Коэффициент прочности в надрезе

При определении, коэффициента прочности в надрезе для длительностей 10000 час. и более, соответствующие значения пределов длительной прочности и получаются путем [c.330]

Коэффициентом прочности в надрезе называют соответствующее отношение пределов длительной прочности [c.112]

Надрез усугубляет вредное влияние перекоса, особенно, если образец изготовлен из материала, чувствительного к концентрации напряжений. Таким образом, перекос нагружающей цепочки приводит к занижению значений коэффициента прочности в надрезе. [c.112]

Рис. 39. Коэффициент прочности в надрезе аустенитной стали в зависимости от глубины надреза и радиуса его закругления (при постоянных напряжении и температуре)

Во многих случаях конструктивные размеры определяются требованиями прочности. В случаях, когда существует риск коррозионного растрескивания под напряжением (см. 4.11), необходимо убедиться, что растягивающие напряжения не превосходят верхнего предела, который с точки зрения коррозионного растрескивания допустим для данного сплава. При переменной нагрузке необходимо убедиться, что не превышен предел усталости. Иначе может произойти усталостное или коррозионно-усталостное повреждение (см. ри. 4.11). Опасность растрескивания от коррозии под напряжением, усталости или коррозионной усталости особенно велика там, где имеются концентраторы механических напряжений, например надрезы и маленькие отверстия, а также места резкого изменения формы. Эти неоднородности должны быть учтены путем введения коэффициента формы при силовом расчете размеров конструкции. В случае сварных конструкций необходимо также принимать во внимание, что прочность материала, а также его сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением, усталости и коррозионной усталости в месте шва или около него бывает часто пониженным. [c.94]

Для оценки действительного понижения усталостной прочности в зависимости от концентрации напряжений при переменных нагрузках вводится эффективный (практический) коэффициент концентрации, представляющий собой отношение предельных номинальных напряжений, вызывающих разрушение деталей, не имеющих и имеющих концентраторы напряжений. Эффективный коэффициент концентрации напряжений меньше теоретического (расчетного) коэффициента и только для высокопрочных материалов с малой пластичностью эффективный коэффициент концентрации почти равен теоретическому. Чем выше прочность стали и хуже пластические свойства, тем сильнее влияние надрезов, причем с увеличением размера образца влияние надреза увеличивается. Чем менее пластичен материал, тем выше эффективный коэффициент концентрации напряжений и наоборот. Пластичные материалы обладают способностью сглаживать неблагоприятные для усталостной прочности пики напряжений концентратора. [c.410]

Усталостная прочность При наличии концентрации напряжений оказывается большей, чем та, которая определяется при непосредственном применении теоретического коэффициента концентрации в случае гладкого образца. Повышение прочности зависит от размера концентратора или соответствующего максимального градиента напряжения и легко определяется по радиусу закругления выреза в точке с наибольшим напряжением. Были предложены различные формулы, связывающие выносливость гладких и надрезанных образцов. Рекомендуемая формула (5.12), по-видимому, лучше всего соответствует экспериментальным данным,, а также удовлетворяет различным предельным случаям. Эта формула включает коэффициент ослабления концентрации, находящийся в обратной зависимости от чувствительности материала к надрезу. Учет коэффициента ослабления приводит к дополнительному повышению расчетной усталостной прочности по сравнению с той, которая соответствует теоретическому коэффициенту. В первом приближении коэффициент ослабления концентрации напряжений зависит от прочности материала при растяжении или, иными словами, от выносливости гладких образцов. [c.131]

Влияние надрезов на усталостную прочность. dh — коэффициент, отражающий отношение максимального напряжения в надрезе к номинальному напряжению (равному среднему напряжению) в надрезанном- [c.125]

Чувствительность стали к надрезу возрастает с увеличением прочности стали. Наибольшее возрастание коэффициента чувствительности к надрезу по абсолютной величине получается при наличии мягких надрезов и малом коэффициенте концентрации напряжений, тогда как наибольшее возрастание по относительной величине происходит при наличии острых надрезов и большом коэффициенте концентрации напряжений. С увеличением радиуса дна надреза чувствительность к надрезу возрастает, причем в области малых радиусов это возрастание происходит особенно интенсивно. [c.123]

