Число циклов нагружения действительное

Действительные числа циклов нагружений (2.3) для колеса У, = 60 , с = 60-143,7-40000 = 3,43 10 для шестерни У, =У,м = 3,43-10 -3,15 = 10,8-10 . [c.51]

Таким образом, методы прогнозирования ресурса должны базироваться на таких критериях, которые бы учитывали временные процессы накопления повреждений в металле. В качестве параметров надежности должны быть показатели долговечности, например, время до разрушения или число циклов нагружения до разрушения. Существующие нормативные материалы по расчету прочности не позволяют получать такие важные характеристики прочностной надежности. Например, в процессе эксплуатации аппаратов вследствие деформационного старения происходит некоторое повышение прочностных свойств, т.е. временного сопротивления и предела текучести металла. Для конструктивных элементов оборудования из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, работающих при нормальных условиях эксплуатации, значение предела текучести может возрастать до 20%. Заметим, что временное сопротивление Gb является расчетной характеристикой при выполнении прочностных расчетов по действующим НТД. Из этого следует парадоксальный вывод о том, что с увеличением срока службы аппарата можно увеличивать рабочее давление, если производить оценку прочности по действующим отраслевым нормам и правилам. Другими словами, с увеличением срока службы аппарата его надежность должна увеличиваться. В действительности, наряду с увеличением прочностных свойств происходит повышение отношения предела текучести к пределу прочности К в, снижение пластичности и вязкости, которые определяют ресурс длительной прочно- [c.366]

Предложенная в настоящей работе методика оценки долговечности сильфонных компенсаторов при малом числе циклов нагружения основывается на рассмотрении действительных упругопластических деформаций в конструкции и дает достоверные результаты в малоцикловой области (рис. 4.1.6, б, кривая 3). [c.187]

Таким образом, в случае измерения циклических деформаций в зоне выраженной концентрации нагружений при стационарном нагружении, когда характер нагружения оказывается близким к жесткому, расчет по величинам деформаций в цикле с учетом изменения с числом циклов нагружения исходного сопротивления тензорезистора по уравнениям (3.2.1) позволяет внести поправку в данные тензометрирования с целью определения действительной истории нагружения элемента конструкции. Одновременно свойство тензорезисторов увеличивать исходное сопротивление при малоцикловом нагружении используется для оценки накопления усталостных повреждений. Величиной прироста исходного сопротивления тензорезисторов, устанавливаемых в зонах концентрации, определяется степень исчерпания ресурса изделий. Вместе с тем интегральная оценка прироста сопротивления тензорезистора не позволяет выполнять покомпонентную оценку накопления усталостных и квазистатических малоцикловых повреждений, что существенно для расчета прочности, и требуется разработка и экспериментальное обоснование указанной процедуры. [c.268]

Для сопоставления можно привести результаты испытаний по той же методике медных образцов, предел выносливости которых при диаметре 5 мм на базе 2-10 циклов составил 90 МПа [30]. С помощью электрополирования поверхности образцов на глубину 1 мкм после 2-10 циклов нагружения при напряжении 90 МПа были обнаружены усталостные трещины, длина которых по поверхности образца составляла 50 мкм. Анализ микротвердости таких образцов показал, что увеличение микротвердости у вершины усталостной трещины несущественно отличается от увеличения микротвердости в деформированных зернах (на 17 и 15 % соответственно). Действительно, на выбранной базе испытаний торможения роста усталостной трещины в меди не происходит, и при дальнейшем увеличении числа циклов нагружения такая трещина развивается и приводит к разрушению образца. [c.35]

На основании проведенных исследований можно отметить следующее кривые а = f (N), т. е. длины трещины а от числа циклов нагружения N, показывают, что процесс трещинообразования зависит от уровня упрочнения в вершине трещины. Действительно, при более низких уровнях напряжений а кривые смещаются в сторону больших значений долговечности и крутизна их увеличивается (рис. 1). [c.271]

