Предел выносливости алюминиевых стали

При наличии надрезов различие в пределе выносливости алюминиевых сплавов сильно сокращается (табл. 188), причем чем выше прочность сплавов, тем больше их чувствительность к концентрации напряжений. Такое явление считается характерным и для других металлов, в частности для стали. [c.419]

Большая часть данных по многоцикловой усталости получена при испытаниях на изгиб симметричным циклом с определением о ,. Для ориентировочной оценки пределов выносливости при других видах напряженного состояния можно использовать следуюш,ие соотношения для конструкционных сталей предел выносливости при растяжении — сжатии а- = (0,84-0,9)О-,. при кручении T-i = (0,5H-0,6)a i для алюминиевых сплавов эти коэффициенты составляют 0,85—0,95 и 0,55—0,65 соответственно. [c.78]

Рис. 3.24. Влияние высоких температур на предел выносливости сталей (а) [3, 31], титановых сплавов (б) [3, 10, 24], алюминиевых сплавов (а)[31, 5, 3] - ---а н

Испытания на усталость соединений листовых конструкций. Полученных контактной точечной сваркой из сплавов ВТ1-0 и ОТ4-1, сталей и алюминиевых сплавов, показали близость предела выносливости стали и титановых сплавов [162]. По данным этой работы, уровень усталостной прочности сварных соединений определяется их конструктивным оформлением, при этом вид материала имеет меньшее значение. [c.157]

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]

Связь предела выносливости с твердостью характеризуется следующими приближенными зависимостями для углеродистых сталей 0-1 =0,1284-156 НВ для легированной стали a i = 0,168-H0,222 НВ для литого железа 0 i =0,187 НВ для медных сплавов a i = =0,120 НВ для алюминиевых сплавов o i =0,187 НВ. [c.103]

Изменение частоты в весьма широком диапазоне —от 500 до 30 000—60 000 цикл/мин — привело к небольшому (на 5—10%) повышению предела выносливости стали, чугуна различных марок и цветных металлов. Аналогичные данные получены на алюминиевых сплавах (частота изменялась от 350 до 8 000 цикл/мин). [c.113]

Композиционные материалы, кроме повышенной вязкости разрушения, отличаются высоким сопротивлением усталостному разрушению. Предел выносливости сталей, алюминиевых и титановых сплавов составляет 0,3—0,5 от предела прочности, тогда как это отношение для композиционных материалов на основе алюминиевых и титановых сплавов и для никелевых эвтектических композиций составляет 0,6—0,75. [c.26]

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]

Коэффициенты р, характеризующие понижение предела выносливости от воздействия коррозии до испытания, в зависимости от предела прочности авр представлены на фиг. 64 для стали и на фиг. 65 для алюминиевых сплавов. [c.514]

На рнс. 6.27 в качестве примера сопоставлены эмпирические кривые распределения пределов ограничений выносливости сплавов АВ и МЛ5, построенные по результатам обычных и ускоренных испытаний. Приведенные данные показывают удовлетворительное соответствие характеристик сопротивления усталости, найденных указанными методами. Расхождения в пределах выносливости не превышают 5— 8 МПа. Аналогичные результаты получены и для других марок алюминиевых и магниевых сплавов, а также для углеродистой и легированной сталей. [c.196]

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]

Картина роста трещин примерно такая же. В обзоре [521 для алюминиевых сплавов эффект частоты, количественно незначительный в обычной атмосфере, растет с повышением температуры и влажности. Это же отмечалось для нержавеющих сталей [2211 и высокопрочных сталей [118]. Возникает вопрос — существует ли предел нагрузки, ниже которого трещина не растет, т. е. физический предел выносливости. В работе [327] испытывали на трещиностойкость чистую медь, низкоуглеродистую и нержавеющую (тип 304) стали с большой частотой нагружения (20 кГц) и установили, что такой предел есть. При этом измеряли скорости роста трещин до 4 10 мм/цикл. Изменение минимальной скорости роста трещины от 10 до 10 мм/цикл не влияет на пороговый размах коэффициента интенсивности напряжений, т. е. существует нагрузка, ниже которой образец с трещиной может выдержать бесконечное число циклов. С практической точки зрения не так уж важно знать предел выносливости и пороговый размах коэффициента интенсивности напряжений при малой частоте и очень больших базах. Все должно определяться спецификой нагружения детали в эксплуатации. В данном исследовании частота нагружения была характерной для конкретных изделий, и при этой частоте определяли предел выносливости и пороговый размах коэффициента интенсивности напряжений. В общем желательно в расчетах использовать пороговые характеристики и предела выносливости, полученные с одинаковой частотой и на одинаковых базах. Надо отметить, что предел выносливости и пороговый размах коэффициента интенсивности напряжений очень сходные характеристики, обе они определяют предел нераспространения разрушения при циклическом нагружении. [c.128]