Эффективный коэффициент концентрации к можно назвать также коэффициентом чувствительности к надрезу, поскольку он характеризует свойство металлов изменять свою прочность в условиях сложнонапряженного состояния при наличии концентраторов напряжений. [c.116]

Результаты испытаний при различном состоянии материала оказались почти одинаковыми, и разброс данных эксперимента был незначителен. Отсюда след ет, что особенности констр кции в пределах исследованных параметров не оказывают существенного влияния на прочность деталей больших размеров, отожженных для устранения остаточных напряжений. В данном случае разрушающее напряжение выше предела текучести, и поэтому состояние материала изменяется по сравнению с исходным в результате значительной пластической деформации и упрочнения. У дна надреза всегда происходит заметное перераспределение максимальных напряжений. При металлографическом исследовании всегда обнаруживаются заметные следы процессов скольжения и двойникования. Понижение статической прочности в зависимости от температуры является функцией размеров образца и коэффициента концентрации напряжений. При отсутствии эффекта надреза статическая прочность не понижается даже при очень низких телшературах. [c.370]

Ниже рассматриваются экспериментальные данные о влиянии концентрации напряжений на кратковременную статическую прочность фенольного и эпоксидного стеклопластиков. В качестве источника концентрации напряжений был принят двухсторонний гиперболический надрез, аппроксимированный окружностью и двумя касательными, который позволяет в более широких пределах (чем отверстие) варьировать величину коэффициента концентрации. Параметры надреза подбирались так, чтобы при разных по величине площадях поперечных сечений образцов и разных коэффициентах концентрации напряжений оставался постоянным относительный градиент напряжений [c.45]

Известно, что вблизи концентраторов напряжений происходит не только местное увеличение напряжений, но также возникает объемное напряженное состояние. На поверхности надреза напряженное состояние является двуосным. Однако при оценке влияния концентрации напряжений на циклическую прочность е помощью коэффициента Ki учитывается только одно главное напряжение, поэтому истинное значение теоретического коэффициента концентрации напряжений отличается от величины Kt. При более точном определении коэффициента чувствительности к надрезу необходимо учитывать объемность напряженного состояния в надрезе [19]. [c.118]

Технологические факторы, т. е. разница в физико-механическом состоянии поверхностного слоя в опасном сечении детали без надреза и с надрезом, могут в значительной степени влиять на показатель чувствительности металла к надрезу. Наличие остаточных напряжений в поверхностном слое надреза часто является причиной расхождения между расчетным и опытным значениями предела усталости, что, естественно, влияет на величину коэффициента чувствительности к надрезу. Это влияние нужно учитывать при рассмотрении циклической прочности высокопрочных материалов при наличии концентрации напряжений [20, 34—36, 54, 55]. [c.119]

Коэффициенты чувствительности к надрезу по напряжениям (Гд.п.н/о д.п.гл в испытаниях на длительную прочность некоторых материалов для дисков [c.161]

Величина местных напряжений зависит от вида и размеров концентратора. Например, чем меньше радиус отверстия или выкружки в полосе, тем больше максимальные напряжения отличаются от номинальных. В случае весьма малого радиуса отверстия в полосе (рис. 118, а) у краев отверстия наибольшее напряжение равно трем номинальным (а = 3), а у краев полукруглых вырезов (рис. 118, б) — примерно двум номинальным (а = 2). Надрезы с острыми входящими углами дают еще большие коэффициенты концентрации напряжений у вершин углов. Для некоторых распространенных концентраторов напряжений в полосе прямоугольного поперечного сечения значения теоретических коэффициентов концентрации приведены на графике рис. 119, а в стержнях круглого поперечного сечения — в табл. 11. Более подробные данные о теоретических коэффициентах концентрации напряжений приводятся в справочниках по расчету на прочность и в специальных курсах. [c.109]