Возможность сравнения случайных и детерминированных величин накопленных усталостных повреждений определяется мерой рассеяния первых из них. Анализ показывает, что при относительно больших числах циклов нагружения (как это всегда имеет место при расчетах на усталость) реализационным рассеянием накопленного усталостного повреждения можно пренебречь. Тогда действительное усталостное повреждение при случайном процессе нагружения можно заменить ее средним значением и считать величиной детерминированной. [c.184]

Все это показывает, что при коррозионной усталости невозможно определить действительный предел усталости, т. е. наибольшее напряжение, при котором металл выдерживает без разрушения какое угодно большое число циклов нагружений. [c.107]

Представление о том, что при коррозионной усталости не существует действительного предела коррозионной усталости — верно. Однако, учитывая малую скорость понижения выносливости у некоторых сортов стали, после значительного числа циклов нагружения, целесообразно определять предел коррозионной усталости при достаточно большом числе циклов нагружений, который в инженерных расчетах может заменить действительный предел выносливости. При этом необходимо указывать число циклов, свойства и состояние среды, характеристику напряженного состояния и частоту нагружения, при которых был определен предел выносливости. [c.107]

Из рис. 209 следует, что в процессе циклического нагружения имеет место, во-первых, увеличение длины усталостной трещины, о чем свидетельствует уменьшение угла наклона зависимости Р — — б к горизонтальной оси с увеличением числа циклов нагружения, во-вторых, раскрытие трещины, связанное с направленным пластическим деформированием материала в вершине трещины, о чем свидетельствует перемещение зависимости Р — 6 вдоль горизонтальной оси, и, в-третьих, неупругое деформирование металла в вершине трещины, о чем свидетельствует наличие петли гистерезиса в координатах Р — б. Площадь этой петли характеризует энергию неупругого деформирования, а ширина — неупругую деформацию за цикл. Естественно, эти характеристики являются интегральными для неоднородно напряженного объема, находящегося в условиях сложного напряженного состояния, что не дает возможности судить о действительных характеристиках иеу пру гости материала в вершине трещины, а это представляет -наибольший интерес. [c.304]

Если предположить, что физический предел усталости обусловлен процессом деформационного старения, то количество азота и углерода, а также их распределение в металле или в сплаве должны оказывать сильное влияние на форму кривой усталости и величину предела усталости. Действительно, отмечалось, что частичное уменьшение содержания углерода и азота снижает предел усталости и смещает перегиб на кривой усталости в сторону более высокого числа циклов нагружения. В связи с этим высказано предположение, что при меньшем содержании атомов примесей в растворе для диффузии этих атомов к дислокациям и для закрепления этих дислокаций требуется большее время и, следовательно, большее число циклов нагружения [23]. [c.161]

Чтобы перейти к определению эквивалентного числа циклов нагружения N , надо от действительного времени работы автомобиля на передачах перейти к эквивалентному времени Т . Для этого согласно методике Белорусского политехнического института вводится коэффициент времени [c.242]

Испытания на частотах, близких к действительным, играют наиболее существенную роль при повышенных температурах, когда на прочность начинают оказывать влияние и фактор времени, и число циклов нагружения. [c.244]

Анализ показывает, что действие ПАВ на усталостное изнашивание при внешнем трении проявляется двояко. Действительно, удельная линейная интенсивность изнашивания в этом случае [см. формулу (112)] определяется числом циклов нагружений поверхностных слоев, приводящих к отделению частицы износа. [c.43]

