Образцы алюминиевые — Предел выносливости

Пример. По результатам испытаний на консольный изгиб с вращением 100 образцов из алюминиевого сплава АВ построить функцию распределения пределов выносливости. [c.63]

В первом приближении для железа и стали в литом и деформированном состояниях отношение временного сопротивления к пределу выносливости, определенному на гладких образцах при изгибе с вращением, равно 0,5. Для сталей с Ов выше 1400 МН/м (140 кгс/мм ), а также для надрезанных образцов отношение не имеет ПОСТОЯННОЙ величины. Для магниевых, медных и никелевых сплавов это отношение равно 0,35. У алюминиевых сплавов в силу повышенного рассеяния результатов линейной зависимости не установлено. [c.100]

Детали из алюминиевых сплавов можно подвергать обкатыванию шариками и роликами для повышения твердости, стабилизации неподвижных посадок и повышения выносливости. Исследование влияния наклепа некоторых сплавов на ограниченный предел выносливости показывает, что глубина наклепанного слоя и остаточные, напряжения, возникающие при этом, ниже, чем у стальных деталей. Тем не менее, даже по сравнению с полированными образцами, предел выносливости упрочненных образцов оказьшается несколько выше. [c.100]

Повышение предела выносливости на 22—24% после дробеструйной обработки гладких образцов диаметром 10—12 мм было выявлено С. И. Ратнером для алюминиевых сплавов АК4-1 и ВД-17. Аналогично стальным деталям эффект упрочнения наклепом алюминиевых сплавов увеличивается с ростом коэффициента концентрации напряжений. Так, для надрезанных образцов указанных алюминиевых сплавов повышение предела выносливости от дробеструйного наклепа составляло 75—112%. [c.298]

В заключение необходимо отметить, что инверсия масштабного фактора при коррозионной усталости характерна для углеродистых, низко-и среднелегированных мартенситных нержавеющих сталей, алюминиевых сплавов. Наиболее заметна она при изменении диаметра образца до 50—60 мм (рис. 69) и проявляется при большой базе испытаний, когда коррозионно-усталостное разрушение контролируется электрохимическим фактором. У нержавеющих сталей, склонных к щелевой коррозии, с увеличением диаметра образцов предел выносливости снижается и при испытании и в воздухе, и в коррозионной среде. [c.136]

Фиг. 65. Влияние коррозии, имевшей место до испытания на усталость, на предел выносливости образцов из алюминиевых сплавов.

Благоприятный эффект от поверхностного наклепа алюминиевых сплавов наблюдался в ряде исследований. Повышение предела выносливости на 22—24% после дробеструйной обработки на гладких образцах (диаметром 10—12 мм) наблюдали С. И. Ратнер и И. И. Захаров [22] для алюминиевых сплавов АК4-1 и ВД-17. Аналогично стальным деталям [c.249]

Использование предлагаемого метода форсированных испытаний с целью определение предела выносливости образцов и элементов конструкций из деформируемых алюминиевых сплавов для баз 10 —-10 циклов при удовлетворительной точности приводит к сокращению времени испытаний примерно в 20—200 раз соответственно. [c.190]

Пример 6.14. По результатам ускоренных испытаний, приведенных в табл. 6.20, определить предел выносливости гладких полированных образцов из алюминиевого сплава типа АВ при симметричном изгибе с вращением на базе 10 циклов. При каждой из пяти скоростей нагружения испытывали по четыре образца, причем в табл. 6.2U приведены оценки медиан и средних квадратических отклонений разрушающих амплитуд напряжений. [c.192]