Чувствительность к надрезу. Для оценки чувствительности материала к надрезу в качестве показателя ее используют отношение прочности надрезанного образца к пределу текучести сго,2. Увеличение значений этого отношения >1 означает возрастание способности материала к пластической деформации в вершине надреза. Считается, что величина этого отношения может быть использована в качестве меры сопротивления материала катастрофическому хрупкому разрушению. Во всех случаях радиус в вершине V-образного надреза был выбран таким образом, что теоретический коэффициент концентрации напряжений Kt был равен 10. [c.305]

Наличие концентрации напряжений (надрезов) снижает предел выносливости серого чугуна тем больше, чем выше его прочность. Эффективный коэффициент концентрации напряжений серого чугуна колеблется в пределах 1,0—1,6. Влияние концентрации напряжений на предел усталости приведено в табл. 18. [c.75]

После того как мы найдем таким образом расчетные значения и /о, определение компонентов напряжения для глубокого надреза проводится в соответствии с работой [И ], а для мелкого надреза — в соответствии с работой [12], после чего коэффициенты запаса прочности nh, nii и nti определяются так, как это было описано в п. 2, 6 и 8. [c.132]

Особое внимание следует обращать на прочность головки обода диска, учитывая наличие, как правило, относительно малых радиусов закруглений и значительной концентрации напряжений. Поверхность головки не должна иметь глубоких рисок, надрезов и т. д. Должны быть исключены, по возможности, вибрационные нагрузки на головку обода. Материал головки обода диска должен иметь повышенные пластические свойства и высокий уровень ударной вязкости при рабочей температуре. Практика показала, что при соблюдении перечисленных выше условий концентрация напряжений не представляет опасности в головках дисков как с хвостами типа наездник , так и в елочных хвостах (см. гл. И). Средние напряжения в корне грибка обода при номинальной частоте вращения определяются для дисков последней ступени коэффициентом запаса прочности по отношению к пределу текучести /Ст 1,8, при этом для зоны корня грибка обода и для зоны расточки диска необходим также проверочный расчет (или оценка фактического коэффициента запаса прочности) для максимально возможной частоты вращения. [c.270]

В противоположность теоретическому коэффициенту концентрации напряжений Kt коэффициент концентрации усталостных напряжений К) зависит от свойств материала, а не только от геометрических параметров и вида нагружения. Для учета влияния свойств материала вводится показатель чувствительности к надрезам д, характеризующий соотношение между действительным влиянием надреза на усталостную прочность материала и влиянием, предсказываемым лишь на основе теории упругости. Показатель чувствительности к надрезам определяется следующим образом [c.413]

Применяя номограмму Нейбера, выбрали три профиля с надрезами, чтобы получить коэффициенты а = 1,5 2,7 и 4,0 в образцах шириной 10 мм. Надрезы были глубиной 1,5 мм и радиусом соответственно 4 0,76 и 0,26 мм с углом 45°. Вследствие наличия надрезов усталостная прочность сварных пластин из низколегированной и мягкой сталей оказалась пониженной по сравнению с основным металлом. [c.79]

Несомненно, более строгим показателем чувствительности к надрезу является так называемый коэффициент проч1ност в надрезе , определяемый как соотношение преде та длительной прочности (для того или иного срока службы), полученного на надрезанных образцах, к пределу длительной прочности за тот же срок, но полученному на гладких образцах [c.329]

Для характеристики усталостной прочности материалов при наличии концентраторов напряжений важно знать абсолютные значения пределов выносливости образцов с концентраторами напряжений, так как они близки к пределам выносливости натурных деталей. Кроме того, следует отметить, что нельзя отрицательно оценивать материал только на том основании, что ему присущ высокий коэффициент чувствительности к надрезу, так как при этом он может иметь высокий абсолютный уровень усталостной прочности при наличии концентратора напряжений. При испытаниях образцов с концентраторами напряжения при приложении достаточно высокой растягивающей нагрузки можно вызвать пластическую деформацию у вершины надроза, и в опасном сечении нагружение фактически будет идти по знакопеременному циклу, поскольку при разгрузке до Pmin у основания надреза возникают остаточные напряжения сжатия, [c.120]