Характер изменения во времени нагрузки машин н конструкций не одинаков. Машина может быть нагружена силами, изменяющимися с большой частотой и вызывающими многократное повторение одного и того же неизменного цикла напряжения. Нагружение конструкций типа мостов происходит на протяжении многих лет, причем величина сил при каждом нагружении бывает различной. Ввиду этого при расчете прочно сти машин можно более уверенно пользоваться результатами лабораторных усталостных испытаний. В тех немногих случаях, когда имелась возможность сравнения лабораторных испытаний и действительных усталостных разрушений реальных конструкций, было установлено, что обычные лабораторные испытания позволяют с достаточной точностью предсказывать поведение реальной конструкции в условиях усталости. При этом, однако, напряжения в элементах конструкции и закон изменения напряжений во времени должны быть определены путем тензометрирования, а не путем расчета на основании обычно принимаемых допущений о распределении сил и напряжении в элементах конструкции и о числе. циклов нагружения. [c.51]

В других случаях допускаемые напряжения при усталостном нагружении приводятся в таблицах или определяются по графикам или формулам с учетом требуемого запаса прочности. Эти допускаемые напряжения действительны для определенных типов сварных соединений или деталей конструкции и различных условий нагружения и соответствуют ожидаемым величинам, размаху и числу циклов нагружения. [c.270]

Для передач, работающих при постоянной нагрузке, в формулу (3.56) подставляют действительное число циклов нагружения. Если же нагрузка передачи переменная (обычно переменная нагрузка условно рассматривается как ступенчато-переменная), то в формулу (3.56) надо подставлять эквивалентное число циклов [c.59]

Действительные числа циклов нагружений (2.3) - [c.69]

На рис. 6.2.3 показаны результаты тензометрирования в указанных условиях деформирования. Расчетная кривая 1 и экспериментальные точки соответствуют друг другу достаточно хорошо. При этом увеличение исходного сопротивления резистора рассчитывалось по формуле (3.2.1) для величины циклической деформации каждой ступени нагружения с началом отсчета числа циклов от момента перехода на новую ступень. Вычитание из данных тензометрирования сигнала, связанного с увеличением исходного сопротивления тензорезистора в процессе малоциклового нагружения, позволяет установить действительную историю деформирования деталей (рис. 6.2.3, кривая 2) и при нагружении, сопровождающемся накоплением односторонних деформаций. [c.269]

Переменная напряженность, возникающая в связи с повторными перегрузками и нестационарными режимами работы, характеризуется изменяющейся по времени амплитудой и может быть выражена в виде спектра амплитуд, построенного на основе главным образом зкспериментальных данных о действительной нагруженности. Под спектром здесь понимается процентное распределение общего числа циклов по величинам амплитуд, характеризуемое в случае непрерывного спектра плотностью распределения Ф (oq) или функцией рас- [c.523]

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]

Две фундаментальные теоремы теории приспособляемости, сформулированные Меланом и Койтером, определяют в общем случае двусторонние оценки для таких предельных значений параметров повторно-переменного нагружения, при которых пластическая деформация независимо от числа циклов будет ограниченной. В тех случаях, когда действительное распределение статических или кинематических характеристик может быть определено (хотя бы с точностью до не-большого числа параметров) путем предварительного анализа, полное (точное) решение может быть получено на основе какой-либо одной из теорем. [c.9]

Следует заметить, что указанный характер поведения материалов относится к большей доли времени до разрушения. В действительности для всех материалов характерны два участка нестабильного поведения при циклическом нагружении. Первый из них относится к началу нагружения (первые 10—15 циклов), когда все материалы упрочняются, второй — к заключительной стадии нагружения (в зависимости от состояния материала число циклов составляет 10—15% от общей долговечности образца), характеризующейся непрерывным ростом ширины петли. [c.131]

Передача вращения на счетчик циклов нагружения происходит через червячную пару 5 с передаточным отношением 1 100. Каждому делению счетчика соответствует 100 оборотов шпинделя, поэтому действительное значение числа циклов получается умножением фактического показания счетчика на 100. [c.322]

