Напряжение механическое цикла

Коэффициент асимметрии цикла напряжений наиболее сильно изменяется на первых 50 циклах термоциклического нагружения прежде всего вследствие циклического упрочнения сплава, проявляющегося при сжатии на режиме Въ в условиях умеренных ( < 600 °С) температур термо механического цикла. [c.239]

Высокопластичные малоуглеродистые и низколегированные перлитные конструкционные стали при температуре до 400° С имеют высокое сопротивление термической усталости. Экспериментальные данные показывают, что вследствие незначительного влияния ползучести кривые долговечности (по числу циклов до разрушения в зависимости от амплитуды деформаций или условных напряжений в цикле) во всем интервале температур от комнатной до 400° С для всего класса углеродистых и низколегированных сталей с достаточным для практических целей приближением совпадают как при термической, так и при механической малоцикловой усталости. Поэтому для расчетов на термическую усталость при непрерывном чередовании теплосмен в данном случае можно использовать обобщенные расчетные кривые усталости, приведенные в нормах расчета на прочность [20]. [c.139]

Если условие (16.3) не выполняется, необходим расчет на усталостную прочность, выносливость или сопротивление усталости. При этом расчете необходимо прежде всего установить характер цикла изменения напряжений, т. е. определить постоянные и и переменные и составляющие напряжений и закон их изменения. Предположительно устанавливают опасные сечения, исходя из эпюр моментов, размеров сечений вала (оси) и концентраторов напряжений. Обычно в опасных сечениях находятся максимумы изгибающих моментов и концентрации напряжений, а также минимумы диаметра вала. При расчетах на выносливость учитывают влияние вида и характера изменения напряжений, механические характеристики материала (см. табл. 16.2), размеры, форму и состояние поверхности вала (микрогеометрию и структуру). [c.416]

Предельно накопленная материалом общая энергия пластической деформации находится в зависимости от действующих напряжений и механических свойств материала. При мягком нагружении эта зависимость может быть выражена в виде (1.57), где IV — общая предельно накопленная энергия пластической деформации (за предельно накопленную энергию принята энергия, поглощенная материалом до нестационарного участка кривых изменения ширины петли гистерезиса или накопленной деформации от числа циклов нагружения) Отах — среднее максимальное напряжение по циклам до нестационарного участка С ж т. — постоянные материала N— число циклов до нестационарного участка. [c.19]

Оценка прочности конструкции с учетом уровня механической и термической нагруженности, концентрации напряжений, асимметрии цикла по напряжениям и деформациям в связи с влиянием среды и другими эксплуатационными факторами выполняется на стадии проектирования [751,. [c.261]

Среднее эффективное давление характеризует напряженность рабочего цикла в зависимости от ряда факторов, среди которых основными являются степень сжатия, состав горючей смеси, наполнение и механические потери двигателя. [c.151]

В табл. 93 приведены пределы выносливости качественных сплавов [2]. Результаты получены при испытании на изгиб гладких образцов при симметричном цикле изменения напряжений. База испытаний 100-10 циклов, частота изменения напряжений 7200 циклов в минуту. Для иллюстрации влияния пониженных температур на усталостную прочность в табл. 94 приведены результаты испытаний трех марок сталей при комнатной и пониженных температурах. Пределы выносливости были определены в результате испытания образцов на изгиб при симметричном цикле изменения напряжений. Как следует из табл. 94, в интервале температур от - -20° до —75° С изменение механических свойств незначительно. При уменьшении температуры примерно до —190° С предел выносливости стали Ст. 3 возрастает на 112%, а стали Х4Н на 44%. [c.692]

Для расчетов на прочность при действии повторно-переменных напряжений необходимо знать механические характеристики материала. Они определяются путем испытания на усталость образцов на специальных машинах. Наиболее простым и распространенным является испытание образцов при симметричном цикле напряжений. Принципиальная схема машины для испытания образцов на изгиб показана на рис. XII.4. [c.310]

