Предел выносливости (усталости) контактный

При динамическом характере соединения плавающих на масляной пленке шеек роторов с баббитовой заливкой вкладышей подшипников в качестве допускаемого максимального контактного напряжения принимаем предел выносливости (усталости) при сжатии для пульсирующего цикла аус(сж). Величины допускаемых максимальных контактных напряжений различных материа- [c.117]

Химико-термическая обработка. При химико-термической обработке происходит изменение химического состава поверхностного слоя изделий в результате диффузии в сталь различных элементов из внешней среды. После насыщения в большинстве случаев выполняют закалку и низкий отпуск. Основной целью этой обработки является повышение твердости и износостойкости поверхности, а также повышение сопротивления усталости и предела выносливости при контактной нагрузке. Характеристики процессов химико-термической обработки, применяемых для колес, приведены в табл. 20.5. [c.432]

Действие контактных напряжений ниже предела выносливости относительно больше, чем изгибных, и поэтому для них вводится дополнительное ограничение не учитывается повреждающее действие переменных напряжений за общим числом циклов нагружений 2,4Ы с,> где Nhq — число циклов до перелома кривой усталости. [c.189]

Актуально ускорение усталостных испытаний. Оно возможно повышением частоты, повышением напряжений и исключением тех напряжений в спектре, которые практически не сказываются на процессе усталости. За последние 30 лет скорости машин для испытаний на усталость повысились с 300 до 50000 циклов в минуту, кроме того, имеются уникальные пульсаторы резонансного типа для малых образцов с частотой свыше 50000 Гц. Современные высокочастотные пульсаторы сокращают время испытаний отдельных деталей, например лопаток турбомашин, до десятков минут. Частота нагружений при отсутствии пластических деформаций и повышенного внутреннего трения обычно мало влияет на предел выносливости. Возможно внесение поправок на основе литературных данных или экспериментов. Проведение испытаний при повышенных напряжениях уместно для изделий, у которых зависимость наработки от напряжений (в частности, при контактных нагружениях) стабильна и достаточно хорошо изучена. Форсирование нагрузки применяют для узлов, в частности для выявления слабых [c.479]

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]

Роторы турбин состоят из большого числа элементов. Прежде всего это лопатки и элементы их креплений. Возникающие контактные давления сопрягаемых элементов, обусловленные монтажными операциями и центробежными силами, а также взаимные смещения элементов по площадкам сопряжения (в пределах 2—20 мкм) могут привести в условиях циклического нагружения к проявлению фреттинг-эффекта (фреттинг-коррозия, фреттинг-усталость). Опыты на модельных образцах показали, что такой эффект снижает пределы выносливости в 2—3 раза при относительно небольших контактных давлениях (от 30 до 200 МПа). [c.8]

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]

Такие детали, как подшипники качения, зубья колес, железнодорожные колеса, и многие другие детали подвержены усталостному изнашиванию (контактной усталости). Контактная усталость тем выше, чем больше твердость. Отношение предела контактной выносливости 0 1 при числе циклов нагружения N — = 10 к твердости ИКС поверхности является постоянной величиной. [c.320]

Предел выносливости r//ijn,, соответствующий абсциссе точки перегиба кривой усталости, зависит от средней твердости поверхности зуба (табл. 11.4). Коэффициент безопасности 5 //iim=l,l — для зубчатых колес с однородной структурой (улучшение, объемная закалка), 5//jj =l,2 — для колес с поверхностным упрочнением. Коэффициент долговечности для контактных напряжений (при т = 6) [c.271]

Для определения предела выносливости хвостового соединения при разрушении от контактной усталости первых зубьев хвоста лопатки, моделирующие образцы изготавливаются с одной парой зубьев, имеющих такую же геометрию сопряжения со стержнем и такие же абсолютные размеры профиля (см. рис. 7.5), как и первые зубья натурного хвоста. При испытаниях эти образцы устанавливаются в захватах, снабженных опорными [c.456]

Конструкция установки позволяет проводить испытания каждого образца для шести уровней напряжений. Для построения кривой контактной усталости и определения предела контактной выносливости число образцов в партии должно быть 4—6. [c.47]

Для снижения погрешности по критерию разрушения при испытаниях для получения кривой контактной усталости пользуются условно принятым значением максимального нормального контактного напряжения цикла (Ог maj ) ". Это значение зависит от величины ожидаемого значения предела контактной выносливости (а тах) и его определяют по формуле bI5 ([c.273]

Для построения кривой контактной усталости и определения. предела контактной выносливости испытывают не менее 12 одинаковых образцов, из них не менее трех должны быть испытаны на уровне предела контактной выносливости. [c.273]