В приведенных выше зависимостях для расчета передачи на выносливость всюду фигурирует одна расчетная нагрузка. Отсюда, если передача работает с переменными по величине нагрузками, для возможности ее расчета переменные нагрузки необходимо заменить одной условно-постоянной. При этом эквивалентное время действия заменяющей нагрузки надо выбрать таким, чтобы по усталостному эффекту она была бы равноценна сумме действительных нагрузок. Такой способ замены нескольких переменных нагрузок постоянной применяется почти во всех современных расчетных методиках. Возможен и другой метод — расчет по приведенной нагрузке, действие которой в течение действительного числа циклов Мц по усталости материала эквивалентно действию всего комплекса нагружения. [c.289]

В основных нормативных документах, используемых в настоя-гцее время на стадии проектирования (см. гл. 1), предусматривается расчет тонкостенных металлических оболочек на действие статических нагрузок. Однако в действительности в процессе эксплуатации такие конструкции подвергаются многократным повторно-статическим и нерегулярным циклическим воздействиям, вызванным периодическим накоплением и опорожнением резервуаров и сосудов, профилактическими осмотрами и ремонтами конструкций, периодическим изменением давления в газгольдерах, магистральных трубопроводах, химических аппаратах. Поскольку в области краевого эффекта, в зонах концентрации напряжений (вблизи патрубков, штуцеров, фланцевых и других видов соединений) пластические деформации развиваются при относительно низких номинальных напряжениях, то циклическое пластическое деформирование приводит к возникновению в этих зонах усталостных трегцин при весьма малом числе циклов нагружения, составляющем 10 —10 . [c.135]

Механические скачки деформации возникают при малоцикло- вой усталости с заданной нагрузкой при постоянной температуре, термические — при термической усталости. Подобно соотношению между высокотемпературной малоцикловой и термической усталостью механические и термические скачки деформации с точки зрения механики не являются разнородными. Различие заключается только в том, что при возникновении механического скачка деформации температурный цикл отсутствует (ДТ = 0). Действительно, при низкой температуре скачки деформации обусловлены пластической деформацией, при высокой — преобладает деформация ползучести. В связи с этим скачки деформации при низкой температуре называют скачками пластической деформации, при высокой — скачками деформации ползучести. Первые зависят от числа циклов нагружения, вторые — от времени нагружения Явление возникновения этих скачков иногда называют циклической ползучестью. [c.260]

Основными аргументами в пользу того, что выявленные травлением вблизи ребер образца своеобразные террасчатые полосы повышенного структурного фона (рис. 117) действительно обусловлены деформационным эффектом, являются следующие факты. Во-первых, такая область никогда не выявляется на недеформированных образцах при одновременном травлении с деформированными образцами. Во-вторых, количество появляющихся ступеней (террас) всегда соответствует числу циклов нагружения [368]. Например, на рис. 117, а выявлены три полосы на образце после трех циклов сжатия, а на рис. 117, б — пять полос после пяти циклов сжатия. И наконец, в-третьих, выявляющиеся полосы повышенного структурного фона всегда являются более упрочненными, о чем свидетельствуют данные измерений микротвердости и результаты рентгенодифракционных исследований, которые показывают очень резкое повышение уровня внутренних напряжений внутри полос (рис. 118), а также данные электронно-микроскопических исследований (рис. 119). [c.191]

Число циклов нагружения образца регистрируется счетчиками 24, кинематически связанными со шпинделями 4. Передаточное число между счетчиком и шпинделем составляет 1 100, поэтому действительное значение числа циклов получается умножением фактического показания счетчика на 100. [c.223]

Из этого опыта можно сделать вывод, что кривые коррозионной усталости, действительно, не имеют истинного предела усталости, под которым понимают наибольшее папрягкс-иие, выдерживаемое металлом без разрушэния сколь угодно большое число раз. Однако, учитывая малую интенсивность снижения усталостной прочности стали после большого числа циклов нагружений, целесообразно определять условный предел коррозионной усталости при заданном, достаточно большом числе циклов нагружений. При этом необходимо указывать число циклов, свойства среды, характеристику напряженного состояния и частоту. [c.174]