Коэффициент запаса прочности в условиях ползучести может быть определен на основе расчетов напряженного состояния в зоне концентрации напряжений в соответствии с работой [И ], а также приближенно по следующим формулам для установившейся ползучести по формуле (6.50) с заменой величины (сг р),-, на (охдтак, а для неустановившейся ползучести — по формуле (8.13) и (8.14) с заменой в формуле (8.13) величины (алр)г, max на (сГлг)тах-В случае мелкого надреза используется гипотеза комбинированных плоскоцилиндрических сечений (рис. 40). Цилиндрическое сечение E i распространяется только на глубину а средняя же часть сечения — плоская. [c.138]

Для повыщения экспрессности и надежности определения склонности стали к водородному охрупчиванию авторы работы [18] предлагают использовать образцы с кольцевым надрезом, растягиваемые при скорости движения захвата 10" м/с. Надрез глубиной 0,5 мм, угол 45°, = 0,25 мм наносится на образец с длиной рабочей части 40 мм и диаметром 4 мм. Наводороживание проводится в 0,1 N растворе с добавкой 1,5 г/л тиомочевины. Поскольку процесс деформации в надрезе затруднен, разрущение происходит на прямолинейном участке кривой нагрузка — деформация, что приближает, по мнению автора, условия испытания к условиям, характерным для испытаний на длительную прочность, но с использованием малых плотностей катодного тока ( 5А/м ). При достижении некоторого значения нагрузки происходит разрущение образца. О склонности к водородному охрупчиванию судят по величине отношения этого значения нагрузки (Рд) к величине разрушающей нагрузки при испытании на воздухе (Р), а также по величине коэффициента интенсивности напряжений в вершине надреза при разрушающей нагрузке наводороживаемого образца [c.59]

В технике часто бывают заданы не удельные, а интегральные суммарные величины (масса, количество тепла и т. п.), и в практических вопросах прочности часто задают не напряжения, а нагрузки (например, силу, выдерживаемую деталью без разрушения, допускаемый крутящий или изгибающий момент и т. п.). В простейшем случае при подсчете условных напряжений сечение принимают постоянным, а напряженное состояние однородным, т. е. силу Р просто делят на некоторую постоянную величину Ра, а крутящий или изгибающий момент М — на упругий момент сопротивления Однако на практике в большинстве случаев встречается неоднородное напряженное состояние, при этом, зная допускаемое напряжение и площадь сечения, нельзя непосредственно определить силу. Однако не следует ограничиваться определением среднего (номинального) напряжения, которое возникло бы в гладком (ненадрезанном) образце того же сечения под действием той же нагрузки (силы) при однородном напряженном состоянии, а необходимо применять теоретические и экспериментальные методы анализа деформаций с последующим вычислением максимальных и средних напряжений. Для оценки степени неоднородности распределения напряжений, например, в надрезанных образцах вводят понятие коэффициента концентрации напряжений а,,-, равного отношению максимального к среднему условному напряжению. Чем больше величина а , тем больше отличие максимального напряжения в зоне концентратора, от среднего напряжения, которое возникло бы при приложении той же нагрузки к гладкому ненадрезанному образцу того же сечения, что и в надрезе. [c.41]

Многие опытные данные указывают на увеличение чувствительности к надрезу с ростом прочности или твердости стали. Например, для хро-моникельмолибденовой стали зависимость д—(аналогичная зависимости Ка — сГб) ДЛЯ интервала о =70—170 кГ мм носит монотонно возрастающий характер от значений Ка = 1,1 до Ка = 2,4 [62]. Такой характер зависимости объясняется резким снижением предела усталости при наличии концентратора напряжения в случае высокопрочной стали начиная с = 120—130 кГ1мм . По этой же причине коэффициент чувствительности к надрезу стали 37ХС с ростом твердости от 255 до 415 НВ увеличивается от 0,43 до 0,94, так как предел усталости надрезанных [c.119]