Следует иметь в виду, что результаты испытаний на контактную усталость относятся к конкретной форме и размерам образцов, которые должны быть указаны в протоколе и их следует учитывать при использовании значений пределов контактной выносливости и [c.274]

На рис. 11.20 показана кривая усталости, построенная в логарифмической системе координат -N (амплитуда напряжений цикла — число циклов нагружения до разрушения образца). Число циклов Nq соответствует точке G (абсциссе точки перегиба кривой усталости). Напряжение соответствующее Nq, называют пределом выносливости (для контактных напряжений сГянш > да напряжений изгиба ст тищ)- [c.270]

Расчет на усталость при циклических контактных напряжениях, так же как и при циклических нормальных или касательных напряжениях, базируется на кривых усталости. На рис. 8.39 кривая усталости построена в логарифмических координатах — макси- 4 мальное напряжение цикла, — предел выносливости при отнуле-вом цикле, Ояол — предел ограничен- ной выносливости, Nh — цикличе-ская долговечность (до разруше-кия), N,-,0 — абсцисса точки перелома кривой усталости, Пн—текущее число циклов [c.145]

Известно также, что параметры шероховатости поверхности оказывают существенное влияние на сопротивление усталости. В общем случае предел усталости повышается с улучшением качества поверхностного слоя. Кроме того, на них влияет направление следов обработки при их совпадении с действием главного напряжения предел усталости выше. Финишная обработка поверхности, которая в основном определяет конфигурацию микроскопических рисок и механические свойства поверхностного слоя, существенно влияет н а предел выносливости даже при одинаковом классе шероховатости. Например, в работе [127] приведены результаты испытаний на выносливость образцов из сталей Р18, 9ХМФИ9Х, обработанных алмазным и обычным шлифованием. Сопротивляемость усталостному разрушению при шлифовании кругами из синтетических алмазов повышается на 20—45% при контактных нагрузках и до 30% при изгибе. Это связано с характеристикой рельефа поверхности, когда число царапин на единицу поверхности и их глубина значительно меньше при алмазном шлифовании, чем при абразивном, а рельеф становится более гладким (см. также рис. 150). Проведенные исследования позволили повысить стойкость валков для станов холодной прокатки вследствие правильного выбора технологического процесса. [c.439]

Переменные контактные напряжения вызывают усталость поверхностных слоев деталей. На поверхности образуются микротрещины с последующим выкрашиванием мелких частиц металла. Если детали работают в масле, оно проникает в микротрещины (рис. 180, а). Попадая в зону контакта (рис. 180, 6), трещина закрывается, находящееся внутри трещины масло сжимается в замкнутом пространстве, и в нем создается высокое давление, распирающее стенки трещины. При повторных нагружениях трещина все более увеличивается, отделяемая ею частица металла откалывается от поверхности, образуя раковину (рис. 180, в). Экспериментальные кривые, характеризующие стойкость материала в отношении усталостного выкрашивания, построенные в координатах контактное напряжение — число циклов нагружений (см. рис. 179, г), подобны обычным кривым выносливости (см. рис. 158). Базовому числу циклов Л но соответствует предел выносливости Offo, величина которого в основном зависит от твердости материала. По пределу выносливости определяют допускаемое напряжение, исключающее усталостное выкрашивание рабочих поверхностей. [c.214]

Исследование одновременного воздействия коррозионной среды и контактного трения на усталостную прочность титанового сплава ВТ6 с 0 = 800- 860 МПа изучено авторами работы [159]. Из кованых заготовок вырезали специальные образцы диаметром рабочей части 20 мм, моделирующие ось с напрессованными втулками. Моделировали два типа закрепления втулок конические напрессованные, передающие изгибающий момент, и цилиндрические, не передающие его. Материалом для втулок служили титановые сплавы ВТ6 (03 = 830 МПа), ПТ-ЗВ ( 3 = 730 МПа) и ВТ1 (а = 580 МПа). Запрессовку втулок производили с различным контактным давлением. Усталостные испытания вели на воздухе и в 3 %-ном растворе МаС1. Обкатывание подлежащих запрессовке частей конических и цилиндрических образцов выполняли с помощью шарикового приспособления при следующих режимах усилие обкатки Я=2000 Н, диаметр шарика 0= 10 мм скорость обкатки 350 об/мин, число проходов два. Кривые усталости образцов с напрессованными втулками, передающими изгибающий момент, при различных контактных давлениях представлены на рис. 101. Предел выносливости гладких образцов без напрессовки втулок был равен 380 МПа при испытании на воздухе и в коррозионной среде. (Напрессовка втулок на неупрочненные 162 [c.162]