Описанная выше схема нагружения вращающегося вала весом маховика, т. е. силой постоянного направления, используется при устройстве наиболее распространенных испытательных машин. Образец круглого поперечного сечения зажимается в шпиндель, на другом конце образца помещается подшипник, к нему подвешивается груз. Максимальное напряжение подсчитывается по обычным формулам теории упругого изгиба в предположении о том, что материал следует закону Гука. Это не совсем точно, в действительности при циклическом нагружении диаграмма зависимости деформации от напряжения представляет собою криволинейную замкнутую петлю, как схематически показано на рис. 19.10.1. Однако погрешность в определении о обычным способом невелика и ею можно пренебречь. Прикладывая нагрузки разной величины и фиксируя число циклов до разрушения п, строят диаграмму, которая схематически показана на рис. 19.10.2. По оси абсцисс откладывается число циклов до разрушения, по оси ординат — напряжение. Эта диаграмма носит имя Вёлера [c.678]

При этом предполагается, что в зонах концентрации напряжений, где, как правило, происходят малоцикловые разрушения, накапливаются в основном усталостные повреждения в результате действия знакопеременных упругопластических деформаций. Вместе с тем в эксплуатационных условиях в результате работы конструкции на нестационарных режимах, в том числе при наличии перегрузок, возможно накопление односторонних деформаций, определяювцих степень квазистатического повреждения и влияю-ш их на достижение предельных состояний по разрушению. Для обоснования методологии учета накопления конструкцией (наряду с усталостными) квазистатических повреждений по результатам тензометрических измерений требуется решение прежде всего вопросов расшифровки показаний датчиков с целью воспроизведения истории нагруженности в максимально напряженных местах конструкции и оценки малоциклового повреждения для эксплуатационного контроля по состоянию. Малоцикловое повреждение может в общем случае оцениваться по результатам измерений, выполненных обычными тензорезисторами, но с расширенным диапазоном регистрируемых деформаций (до величин порядка нескольких процентов), характерных для малоцикловой области нагружений. Исследование [20] выполнялось в Московском инженерно-строительном институте и Институте машиноведения на базе разработанных в лаборатории автоматизации экспериментальных исследований МИСИ специальных малобазных тен-зорезисторов больших циклических деформаций. Аппаратура и методика эксперимента подробно описаны в [229]. На серийной испытательной установке УМЭ-10Т с тензометрическим измерением усилий и деформаций, а также крупномасштабным диаграммным прибором осуществлялось циклическое нагружение цилиндрических гладких образцов по заданному и, в частности, нестационарному режиму. Одновременно соответствующей автоматической аппаратурой производилась регистрация истории нагружения с помощью цепочек малобазных тензорезисторов, наклеенных на испытываемый образец. Сопоставление показаний тензорезисторов с действительной историей нагружения и деформирования образца, регистрировавшихся соответствующими системами испытательной установки УМЭ-10Т, давало возможность определить метрологические характеристики датчиков и особенности их повреждения в условиях малоциклового нагружения за пределами упругости. Наиболее существенными особенностями работы тензорезисторов в условиях малоциклового нагружения оказываются изменение коэффициента тензочувствительности при высоких уровнях исходной деформации и в процессе набора циклов нагружения, уход нуля тензорезисторов и их разрушение через определенное для каждого уровня размаха деформаций число циклов. [c.266]