В работе [86] была исследована циклическая прочность двух типов сварных листовых соединений аргонодуговая сварка встык с присадкой и контактная шовная сварка встык с двусторонними накладками. Испытание образцов велось плоским симметричным изгибом. Разрушение образцов происходило по месту сплавления металла шва с основным металлом, т. е. по месту конструктивного концентратора напряжений. Для того чтобы оценить раздельно роль внешних концентраторов и роль самой сварки ( внутренний концентратор) на усталостную прочность сварных соединений титана, были определены пределы выносливости образцов без усиления и накладок, которые перед циклическим нагружением срезались. В этих испытаниях определено снижение циклической прочности только в результате действия структурных или внутренних концентраторов. Как видно из рис. 69, на котором представлены основные результаты работы, предел выносливости таких образцов оказался еш,е более низким, чем у образцов с усилением эффективный коэффициент внутренней концентрации для аргонодуговой и контактной сварки оказался соответственно 1,74 и 3,25. Все образцы этих серий разрушались по шву. Сопоставление усталостной прочности сварных соединений титана с подобными соединениями других металлов (стали, алюминиевые сплавы) показало, что они имеют близкие значения отношений предела усталости сварного соединения и основного металла. Эксперименты показали, что пределы усталости стыковых соединений титановых листов при изгибе, выполненных ручной аргонодуговой сваркой и контактной сваркой, составляют соответственно 77 и 65% от усталостной прочности основного металла причем снижение предела выносливости идет в основном за счет внутренних структурных дефектов сварного шва. [c.150]

Для многочисленных приложений уже более не приемлем расчет при неограниченной [долговечности путем введения соответствующих теоретических коэффициентов к пределу выносливости гладких образцов. Это могло бы привести к неоправданному завышению [размеров сечений, особенно для деталей, выполненных из алюминиевых сплавов, которые работают при относительно малых числах циклов. Современная тенденция состоит в том, чтобы проводить расчеты при ограниченной долговечности, и это может быть достигнуто для тех случаев, когда средние и знакопеременные нагрузки прикладываются согласно описанному ниже общему расчетному методу. Этот метод базируется на [объяснении характеристик образцов с концентрацией напряжений исходя из характеристик гладких образцов путем введения соответствующих эффективных коэффициентов концентрации. Сводка прилагаемых формул приведена в разд. 7.11, а примеры их применения даны в разд. 7.9. [c.20]

Влияние размеров на пределы выносливости гладких алюминиевых образцов, испытанных при изгибе с вращением [c.81]

Для того, чтобы понять природу чувствительности алюминиевых сплавов к концентрации напряжений, необходимо провести анализ, подобный тому, какой был сделан для стали Такой анализ показывает, что так же, как и для стали, предел выносливости образцов из алюминиевых сплавов при наличии концентрации напряжений зависит от градиента напряжений и, следовательно, от размера концентратора. Предел выносливости определяется с помощью уравнения (5.Г2) или (5.13) и характерной. величины коаффициента ослабления концентрации напряжений [c.165]

Расчетные и экспериментальные значения ограниченного предела выносливости для образцов из алюминиевых сплавов [c.167]

Рис. 6.8. Влияние радиуса закругления Я основания выточки на предел выносливости образцов из алюминиевых сплавов с кольцевыми выточками.

В табл. 4.6 сравниваются пределы выносливости алюминиевого сплава и пластика, отнесенные к единице веса. Удельный предел выносливости гладких образцов из лучшего армированного пластика немного выше, чем у алюминиевого сплава при всех температурах для испытуемых.образцов, но намного ниже при наличии концентрации напряжений (предел выносливости пластика вдвое ниже, чем алюминия при комнатной температуре). При температуре 260 С удельный предел выносливости при наличии концентрации напряжений лучшего армированного пластика выше, чем указанный предел выносливости сплава при комнатной температуре. [c.180]

С учетом этих данных построена зависимость р от Ств и Rz, представленная на рис. 3.40 [80]. Влияние качества обработки поверхности на величину пределов выносливости гладких образцов из алюминиевых деформируемых сплавов характеризуется данными, приведенными в табл. 3.16 [60]. [c.118]

На рис. 3.75 и 3.76 изображены кривые изменения предела выносливости прокатного алюминиевого сплава и прокатной стали для трех различных ориентаций образцов в плоскости листа параллельно направлению прокатки (а = 0), перпендикулярно этому направлению (а = 90°) и под углом 45° к нему. Если анизотропия предела выносливости при изгибе заметна даже при сопоставлении двух первых ориентаций, то при кручении только все три ориентации позволяют установить анизотропию. [c.226]