Первая группа содержит комплекс характеристик, определяемых при однократном кратковременном нагружении. К ним относятся упругие свойства модуль нормальной упругости Е, модуль сдвига G и коэффициент Пуассона ц. Сопротивление малым упругопластическим деформациям определяется пределами упругости Яупр, пропорциональности Опц и текучести Оо,2. Предел прочности Св, сопротивление срезу Тср и сдвигу Тсдв, твердость вдавливанием (по Бринеллю) НВ и царапанием (по шкале Мооса), а также разрывная длина Lp являются характеристиками материалов в области больших деформаций вплоть до разрушения. Пластичность характеризуется относительным удлинением б и относительным сужением ф после разрыва, способность к деформации ряда неметаллических материалов — удлинением при разрыве бр. Кроме того, при ударном изгибе определяется ударная вязкость образца с надрезом K U. [c.46]

Обследование сосуда после разрушения показало наличие исходного дефекта в виде трещины на внешней поверхности, ориентированной перпендикулярно направлению прокатки листа. Эта трещина и послужила причиной снижеппя прочности бака. Поскольку длина трещины более чем в 10 раз превышала ее глубину Z, то для коэффициента интенсивности воспользуемся формулой для пластины с боковым надрезом isT = 1,12 ОеУл (см. табл. 15.2, п. 2). В этой формуле стоит окружное напряжение, так как бак сварен по винтовой линии под углом 79° к образующей цилиндра, и иоперечное направление трещины на листе является осевым для бака. Обнаруженная глубзпш трещины составляла и = 0,76 мм. [c.290]

Иначе обстоит дело, если конструкция из хрупкого материала. Действительно, если максимальное напряжение а ях в зоне концентрации достигает предела прочности а , то в той точке, где а = = сгтах, зарождается трещина. Она усиливает концентрацию и продолжает расти, пока не произойдет разрушение тела. Таким образом, для тела из хрупкого материала, если его рассчитывать по формулам, приведенным в гл. IV и V, предельным напряжением следует считать а щ = Од/ад. Здесь, однако, нужна одна оговорка. Оказывается, что снижение предельного напряжения при одном и том же значении геометрического коэффициента концентрации для разных хрупких материалов весьма различно. Так, например, прочность закаленного образца из высокоуглеродистой стали очень сильно снижается при наличии надреза. В то же время чугун малр чувствителен к надрезам. Этот факт объясняется тем, что большинг [c.166]

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

Анализ экспериментального материала, полученного на сталях ферритного, перлитного и аустенитного классов, и никелевых сплавах показал, что если величина пластической деформации, накопленной до агонийной стадии разрушения, >2%, то длительная прочность образцов с кольцевыми подрезами средней жесткости (теоретический коэффициент концентрации напряжений А =4%) не ниже соответствующей прочности гладких образцов — материал не чувствителен к надрезу. Следовательно, в условиях дли- [c.73]

Экспериментальная проверка приведенной гипотезы султ1миро-ваиия усталостных повреждений приведена на образцах, изготовленных из стали 45 в условиях случайных и программированных напряжений с разными последовательностями уровней напрянсений. Круглый образец с надрезом в диаметре 5 мм имел теоретический коэффициент концентрации напряжений 1,65. Материал образцов обладал следующими Л1еханическими свойствами прочность иа разрыв Оц = 780 МПа, предел текучести сто,2 = 390 МПа. Кривая усталости была представлена в координатах lg о — lg IV зависимостью [c.359]

Механические испытания при осевом растяжении проводили на поперечных образцах из сварных соединений, в сечение которых входили основной материал, зона термического влияния и зона сплавления. На этих образцах определяли предел текучести оо.г, предел прочности ств, относительное сужение яр и общее бобщ и равномерное брав относительное удлинение. Гладкие образцы имели диаметр 5,1 мм и расчетную длину 25,4 мм, причем середина расчетной длины располагалась по центру сварного шва. Прочность надрезанного образца определяли на поперечных образцах из сварных соединений с коэффициентом концентрации напряжений /С/= 10, причем надрез был расположен по центру сварного щва. Результаты испытаний сварных соединений и соответствующего основного металла при 297,77 и 4 К приведены в табл. 3. [c.240]