Диаграмма Гудмена является очень полезным инструментом конструктора, когда имеются достоверные исходные данные. Если, например, установлено, что компонента действительного напряжения соответствует точке А, то имеется достаточно оснований предполагать, что деталь не выйдет из строя по меньшей мере за 10 циклов. Аналогично в точке В разрушение произойдет при числе циклов, гораздо меньшем, чем 10 . Точки С я D лежат на границах, и с учетом обычно существующего разброса данных по разрушению для них нельзя дать категорического заключения о соответствии требованиям конструкторов, особенно если принять во внимание всю неопределенность остальных факторов. В силу сказанного диаграмма Гудмена зачастую бывает полезной, помогая конструкторам получать довольно безопасные условия нагружения конструкции (точка Л), но ею нельзя пользоваться без некоторой неопределенности при разработке менее безопасных по своему решению конструкций (точка D). На диаграмме (рис. 1.27) это отражено двумя совокупностями предельных линий внутренние границы соответствуют учету неопределенностей конкретной схемы усталостных испытаний, проводимых для построения диаграммы Гудмена (точка D расположена вне этих границ) внешние границы учитывают влияние всех остальных неопределенностей (точка D лежит внутри этих границ). Суммируя сказанное, отметим, что [c.55]

Итак, изменение взаимосвязи между и при Испытании на усталость, а также значительное рассеяние результатов зксперимен-тальньж исследований может быть обусловлено тем, что определяют по критерию полного разрушения образца без учета, возможности существования нераспространяющихся трещин. Действительно, методика усталостных испытаний, с помощью которой регистрируют только число циклов до разрушения, не дает картины зарождения усталостных поврежд 1ий, возникновения, приостановки и распространения усталостных трещин. В том случае, когда анализ результатов испытаний на усталость проводится с позиций многостадийности процесса, сопротивление разрушению при ци <лическом нагружении определяется только двумя параметрами — пределом выносливости [c.190]

Предпочтительнее, на наш взгляд, использовать низкие нагрузки, и, если это возможно, значительное число циклов нагружиния. В этом случае удается получить тонкие и четкие метки кончика трещины. При низких напряжениях вблизи предела выносливости, как указывалось ранее, для маркировки вершины трещины применялась методика нагружения по схеме II. В этом случае получение достовфных результатов при нагружении по методике I затруднено. Переход на более низкий маркировочный уровень ограничивается пределом выносливости по крайней мере в начальный период развития трещины, когда при этом напряжении практически не происходит роста развивающейся трещины. Действительно, при уровне основной нагрузки ofp = 160 МПа и уровне маркировочной нагрузки = 120 МПа не удалось получить четкую отметку вершины развивающейся трещины. Это явление может быть объяснено, во-первых, тем, что образовавшаяся при основной нагрузке трещина при маркировочной нагрузке не распространяется вообще или распространяется с очень малой скоростью. Это объяснение справедливо, по крайней мере для начального периода распространения трещины во-вторых, тем, что разница между основной и маркировочной нагрузкой мала и недостаточна для того, чтобы на поверхности разрушения получить четкую метку. В этом случае переход от основной нагрузки к маркировочной не сопровождается резким изменением скорости роста трещины. [c.224]

В ГОСТ 21354-75 за расчетную не рекомендуется принимать нагрузку, которой соответствует число циклов перемен напряжений, меньшее 0,0Жя , а при определении величин учитывается только та часть циклограммы нагружения, которой соответствует число циклов < 2,4Мио-Для упрощения расчетов эти особенности методики но ГОСТ 21354 — 75 не учитываются при курсовом проектировании. Однако в ряде случаев это может вызвать довольно существенные отклонения от действительных результатов. Выявление циклограмм нагружения, при которых эти отклонения значительны, может служить темой исследования при курсовом проектировании. [c.226]

Действительно, исследование разрушения образцов при малом числе циклов [533, 534] показало, что наблюдаются два вида разрушения квазистатический и усталостный. При квазистати-ческом разрушении процесс накопления деформации приводит к образованию шейки и к разрушению, по виду не отличающемуся от статического разрушения при однократном нагружении. При усталостном разрушении пластические деформации накапливаются менее интенсивно, а разрушению предшествует образование трещин. Для развития трещин усталости с последующим разрушением даже на уровне напряжений, близких к пределу прочности при растяжении, требуется некоторое число циклов. Поэтому усталостное разрушение возникает при большем числе циклов, и квазистатическое разрушение предшествует усталостному [533]. [c.247]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...