Рис. 83. Влияние предварительной корро-эии на предел выносливости образцов из алюминиевых сплавов

Очень чувствительны к качеству обработки поверхности титановые сплавы. Введение шлифования вместо точения повышает предел выносливости образцов из титановых сплавов до 30 %. Увеличение подачи при обточке с 0,08 до 0,4 мм/об приводит к снижению а 1 в 2 раза и более о , существенно снижается также при увеличении глубины резания. Значения коэффициентов для алюминиевых формируемых сплавов приведены в табл. 3 [13]. [c.148]

Предел выносливости большинства конструкционных сталей определяют при 10 —10 циклов. Эти цифры берут за основу как базовое число циклов. Для цветных сплавов, например алюминиевых, число перемен нагрузок гораздо выше (10 — 10 циклов). Дажв-после этого часто наблюдается дальнейшее мед.ленное падение разрушающего напряжения (рис. 159, г), откуда можно заключить, что предела в указанном выше смысле для этих металлов не существует. В таких случаях определяют условный предел выносливости, как напряжение, не вызывающее разрушения образца при определенном числе циклов (обычно 5 10 циклов). [c.276]

Что касается механизма усталостного разрушения, некоторые суждения о нем можно вынести из рассмотрения графика, представленного на рис. 19.10.5 (Хантер и Фрике, 1953 г.) и относящегося к испытаниям алюминиевых образцов при симметричном цикле. По оси ординат отложено напряжение, отнесенное к условному пределу выносливости О/, определенному на базе [c.681]

Коррозионная усталость. Коррозионная среда отрицательно влияет на усталостную прочность практически всех конструкционных металлов и сплавов. Так, в речной воде, являющейся сравнительно малоагрессивной средой, усталостная прочность нержавеющих сталей снижается на 10— 30 %, углеродистых и легированных конструкционных сталей —в 1,5—2 раза, высокопрочных алюминиевых сплавов —в 2—3 раза. Особенно сильное воздействие среды наблюдается при наличии концентраторов напряжений. Как правило, при испытании в коррозионных средах не наблюдается физический предел выносливости, поэтому при большом числе циклов (10 —10 ) нагружения несущая способность образца может оказаться очень низкой. Это заставляет значительно увеличивать запасы прочности конструкций, подвергающихся циклическим нагрузкам и работающих в коррозионной среде. [c.158]

Нейбера для гиперболической выточки, Фрост определил расстояние от вершины надреза до точки в. исходном напряженном поле, в которой напряжения были равны пределу выносливости гладкого образца из исследуемого материала. Сравнение полученных значений с экспериментально определенными глубинами нераспространяю-щихся усталостных трещин для алюминиевого сплава, имеющего предел выносливости гладких образцов 154 МПа, показало их хорошее соответствие. Аналогичные результаты были получены и для низкоуглеродистой стали. [c.16]

Величина X = lg -т- 1) в уравнении (2) рассматривается как случайная, имеющая среднее значение, равное (—lg 0), и среднее квадратическое отклонение 8 Пр — квантиль нормального распределения, соответствующий вероятности разрушения Р %). В работах [3—6 и др.] приведены многочисленные экспериментальные данные, подтверждающие применимость уравнения подобия (2) для количественного описания влияния концентрации напряжений, масштабного фактора, формы сечения и вида нагружения на сопротивление усталости образцов и деталей из различных сталей, чугу-пов, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов. Если испытания на усталость проводятся по обычной методике при количестве образцов 8—10 на всю кривую усталости, то отклонение б экспериментальных значений сг 1 от расчетных не превышает 8 % с вероятностью 95 %. При использовании статистических методов экспериментальной оценки пределов выносливости (метода лестницы , пробит -метода или построение полной Р — а — Х-диаграммы при количестве испытуемых образцов от 30 до 100 и более) аналогичное отклонение б не превышает 4 % с вероятностью 95 %. [c.310]