Зависимость между величинами (средних напряжений, амплитуд напряжений и числами циклов до разрушения для различных сталей является той важной информацией, которая требуется расчетчику. Если такая зависимость известна, то, как показано в гл. 7, можно оценить усталостную прочность при наличии концентрации напряжений для любых условий нагружения. Удивительно мало исчерпывающих испытаний было выполнено до настоящего времени на сталях и это затрудняет получение общей схемы их усталостного поведения. Действительно, значительно больше внимания было уделено накоплению данных по (алюминиевым сплавам, чем по сталям. Объясняется это тем, что алюминиевые сплавы имеют более низкие пределы выносливости в сравнении с их пределами прочности, а, также потому, что они широко применяются в авиации. Кроме того, высокая усталостная прочность сталей часто позволяет производить расчет просто по пределу выносливости, дак как снижение веса, достигаемое расчетом по долговечности, может оказаться небольшим, [c.28]

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]

Однако алюминиевые сплавы имеют ряд недостатков, в том числе малый модуль упругости ( 7 10 МПа), что снижает устойчивость элементов конструкции на сжатие, и высокий коэффициент линейного расширения, что приводит к увеличению температурных деформаций, а также низкое значение предела выносливости <т 1. Кроме того, стоимость алюминиевых сплавов примерно в 10 раз превышает стоимость стали СтЗ той же массы. [c.487]

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]

На рис. 154 приведены кривые зависимости средних значений пределов выносливости для углеродистых сталей и алюминиевых сплавов при изгибе от величины предела прочности с учетом влияния [c.217]

К недостаткам этих сплавов следует отнести следующие 1) относительно большую стоимость основного металла и сварки, требующей применения инертных газов 2) почти в три раза меньшее значение модуля продольной упругости, что влияет на увеличение упругих деформаций и уменьшает критические напряжения при расчетах устойчивости стержней и балок 3) возможность местной коррозии при контакте со сталью, что требует специальных изолирующих покрытий и прокладок в местах соединений разнородных материалов 4) почти в два раза большее значение коэффициента линейного расширения, приводящее к большим температурным деформациям при сварке 5) низкие значения предела выносливости a i основного металла (у сталей, приведенных в табл. 1.1.1, отношение 0,35, а у алюминиевых сплавов, приведенных в табл. 1.1.8, л 0,14). [c.20]

Влияние пауз в процессе испытаний. Немногочисленные экспериментальные исследования показывают, что влияние пауз в процессе испытаний ка выносливость наблюдается лишь у некоторых пластичных материалов (железо, углеродистая сталь, алюминиевые сплавы и т. п.), причем проявляется оно при напряжениях, больших предела выносливости, увеличивая число циклов до разрущения на десятки и даже сотни процентов. [c.410]

Необходимые для расчёта характеристики прочности выбираются соответственно определённым режимам нагружения (статические, динамические), конструктивным условиям (концентрация, напряжённое состояние), условиям эксплоатации (температурные условия, коррозия) и другим факторам. При нормальных температурах сопротивление материала характеризуется пределом текучести aJ-, пределом прочности и пределом выносливости з В табл. 1, 2, 3, 4, 5 и 6 приведены величины этих характеристик соответственно для углеродистых сталей, легированных сталей, чугунов, магниевых сплавов, алюминиевых сплавов, неметаллических. материалов. [c.335]

Кривая усталости при нормальной температуре имеет горизонтальный участок (конструкционные стали) или участок с уменьшающимся по долговечности наклоном (алюминиевые сплавы) и область перехода от наклонного левого участка к правому с непрерывно (и существенно) возрастающей дисперсией по мере снижения напряжения и увеличения долговечности. Определить, как распределяются пределы выносливости, и оценить минимальный гарантированный предел выносливости в этом случае более сложно, чем при повышенной температуре. Поэтому здесь можно использовать методы регрессионного анализа результатов испытаний. [c.80]

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]

Величину предела выносливости алюминиевых сплавов принято определять на значительно большей, чем для стали, базе испытаний порядка (20—500)10 циклов. Некоторые данные [2] свидетельствуют о меньшей протяженности до точки перелома кривых выносливости алю.миниевых сплавов, составляющей базу (4—5) 10 циклов. [c.213]

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]

При длительном режиме работы с постоянной или мало-меняющейся нагрузкой определение допускаемых изгибных напряжений при симметричном цикле производится по формуле [а/г]=а ]/ц при отнулевом цикле [з/ ] = 1,5а 1//г, где п = = 1,3. .. 2—коэффициент запаса прочности. Предел выносливости можно определять по формулам а ] = 0,430 — для углеродистых сталей а 1 = 0,350 + (70... 120) МПа — для легированных сталей а 1 = 85. . . 105 МПа — для бронз и латуней а [ = (0,2. . . 0,4) — для деформируемых алюминиевых сплавов для пласт- [c.217]

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]

Основное отличие диаграмм циклического деформирования от диаграмм статического деформирования заключается в том, что в первом случае отмечается упрочнение и разупрочнение, тогда как во втором — всегда только упрочнение. Второе отличие диаграмм циклического от статического деформирования заключается в несравнимо меньших значениях неупругих деформаций (при напряжениях предела выносливости неупругие деформации за цикл не превышали 0,018%, а во всем диапазоне вплоть до области малоцикловой усталости были меньше 0,12%) [3]. Значения предела выносливости (при растяжении-сжатии и изгибе) близки к значениям соответствующих циклических пределов пропорциональности для стали, алюминиевых сплавов, меди (рис. 55) [3]. Это позволяет оценивать значения предела вы.чослявости путем исследования закономерностей необратимого рассеяния энергии. С достаточно высокой точностью предел выносливости может быть найден как циклический предел пропорциональности по диаграмме деформирования, построенной для стадии стабилизации процесса неупругого деформирования i[3]. [c.106]

