и увеличение продолжительности изотермического окисления сопровождаются снижением предела выносливости оксидированных при 750—800°С гладких образцов на 30—50 %, надрезанных на 25—30 %. С повышением температуры оксидирования усталостная прочность гладких образцов снижается более резко, чем при увеличении длительности процесса. Уменьшение выносливости надрезанных образцов происходит в первые часы выдержки, а при дальнейшем повышении и длительности [c.184]

Более снльная зависимость от частоты циклов. Чем меньше частота, тем ниже коррозионно-усталостная прочность. [c.249]

На основании результатов исследований, проведенных на меди, армированной либо вольфрамовой, либо молибденовой проволокой, Гэйтс и Вуд [19] установили, что армирование не только не мешает усталостному повреждению матрицы, но, возможно, делает его более выраженным в зависимости от того, как расположены относительно друг друга главные направления нагружения и армирования. Они также сделали вывод о том, что для достижения более высокой усталостной прочности необходимо, чтобы волокна действовали в качестве стопоров для развивающихся трещин, а сама арматура не подвергалась усталости. [c.398]

Подставляя далее в (18) значения (19) и (20), получаем уравнение температурно-временной зависимости усталостной прочности в ква-зистационарном приближении [c.95]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...