Экспериментальные исследования по упрочнению алюминиевых сплавов накатыванием роликами были выполнены М. Н. Степновым. Эти исследования также показали значительное повышение пределов выносливости сплавов АК4-1 и ВД-17 при испытаниях на переменный изгиб гладких образцов диаметром 10 мм и надрезанных образцов. При этом эффект от упрочнения роликами резко повышается с увеличением концентраторов напряжений и для надрезанных образцов выражался в повышении предела выносливости в 2—2,4 раза. Эти же исследования показали, что эффект от упрочнения накатыванием роликами с ростом поперечных размеров деталей не только не уменьшается, но даже увеличивается. Упрочняющее накатывание роликами образцов диаметром 35 мм обеспечило повышение предела выносливости гладких образцов на 46%, а надрезанных — в 3,3 раза (при теоретическом коэффициенте концентрации для надрезанного образца, равном 2,9). [c.298]

Положительный эффект от поверхностного наклепа деталей из алюминиевых сплавов наблюдался как при переменных изгибающих напряжениях, так и при осевом растяжении и сжатии. Усталостные испытания образцов диаметром 18 мм из сплава АК4-1 производили на резонансном двадцатитонном пульсаторе при циклах с различной степенью асимметрии и частотой 2000— 2200 циклов в минуту. Накатывание образцов производилось роликом диаметром 35 мм с профильным радиусом 6 мм при нагрузке 26 кгс и осевой подаче 0,06 мм/об в два прохода. Относительная глубина упрочненного слоя (А//") составляла 0,7—0,8 мм. У поверхности упрочненных образцов образовались остаточные сжимающие напряжения 24—26 кгс/мм . Результаты испытаний показывают, что при симметричном цикле увеличение предела выносливости после упрочняющего накатывания составляет 21,4% для сплава АК 4-1 и 26% для сплава ВД-17. С ростом асимметрии цикла эффект упрочнения уменьшился. [c.298]

Ф.П.Янчишин [130, с. 127-135] изучал влияние некоторых рабочих сред на усталость гладких образцов диаметром 10 мм из неупрочненного алюминиевого сплава Д16 при частоте нагружения 50 Гц. Под воздействием 3 %-ного раствора Na I примерно на порядок уменьшилось время до разрушения сплава в области высоких амплитуд напряжений и с 153 до 46 МПа снизился условный предел выносливости по сравнению с испытанием в воздухе. [c.66]

Экспериментальные исследования по упрочнению алюминиевых сплавов обкаткой роликами были выполнены М. Н. Степновым в Московском авиационном технологическом институте. Эти испытания также показали значительное повышение пределов выносливости сплавов АК4-1 и ВД-1 при испытаниях на переменный изгиб гладких и надрезанных образцов (диаметром 10 мм). При этом эффект от обкатки роликами резко повышался с увеличением концентрации напряжений и для надрезанных об- [c.250]

Следует отметить, что положительный эффект от поверхностного наклепа деталей из алюминиевых сплавов наблюдался как яри переменных изгибающих напряжениях, так и при осевом растяжении и сжатии. Усталостные испытания образцов диаметром 18 мм из сплава АК4-1 производилось на резонаноовом пульсаторе грузоподъемностью 20 т при циклах с различной степенью асимметрии и частотой 2000—2200 циклов в минуту (рис. 3). Обкатка образцов производилась роликом (диаметром 35 мм, профильным радиусом 6 мм) при усилии 26 кГ и осевой подаче 0,06 мм1об в два прохода. Относительная глубина упрочненного слоя А/г составляла 0,07—0,08. У поверхности обкатанных образцов образовались остаточные сжимающие напряжения 24—26 кГ/мм . Результаты испытаний (рис. 3) показывают, что при симметричном цикле увеличение предела выносливости от упрочнения обкаткой роликами составляет 21,4% для сплава АК4-1 и 26% для сплава ВД-17. С ростом асимметрии цикла эффект упрочнения уменьшился. Увеличение усилия на ролик и относительной глубины упрочненного слоя до определенных пределов приводит к повышению эффекта упрочнения, после чего дальнейший рост упрочнения прекращается. Для указанных выше образцов диаметром 35 мм авторы исследования приняли предельное усилие на ролик 26 кГ, а предельную глубину 7—8%> от радиуса поперечного сечения. При назначении более высоких усилий на обкатывающий ролик и при дальнейшем увеличении глубины деформированного слоя не наблюдалось до-250 [c.250]