Построим диаграмму усталостной прочности и нанесем на ней рабочую точку цикла. Диагра.мма строится, как это было показано выше, на основе заданных механических характеристик материала Рвр и -н а рабочая точка определяется по номинальным значениям напряжений цикла а, и Од. С учетом поправки на концентрацию напряжений, на поверхностный и масштабный факторы координаты рабочей точки [c.405]

Закономерности формирования химического состава металла шва изложены в разд. III Физико-химические и металлургические процессы при сварке . Материал первых двух разделов дает описание тех физических и температурных условий, которые создаются над поверхностью металла и в самом металле в процессе сварки. В этом плане материал первых двух разделов представляет собой как бы описание того физического фона, от которого зависит протекание реакций, переход различных легирующих элементов в металл шва или их удаление и окисление. Вопросы защиты металла шва и массообмена на границе металл— шлак и металл — газ — центральные в разд. III. Эти процессы предопределяют химический состав металла шва, а следовательно, во многом и его механические свойства. Однако формирование свойств сварного шва, а тем более сварного соединения, определяется не только химическим составом металла. Характер кристаллизации шва во многом влияет на его свойства. Свойства околошовной зоны и в определенной мере металла шва существенно зависят от температурного и термомеханического циклов, которые сопровождают процесс сварки. Для многих легированных сталей и сплавов эта фаза формирования сварного соединения предопределяет их механические свойства. Процесс сварки может создавать в металле такие скорости нагрева и охлаждения металла вследствие передачи теплоты по механизму теплопроводности, которые часто невозможно организовать при термической обработке путем поверхностной теплопередачи. Образование сварного соединения сопровождается пластическими деформациями металла и возникновением собственных напряжений, которые также влияют на свойства соединений. Эти вопросы рассматриваются в IV, заключительном разделе учебника — Термодеформационные процессы и превращения в металлах при сварке . [c.6]

Здесь целесообразно отнести понятие предельного напряжения не к материалу, а к конкретной детали пояснить еще раз, что предел выносливости детали, полученный в результате натурных испытаний или вычисленный по известным значениям а 1, К у Ка, Кр, существенно отличается от предела выносливости, полученного при испытаниях стандартных образцов. Этот последний будем рассматривать как механическую характеристику материала, а первый будем называть пределом выносливости детали. Очевидно, связь между пределами выносливости при симметричных циклах определяется формулами при изгибе [c.183]

Части машин, движущиеся по определенным циклам, передают путем непосредственного соприкосновения или через упругую окружающую среду механические импульсы другим конструктивным элементам, подвергая их вынужденным колебаниям, частота которых может быть близка к частоте свободных колебаний этих элементов. Совпадение периодов или частот свободных и вынужденных колебаний обусловливает возможность теоретически неограниченного возрастания амплитуды колебаний. Это явление называется резонансом. Опасность резонанса заключается в интенсивном возрастании деформаций (амплитуды) и соответствующем нарастании напряжений. [c.316]

Эффективный коэффициент концентрации зависит уже не только от геометрической формы и способа нагружения, но и от механических свойств материала. При несимметричных циклах, как показывает опыт, диаграмму предельных амплитуд для образцов с концентрацией напряжений можно получить из соответствующей диаграммы гладких образцов (см. рис. 12.13) путем деления всех ординат на К . [c.488]

Для получения механических характеристик материала, необходимых для расчетов на прочность при переменных напряжениях, проводят специальные испытания на выносливость (на усталость). Для этих испытаний изготовляют серию совершенно одинаковых образцов (не менее 10 шт.). Наиболее распространены испытания на чистый изгиб при симметричном цикле изменения напряжений их проводят в следующем порядке. [c.548]

В подавляющем большинстве случаев напряжение в элементах механических систем изменяется периодически. Совокупность последовательных значений напряжений за один период их изменения Т называется циклом напряжений или просто циклом. На рис. XI.2 дан общий вид графика периодической зависимости нормального напряжения при одноосном напряженном состоянии от времени и заштрихована область, соответствующая циклу. На этом графике [c.332]