BOB Ti—8 Al—1 Mo—IV (S ) и Ti—5 Al—2,5 Sn. В последнем случае растрескивание происходит при напряжениях, близких к пределу прочности на растяжение, что возможно указывает на необходимость нахождения металла в области пластической деформации или в сложнонапряжепном состоянии. Трещины могут также зарождаться и на гладких образцах некоторых (а-рр) и -сплавов при напряжениях вблизи предела текучести. В большей части представленных ранее экспериментов по КР рассматривалось зарождение трещины в связи с воздействием среды, начиная с предварительно существующей (статической) трещины. Упруго-пластическое поведение в вершине такой предварительно существующей трещины (подчеркнутое в модели 1) недостаточно понятно, поэтому любой анализ распределения напряжений или деформации чрезвычайно затруднен. Наблюдение за надрезом, за влиянием остроты надреза и толщины образца указывает на важность вида напряжения, по крайней мере для а- и (а-ьр)-сплавов. Поэтому любая теория по влиянию напряжения на КР должна объяснить несколько факторов важность вида напряжения (т. е. плосконапряженное состояние или условие плоской деформации) существование и значение порогового коэффициента интенсивности напряжений Кткр, зависимость скорости роста трещины от напряжения в области II а роста трещин и независимость от напряжения в области II роста трещин. [c.391]

Этому способствовало также изменение ранее существовавших критериев сравнительной оценки прочности чугуна и стали, когда исходили только из номинальных напряжений, не принимая во внимание местных концентраций напряжений, в ослаблении которых роль чугуна трудно переоценить. Сказанное объясняется структурным свойством чугуна (наличием внутренних надрезов), изучение которого и явилось одной из основных предпосылок для изменения традиционных критериев при сравнительной оценке чугуна и стали. То же свойство чугуна одновременно способствует более равномерному распределению напряжений в металле как при работе деталей хмашин на усталость, так и при вибрации. Кроме того, данное свойство способствует как бы эмансипации предела усталостной прочности чугуна от влияния внешних надрезов как концентраторов напряжений в неизмеримо большей степени, чем это имеет место у стали. В свете новых критериев при сравнительной оценке деталей из чугуна и стали относительно небольшое значение коэффициента удлинения чугуна при растяжении уже не может служить решающим критерием. [c.321]

Так, с уменьшением радиуса закругления дна надреза возрастает коэффициент концентрации и снижается усталостная прочность стали. При р=0,8 мм образец из стали ЗОХГС.Л имеет ог = 32 кгс1мм , а при р = 0,1 мм — только 15 кгс мм , т. е. усталостная прочность уменьшается более чем в два раза. [c.129]

При нагружении чугуна графитовые включения, являясь надрезами , снижают его прочность и пластичность. Это происходит, во-первых, вследствие некоторого уменьшения живого сечения металлической основы из-за полостей, занятых графитом, имеющим небольшую прочность на разрыв, и, во-вторых, что наиболее важно, из-за высокой концентрации напряжений, возникающей в местах графитовых включений, особенно при пластинчатой форме графита. Чем длиннее пластникп графита, тем больше коэффициент концентрации напряжений. Все это приводит к резкой локализации пластических деформаций в металлической основе, исчерпанию пластичности Материала в этих местах, развитию трещин и в итоге — к ква-зихрупкому разрушению катсриала при средних напряжениях и показателях пластичности, более ннзких, чем прочность и пластичность металлической основы чугуна. [c.70]

Таким образом, по результатам испытаний на длительную прочность образцов с надрезом можно, определив ОДПН или оценить пластичность или вязкость при ползучести. Величина ОДПН изменяется [22 ] в зависимости от коэффициента концентрации напряжений, радиуса надреза, формы надрезанного образца (плоский или цилиндрический). Поэтому, чтобы понять механизм образования и распространения трещин при ползучести, необходимо дать точное определение такому характеристическому свойству материала как вязкость и установить метод ее определения. [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...