Размеры деталей. С увеличением размеров детали ее сопротивление усталости, как правило, уменьшается. Степень влияния размеров детали (эффект масштаба) на предел выносливости оценивается отношением предела, выносливости детали заданного диаметра к пределу выносливости лабораторных образцов диаметром 7... 10 мм. Проявление эффекта масштаба зависит от свойств материала, вида нагружеция (растяжение, изгиб, 1фуче-ние), состояния поверхности и концентрации напряжений. Согласно экспериментальным данным испытания гладких конструкционных элементов эффект масштаба существенно проявляется при изгибе и кручении и практически отсутствует при растяжении, т.е. в условиях однородного напряженного состояния. Материалы, имеющие существенную струкгурную неоднородность типа чугуна и литого алюминиевого сплава, весьма существенно реагируют на изменение размера детали. [c.291]

Усталостная прочность гладких образцов. Характер поведения гладких образцов сначала устанавливается иа основании экспериментальных данных, а затем удобно представляется в форме Диаграммы предельных напряжений. Или же эта информация может быть выражена математически в функции амплитуды напряжений, среднего напряжения и числа циклов до разрушения [путем оценки констант в том общем решении, которое предлагается в приложении I. Для отдельных материалов, как стали или алюминиевые сплавы, уравнения (2.1) и (3.1) [были записаны так, чтобы выразить предел выносливости как некоторую функцию предела прочности при растяжении того же материала- Эти решёния удовлетворяют всем предельным условиям для растягивающего среднего напряжения, амплитуды напряжений, заключенной в интервале от нуля до предельной, и для числа циклов до разрушения от одного-и выше. Допустима некоторая экстраполяция в область сжимающих средних напряжений, но этот случай не имеет большого значения в практике, так как значительно большее значение предела выносливости, которое при этом получается, делает разрушения при [сжатии чрезвычайно редкими. [c.20]

Масштабный эффект. Достоверно не было установлено наличие какого-либо влияния размеров при изгибе высокопрочных алюминиевых сплавов. С одной стороны, Мур [995] получил непротиворечивый и довольно большой масштабный эффект на образцах, выполненных из сплава типа А1—2п—Mg, поскольку образцы меньших размеров имели большую усталостную прочность. С другой стороны, параллельная серия испытаний, проделанная на том же самом типе материала Хайлером, Льюизом и Гровером [497], не дала данных о каком-либо определенном влиянии размеров, хотя при переходе от одного размера к другому предел выносливости изменялся (см. табл. 3.1). [c.80]

Если разрушение деталей с концентрацией напряжений наступает после небольшого числа циклов, то имеющие место при этом высокие нагрузки вызывают местную текучесть материала с соответствующим перераспределением напряжений и уменьшением их максимума. Но при этом усталостная прочность будет выше, чем можно предположить, пользуясь теоретическим коэффициентом концентрации. Возникает вопрос, влияет ли перераспределение напряжений также на предел выносливости Текучесть материала должна происходить в течение каждой половины цикла изменения нагрузки в весьма малых пределах, не приводя к опасным результатам. Такое поведение материала имеет место, например, для гладких образцов, изготовленных из аустенитной стали. Такие образцы нагреваются под влиянием текучести материала и внутреннего демпфирования, но это не всегда приводит к их разрушению. Отметим также, что предел выносливости гладких образцов,, испытываемых на изгиб, часто бывает больше, чем при осевом нагружении, возможно, из-за перераспределения напряжений, происходящего при изгибе. В иссле,а,овании Форреста и Тапсел-ла [961] было показано, что для двух весьма пластичных материалов (мягкая сталь и относительно мягкий алюминиевый сплав) различие между результатами испытаний на усталость, при изгибе й при осевом нагружении может быть полностью отнесено за счет влияния перераспределения напряжений. [c.118]