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]

Упрочняющее накатывание роликами значительно повышает предел выносливости деталей из дуралюмина (Д16) не только в нормальных условиях, но и особенно в условиях активных жидких сред. Таким образом, все рассмотренные выше экснеримен-тальные данные свидетельствуют о значительном эффекте поверхностного наклепа для различных алюминиевых и магниевых сплавов (в особенности для деталей с концентраторами напряжений). Можно утверждать, что упрочнение алюминиевых и магниевых сплавов поверхностным пластическим деформированием аналогично упрочнению сталей как по величине эффекта упрочнения, так и по самой природе упрочнения. [c.299]

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]

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]

Мо, О—1% V, О—1% Si, реже вольфрама (см. табл. 44). Благодаря такому составу и соответствующей обработке можно добиться хорошего сочетания различных свойств (твердости, вязкости и т. д.). Эти стали хорошо противостоят многократному нагреву и охлаждению, т. е. термической усталости. Их создавали для изготовления инструмента, предназначенного в первую очередь для литья под давлением алюминиевых сплавов, но уже сегодня их используют довольно широко как штамповые инструментальные стали для горячего деформирования. Кроме того, эти стали обладают большой сопротивляемостью к повторяющимся растягивающим нагрузкам и большим пределом выносливости a-i=900- 1000 Н/мм (см. табл7). [c.240]

Внутренний диаметр НКТ проверяется шаблоном длиной 1250 мм и наружным диаметром на 2,0...2,9 мм меньше номинального внутреннего диаметра трубы (меньшее отклонение для труб небольшого диаметра). На толщину стенки установлен минусовой допуск в 12,5% от толщины. Стальные бесшовные НКТ изготовляются из сталей следующих групп прочности Д, К, Е, Л, М, Р. Также НКТ могут изготавливаться из алюминиевого сплава Д16Т, который имеет предел текучести около 300 МПа, предел выносливости 110 МПа. Относительная плотность сплава 2,72 против 7,85 г/см для стали. [c.98]

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]

Коэффициенты ркор> характеризующие снижение предела выносливости от предварительной корройии (до испытания на усталость), показаны для стали на рис. 71, для алюминиевых сплавов-—на рис..72. [c.162]

По данным работ [12, 13] непровары при глубине 20—30% от всего сечения снижают предел выносливости сварных соединений из сталей ЗОХГСА, 12Х18Н9Т, алюминиевого сплава Д1бТ в 2—3 раза. По данным работы [17] влияние непровара зависит от того, в какую зону остаточной напряженности он попадает. Если непровар в зоне сжимающих остаточных напряжений, то предел выносливости снижается значительно меньше, чем при непроваре в зоне растягивающих остаточных напряжений. Непровары нельзя допускать в сварных соединениях, работающих при переменных нагрузках [17]. [c.380]

Коэффициенты Ркор, характеризующие снижение предела выносливости от предварительной коррозии (до испытания на усталость), показаны в зависимости от предела прочности для стали на рис. 82, для алюминиевых сплавов — на рис. 83. [c.478]

Уравнение (1.29), прямая 1 на рис. 22, б, соответствует результатам испытания хрупких материалов типа чугунов, уравнение (1.30), парабола 2 на рис. 22, б, хорошо описывает результаты испытаний пластичных металлов. Иногда используется комбинированное условие, представленное на рис. 22, б ломаной линией 3. Детальный анализ влияния средних напряжений цикла на величину предела выносливости сталей и алюминиевых сплавов был выполнен Хейвудом [207]. На основе этого анализа им было предложено следующее уравнение [c.33]

GliK, oliKN — пределы выносливости неограниченный (1.3.3, 1.3,5), ограниченный (1.3.8), сниженный неограниченный (1.3.14, 1.3.15), сниженный ограниченный (1.3.16) для малоуглеродистых сталей предел1з1 выносливости приведены в табл. 1.5.5, для низколегированных — в табл. 1.5.6, для алюминиевых сплавов— в работе [0.58]. [c.168]

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]

В технологическом и структурном воздействиях на материал заложены огромные возможности повышения конструкционной прочности, например, увеличение способности материала к поглощению энергии путем ускорения и облегчения микрорелаксации напряжений уменьшение внутренних растягивающих напряжений путем исключения источников этих напряжений и многое другое. До 1930 г. усилия по реализации этих возможностей были направлены почти исключительно на получение высоких пределов прочности и текучести, иногда ударной вязкости и предела выносливости гладкого образца, и уже к 1940 г. были разработаны стали с Ов = 200 кг /мм , алюминиевые сплавы с Ов = 60 кгс/мм , с достаточной величиной ударной вязкости, но, [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...