Каждый цикл включает в себя примерно следующие режимы или некоторые из них а) резкий нагрев до заданной температуры б) выдержку при этой температуре в) резкое охлаждение до заданной температуры г) вибрацию и механические удары д) действие влажной атмосферы е) переход к комнатной температуре ж) выдержку при комнатной температуре з) электрические испытания (определение tg б, приложение заданного напряжения и т. п.). [c.175]

Применение пара высоких начальных параметров, благоприятно сказывающееся на экономичности цикла, требует новых материалов и конструкций паровых котлов, турбин и вспомогательного оборудования, способных длительно работать при больших механических напряжениях и высокой температуре. [c.178]

Экспериментальными исследованиями процесса разрушения установлено, что после определенного числа циклов перемен напряжений в материале испытываемой детали появляется усталостная микротрещина. Эта трещина появляется обычно на поверхности в местах наибольших напряжений и в тех местах, где имеются пороки материала — неоднородное строение, наличие следов механической [c.15]

Циклы двигателей внутреннего сгорания целесообразнее сравнивать при одинаковых конечных давлениях и температурах рабочего тела, т. е. в условиях одинаковых допустимых термических и механических напряжений. [c.114]

Ч-20)- Ю К" . Весьма мал ТК I кварцевого стекла 0,055 х 10 К . поэтому изделия из него не разрушаются при резких перепадах температур. В композиционном электроизоляционном материале, состоящем из диэлектриков с разными ТК /. при нагревании или охлаждении возникают внутренние механические напряжения. При многократном повторении цикла нагрев — охлаждение в таких материалах образуются трещины, расслоения и другие механические [c.188]

Пользуясь этой формулой, при заданных механических характеристиках о 1, Од материала и при известных составляющих Оа, Ода цикла напряжения можно найти имеющийся запас прочности. [c.175]

Образцы для испытаний могут быть как отдельные материалы, так и макеты изоляции, отдельные узлы и готовые изделия. В основе макетирования должны соблюдаться законы подобия. Методикой предусматриваются предварительные испытания для отбора идентичных образцов для длительных испытаний на старение. Испытания циклические. Каждый.цикл состоит из теплового старения при заданной температуре. Температура является основным фактором. Дополнительными могут быть механические усилия, увлажнение и электрическое напряжение. [c.43]

Для расчетов на прочность при повторно-переменных напряжениях требуются механические характеристики материала. Они определяются испытанием на выносливость серии стандартных (тщательно отполированных) образцов на специальных машинах. Наиболее простым является испытание на изгиб при симметричном цикле напряжений. [c.12]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

При повторном нагружении АЭ не возникает вплоть до дости жения максимального напряжения предыдущего цикла (с точ иостью около 1,5 %). Это явление получило название эффектг Кайзера. Его используют при механических испытаниях образцов а также при контроле изделий в процессе эксплуатации. [c.445]

Особенности жесткого термоциклического нагружения таковы, что и без дополнительной механической нагрузки растягивающие и сжимающие напряжения в цикле неодинаковы. Это объясняется различием диаграмм деформирования при температурах, относящихся к верхнему и нижнему полуциклам деформирования в нижней части цикла температура близка к 1тах и соответствующее напряжение сжатия определяется диаграммой деформирования при тах, 3 В верхней части напряжение растяжения определяется диаграммой деформирования при 1 т1п. Эта асимметрия цикла по напряжениям может из.меняться с увеличением числа циклов в зависимости от циклических свойств материала—склонности его к упрочнению или разупрочнению при различных температурах в диапазоне температур [c.82]

Как И при механической усталости, на додговечност 1 скажутся размеры элв ментов, наличие концентраторов напряжений, асимметрия цикла, частота изме= нения напряжений, качество обработки поверхности, температура, коррозия и прочие технологические факторы. Влияние этих факторов на усталость рассмотрено в специальных работах (например, [36]). [c.47]