Газовое контактное хромирование при 1100°С в течение 2—20 ч не оказало существенного влияния на выносливость образцов из нормализованной среднеугперо-дистой стали. Предел выносливости хромированных и нехромированных образцов составлял 260-280 МПа. Сравнительно тонкие карбидные слои (до 0,010 мм) приводят к повышению предела выносливости образцов на 15—20 %. Рост трещины карбидного слоя вследствие увеличения выдержки, а также повышения температуры процесса снижает выносливость хромированной стали вплоть до выносливости нехромированной и даже ниже. Так, газовое контактное хромирование при 950°С обеспечивает возникновение сравнительно высоких остаточных напряжений сжатия (1200 МПа), повышает предел выносливости на 15—20 % (табл. 22), однако не приводит к повышению сопротивления коррозионной усталости стали 45 в 3 %-ном растворе Na I из-за точечной несплошности диффузионного слоя. Увеличение вы- держки при насыщении до 10 ч, несмотря на некоторое снижение остаточных сжимающих напряжений, привело к увеличению условного предела коррозионной выносливости с 50 до 100 МПа, что связано с удовлетворительной сплошностью карбидного слон, его высокими антикоррозионными свойствами. [c.175]

По критерию жесткости Е — модуль упругости) рассчитывают станины, корпусные детали машин, станков, валы коробок передач, шпиндели станков и т. д. Однако какими бы точными не были расчеты, только по ним нельзя судить о надежаости работы детали. Необходимы натурные испытания, т. е. испытания самих деталей как на специальных стендах, так и непосредственно в эксплуатации. Имея информацию о стойкости деталей, можно установить комплекс прочностных и других параметров, которые находятся Б наибольшей корреляции с эксплуатационными свойствами деталей машин. При установлении этих параметров кроме стандартных механических свойств (Пв, (То.а> ф, КСН) с учетом прокалива-е.мости стали должны учитываться работа распространения трещины КСТ, трещиностойкость К1с, предел выносливости а 1, а 1 , сопротивление контактной усталости, сопротивление износу и т. д. [c.314]

Кривые усталости материала по контактным напряжениям подобны кривым усталости по напряжениям изгиба, растяжения — сжатия и другим (см. курс Сопротивление материалов и рис. 8.39). Здесь, так же как и при других напряжениях, имеется точка перелома кривой усталости при числе циклов NнG и соответствующий предел выносливости Стяит- По (Тяци, определяют допускаемые напряжения при расчете на усталость по контактным напряжениям. [c.128]

Метод ступенчатого нагружения п6 Докати (ГОСТ 19533—74) предназначается для ориентировочной оценки пределов выносливости образцов и изделий машиностроения из металлов и сплавов, кривые усталости которых имеют горизонтальный участок, т. е. разность Пределов выносливости на базах и 10 не превышает точности их оценки. Метод не может быть применен для ускоренной оценки предела выносливости образцов и изделий при испытании на ударную, контактную и термическую усталость. Предел выносливости определяют при ступенчатом увеличении нагрузки, используя не менее трех образцов (для усреднения полученных оценок). По результатам испытаний по ГОСТ 19533—74 подсчитывают сумму относительных долговечностей 2(П 7М), где значения долговечностей N1 принимают из семейства предположительных кривых усталости, выбранных из имеющихся экспериментальных данных. Образец или деталь нагружают начальным напряжением Оо и испытывают в течение По циклов. Далее без пауз напрялсение увеличивают на До до 01 и продолжают испытания при этом уровне напряжений в тече- [c.230]

Алмавное. выглаживание обеспечивает малую шероховатость поверхности = 0,16. .. 0,02 мкм), увеличивает твердость на, 30. .. 40 %, предел выносливости на 17. .. 25 %. Контактная выносливость обработанных деталей выше, чем деталей после суперфиниширования, в 3,6 раза. Сопротивление усталости в некоторы случаях увеличивается в 3 раза. [c.363]

Результаты многих исследований показывают, что степень повреждения при фреттинге, выражаемая, например, потерей массы образца вследствие отделения частиц износа, возрастает с увеличением амплитуды проскальзывания во многих случаях по линейному закону. Повреждение поверхностных слоев от фреттинга возникает при весьма малых контактных давлениях и возрастает с ростом давления до определенных пределов, после чего происходит стабилизация или даже уменьшение повреждений. Степень повреждения растет приблизительно по линейному закону с увеличением числа циклов относительных скольжений, несколько уменьшается с ростом частоты смещений (при одном числе циклов) в случае стальных образцов. Определенную роль играет также температура, среда, материал трущихся пар и другие факторы [52, 691. Трещины усталости при фреттинг-корро-зии образуются при весьма малых напряжениях (для углеродистой стали при о — 3-7-5 кгс/мм ). При низких напряжениях скорость развития поверхностных трещин усталости настолько мала, что не приводит к увеличению их размера до критического при весьма большом числе циклов. Поэтому сопротивление усталости деталей с напрессовками можно характеризовать двумя пределами выносливости по разрушению и по началу образования неразви-вающихся трещин. [c.108]