Разброс результатов для алюминиевых сплавов настолько велик, что использование точных методов для определения предела выносливости практически едва ли оправдывается. Высокопрочные сплавы алюминия типа А1—7п—Mg обычно дают больший разброс, чем сплавы типа А1—Си, так что в отношении первых следует проявлять большую осторожность. Этот разброс отчасти является результатом высокой чувствительности алюминиевых сплавов к среднему напряжению или остаточным напряжениям, случайно появившимся на поверхности при обработке, придании образцу формы и т. п., отчасти результатом чувствительности материала к неоднородностям типа крупных неметаллических включений. Поэтому на практике конструирование деталей с концентраторами из алюминиевых сплавов обычно основывается на предположении об абсолютной чувствительности материала к концентрации напряжений. Так, предел выносливости при наличии концентрации напряжений для нулевого среднего напряжения и числа циклов порядка 10 получается делением предела выносливости при отсутствии концентрации напряжений (для того же числа циклов) на теоретический коэффициент концентрации напряжений, т. е. Ста = = Оа1Кг. Это приводит К решснию, которое учитывает разброс и идет в запас прочности. Предел выносливости. Оа удобно находить из уравнения (3.2) при известном пределе прочности материала при растяжении. [c.164]

Влияние величины сдвига на усталостную прочность исследовалась Феннером и Филдом [475], [477] на образце из алюминиевого сплава А1—Си, находящегося в контакте с опорой, сделанной из того же материала и запрессованной с давлением 0,392 кГ1мм (рис. 8.2). Усталостная прочность при осевом нагружении становится ниже при увеличении скольжения до 0,0076 мм, но при дальнейшем увеличении до 0,0228 мм прочность остается той же самой. Предел выносливости при этом понижается от 19,6 13,02 кГ/мм до 19,6 2,35 кГ1мм при [c.214]

В 1946 г. Форрест [881] впервые получил увеличение усталостной прочности образца с концентрацией напряжений при предшествующем нагружении растягивающими усилиями. Предел выносливости при кручении с изгибом алюминиевого образца с круговой выточкой увеличился в два раза после предшествующего растяжения образца усилием 39 /сГ/мж . Темплин в дискуссии по работе Розенталя и Сайнса [884] подтвердил, что наблюдалось повышение прочности (до 75%) после того, как к образцу из алюминиевого сплава 755-Г6, имеющему аналогичный концентратор, прикладывалась растягивающая нагрузка. В то же время сжимающая предшествовавшая нагрузка уменьшала предел прочности на 33%. [c.420]

Испытывая на повторно-переменное кручение трубчатые образцы из прокатной никельхромомолибденовой стали, Ф. Ходоровский нашел, что продольные и поперечные образцы имеют почти одинаковые пределы выносливости при кручении, а образцы, вырезанные под углом 45° к направлению прокатки, — более высокий предел выносливости. К аналогичным выводам пришли и другие авторы, которые, кроме того, установили, что анизотропия предела выносливости алюминиевых сплавов и прокатной стали при кручении выражена слабее, чем при изгибе. [c.226]

Некоторые виды маркировки резко снижают выносливость деталей машин. Например, нанесение клейма на образцы толщиной 4 мм из алюминиевых или магниевых сплавов снижает их предел выносливости на 30%. При написании цифр электрокарандашом коэффициент для стали, дуралюмина и электрона соответственно составит 0,88 0,8 и 0,57. Вытравливание цифр не снижает предела выносливости образцов из указанных выше материалов. [c.146]

Сопротивление усталости настолько чувствительно к качеству обработки поверхности, что маркировка может резко снизить предел выносливости. Например, маркировка клеймением листовых образцов из алюминиевых или магниевых сплавов снижает предел выносливости до 30 %. Аналогичное влияние оказывают и случайные забоины. При написании цифр электрокарандашом равно 0,88 — для стали, 0,8 — для дюралюминия и [c.148]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...