Скорость роста усталостных трещин зависит от многих факторов. Среди этих факторов можно отметить следующие механические (амплитуда напряжений, асимметрия цикла нагружения, частота), металлургические (микроструктура, наличие включений, характер легирования), физико-химические (температура, среда, облучение) и геометрические размеры тела [283, 284, 323]. Тем не менее, кинетические диаграммы усталостного разругиения имеют больпюе практическое значение. С их помощью устанавливают характеристики циклической трещиностойкости, на их основании выбирают материал конструкций и оптимизируют технологию изготовления материалов оценивают условия эксплуатации, безопасный ресурс и живучесть поврежденных трещинами конструкций анализируют причины раз-эугиения конструкций [160, 286, 287. [c.170]

Расчет пределов выносливости так же, как и при экспериментальном их определении с помощью пульсаторных образцов, производится на базе 2 10 циклов по номинальным нормальным напряжениям растяжения—сжатия а/, действующим в элементе перпендикулярно к расчетному сечению. Одновременно учитывается влияние направленных так Ш местных изгибнь1х напряжений возникающих из-за деформации тонкостенных элементов из своей плоскости, и суммарных остаточных напряжений Оос м образующихся в расчетной зоне при изготовлении конструкции. Под расчетной зоной понимается приповерхностный слой металла у концентратора напряжений, механические свойства и напряженное состояние которого обусловливают степень сопротивления усталости элемента конструкции. [c.153]

Многие детали машин подвергаются одновременному действию переменных напряжений и коррозионной среды, что весьма сильно понижает кривую Вёлера и изменяет ее характер металл не имеет предела усталости, так как кривая коррозионной усталости металла все время снижается (кривая 2 на рис. 233). Такой ход кривой обусловлен тем, что если бы переменные напряжения отсутствовали совсем, образец через какое-то время все равно разрушился бы от коррозии. В качестве условного предела коррозионной усталости (выносливости) металла принимают максимальное механическое напряжение, при котором еш,е не происходит разрушение металла после одновременного воздействия установленного числа циклов N (чаще всего N 10 ) переменной нагрузки и заданных коррозионных условий. [c.336]

Не существует также четко выраженных пределов выносливости при контактных напряжешзях, циклическом нагружении в условиях повышенных температур и при работе деталей в коррозионных средах. Разрушающее напряжение в этих условиях непрерывно падает с увеличением числа циклов. Отмечено также отсутствие отчетливо выраженного предела выносливости у деталей большого размера, что объясняется присущей таким деталям неоднородностью механических свойств по сечениям. [c.276]

При анализе системы "литейный стержень - литейная оболочка ее необходимо рассматривать как конструкцию, которая в процессе технологического цикла подвержена термическим и механическим нагрузкам. В литейном стержне и литейной оболочке в случае их нагрузки возникает сложно-напряженное состояние, включающее напряжение изгиба, среза и растяжения или сжатия. Это явление описывается тремя уравнениями уравнением прогиба, угла поворсзта и осевого усилия. При выводе уравнений приняты координаты X - в направлении ширины (хорды) пера лопатки Y -в направлении оси пера лопатки Z - в направлении толщины пера лопатки [c.405]

На этой стадии (горизонтальные участки кривых на рис. 9) не наблюдается раскрытия петли механического гистерезиса (точность замера деформации 0,001 %) и циклическое напряжение с ростом числа циклов остается постоянным. На зеркально полированной поверхности образцов визуально не наблюдается следов макроскопической деформации. Электронномикроскопи- [c.22]

Однако при таком подводе тепла быстро нарастает давление газа, что вызывает большие механические напряжения в металле и ведет к утяжелению двигателя. Поэтому было бы целесообразно построить цикл таким образом, чтобы подвод тепла в нем шел сначала при v = onst, затем, когда давление дойдет до поставленного предела, продолжить подвод тепла при р — onst. Такой комбинированный процесс подвода тепла осуществляется в так называемом смешанном цикле. Он изображен на рис. 4-4. [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...