Повышение пределов выносливости деталей с напрессовками, в которых возникает фреттинг-коррозия, может осуществляться конструктивными и технологическими методами. Конструктивные мероприятия сводятся к созданию выточек на торце ступицы (рис. 3.38, а), введению утоненного пояска у края ступицы (рис. 3.85, б), утолщения подступочной части (рис. 3.38, в), разгружающих выточек на валу (рис. 3.38, г) и других конструктивных изменений, уменьшающих концентрацию контактных давлений и напряжений в вале у края напрессованной ступицы и вследствие этого приводящих к повышению сопротивления усталости. [c.114]

Определение параметров кривой контактной усталости. Для стали 22ХНМ по табл. 4.7 принимаем HR == 35. Параметр наклона кривой усталости и базовое число циклов при обработке зубьев, указанной в табл. 4.7, равны /и — 6 н Л и = 1,2-10 циклов. Средний условный предел выносливости по формуле табл. 4.10 с учетом табл. 4.7 [c.152]

Для разложения остаточного аустенита после цементации чаще применяют высокий отпуск при температуре 630—640° С, после чего следует закалка с пониженной температуры и низкий отпуск. Такая обработка также обеспечивает высокую твердость цементованного слоя. Цементация с последующей термической обработкой повышает предел выносливости вследствие образования в поверхностном слое значительных остаточных напряжений сжатия (до 40—50 кПмм ) и резко понижает чувствительность к концентраторам напряжений при условии непрерывного размещения упрочненного слоя по всей поверхности детали. Например, после цементации на глубину 1,0 мм и закалки хромоникелевой стали (0,12% С, 1,3% Сг, 3,5% Ni) предел усталости образцов без концентраторов напряжений увеличился от 56 кПмм до 75 кГ мм , а при наличии надреза — от 22 кГ/мм до 56 кГ/мм . Дополнительно предел выносливости цементированных изделий может быть повышен дробеструйным- наклепом. Цементованная сталь обладает высокой износостойкостью и контактной прочностью. [c.253]

Нормально срок службы рельсов до перекладки в более легкие условия эксплуатации должен заканчиваться тогда, когда их одиночный выход имеет случайный характер и вызывается отдельными технологическими дефектами, не обнаруженными при приемке рельсов на заводах, или ненормальными воздействиями на рельсы (проход колес с большими ползунами или другими неровностями на поверхности катания, пробоксовинами и т. п.). В последующем выход рельсов становится массовым и вызывается в основном превышением предел усталостной или контактно-усталост-ной выносливости. [c.15]

Для оценки выносливости зубчатых колес используют характеристики усталостных свойств материала в —предел выносливости при изгибе зубьев Ояцтв или Пl п,a — предбл контактной выносливости активных поверхностей зубьев Мро и N 0 — базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости при изгибе и контактной выносливости активных поверхностей зубьев /Пр — показатель кривой усталости при изгибе зубьев т.ц — показатель контактной усталости активных поверхностей зубьев. [c.194]

Уточнение выбора допустимых контактных напряжений для предотвращения глубинных уста.постных трещин. Расчет основан на теоретическом исследовании напряженного состояния в зоне контакта и данных экспериментов, полученных при испытании цилиндрических и конических роликов с разной глубиной уироч- нения. Установлена зависимость предела выносливости, выраженного в глубинных касательных напряжениях, и числа циклов до перегиба кривой усталости Велера от твердости сердцевины по Бринеллю т — И НВс и числа циклов до перегиба кривой усталости А огл = (1,33 НВс — 100)-10 . [c.296]

Особенности выбора допускаемых напряжений для червячных колес связаны с их малыми частотами вращения и малыми эквивалентными числами нагружений, тогда как кривые усталости нри изгибе и контактных напряжениях для бронз имеют очень длинные наклонные участки — до 25-10 циклов нагружений. Поэтому за исходные выбирают допускаемые напряжения [о] при 10 или 10 циклов нагружений в зависимости от временного, а не длительного предела выносливости, как при расчете зубчатых нередач. [c.356]

Влияние N1—Р покрытий на предел выносливости материала основы. Критерием, определяющим способность материала сопротивляться знакопеременным и циклическим контактным нагрузкам, является предел выносливости (или предел усталости), т. е. максимальное напряжение, при котором соответствующий образец может выдержать, не разрушаясь, заданное число циклов нагружения. Основная причина такого разрушения — обра- [c.87]

Предел контактной выносливости — исследованиями установлено, что контактная прочность, а следовательно, предел контактной выносливости сГдо и абсцисса точки перелома кривой усталости [c.146]

Основным критерием разрушения при определении пределов контактной выносливости и построения кривых контактной усталости является наличие на конатктной поверхности нескольких ямок выкрашивания диаметром D>-0,5 В, где В — размер малой полуоси контактной площадки, вычисленный для условно принятого значения максимального контактного напряжения ([c.274]

Если на протяжении первых трех десятилетий развития советской промышленности качество стали определялось значением предела прочности при +20° С и определенным уровнем пластичности или ударной вязкости, то в последние два десятилетия прочность испытывается еще и в зависимости от типа напряженного состояния скорости деформации, и при наличии различных концентраторов. Однократное доведение напряжений до разрушающей величины дополняется испытаниями при длительном нагружении циклической нагрузкой одного (статическая выносливость) или обоих знаков (усталость), в последнем случае — при самых различных частотах, вплоть до акустических. Диапазон температур при испытании конструкционных сталей расширяется от прежних пределов ( + 60°) — (—60°) до (—253°) — (+1200°). Разрушающее напряжение, зависящее от материала нагруженного тела, определяется не только величиной нагружения в момент, непосредственно предшествующий разрушению этого тела. При выборе его значений учитывается необходимость обеспечения величин деформаций в пределах, допустимых для безотказной работы конструкций при заданных температуре и продолжительности рабочего периода. Возникает необходимость в характеристике прочности для условий сложных программированных режимов нагрузки и нагрева, действия контактных напряжений, трения и износа, поражения метеорными частицами, действия космического и ядер-ного облучения и т. д. [c.192]

Коррозионная выносливость более крупных образцов с насадками практически не зависит от марки стали и ее статической прочности. Исследования образцов из стали 35 с насадками из нормализованной стали 45, латуни Л62, фторопласта Т4, а также с резиновыми сальниками показали [121, с. 7-10], что при всех этих насадках имеет место дополнительное снижение коррозионной выносливости образцов из стали 35. Так наличие фторопластовой втулки и резинового сальника снижает условный предел коррозионной выносливости соответственно с 95 МПа (без насадки) до 60 и 50 МПа, что примерно соответствует значению условного предела коррозионной выносливости образцов во стальными и латунными насадками. Отмечено, что на коррозионную усталость деталей с насадками влияют три фактора концентрация напряжений, циклическое трение в сопряжении вал-втулка и щелевая коррозия. В связи с тем, что влияние концентрации напряжений на уменьшение коррозионной выносливости с увеличением диаметра образца уменьшается,.а также учитывая, что существенное снижение коррозионной выносливости может иметь место и при наличии насадок из мягких материалов, не вызывающих больших контактных давлений, сделан вывод, что при испытании образцов с насадками в коррозионной среде фактор концентрации напряжений не играет решающей роли, определяющими являются циклическое трение и щелевая коррозия. Повышение коррозионной выносливости стальных образцов с увеличением их диаметра связано с влиянием относительного разупрочнения поверхности образца под действием коррозионной среды. Чем меньше диаметр образца, тем при всех прочих равных условиях сильнее влияние разупрочнения. Это положение еще в большей степени характерно для образцов с насаженными втулками, когда процессы разупрочнения усиливаются циклическим трением и щелевой коррозией. [c.145]

Влияние динамической нагрузки на выносливость рабочих поверхностей зубьев экспериментально не выявлено. Тем не менее, ввиду того что среднетвёрдые, и в особенности мягкие, рабочие поверхности не снижают своего предела усталости при ограниченном выкрашивании, а ошибки в шаге частично компенсируются в результате изменения формы зубьев из-за обминания их рабочих поверхностей, рекомендуется при расчёте на контактные напряжения, если //д-<350, в формулу (27) подставлять лишь половину динамической нагрузки и, вызываемой ошибками в основном (при расчёте прямозубых колёс) или в окружном шаге (при расчёте косозубых и шевронных колёс). Эти рекомендации отражены также в значениях коэфициента С, приведённых втабл.25. [c.282]

Зависимость локального предела ограниченной контактной выносливости tJHlim от числа циклов N, т. е. от заданной долговечности, дается, как обычно, с помощью кривой усталости. Согласно представлениям, положен- Рис. 21.7 [c.391]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...