Усталость высокочастотная

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]

Для испытания образцов из металлов на усталость при повышенной температуре с высокочастотным возбуждением [c.160]

В ЦНИИТМАШе [171] для проведения испытаний на малоцикловую усталость при бигармоническом цикле создан модернизированный гидравлический пульсатор. В гидравлической схеме пульсатора предусмотрена аппаратура, позволяющая нагружать поршень цилиндра повторной малоцикловой нагрузкой, кроме пульсирующей высокочастотной нагрузки от дифференциального цилиндра. [c.181]

Установка [95] для испытания на усталость при бигармоническом цикле имеет в качестве нагружающих устройств гидроцилиндр и электродинамический вибратор. Низкочастотная сторона установки дает 18—22 цикл/мия, высокочастотная 10000—12000 цикл/мин. [c.181]

В общем случае можно считать, что если работа детали сопровождается редкими перегрузками, то оценка ее служебной пригодности должна включать два вида испытаний на обычную многоцикловую высокочастотную усталость и на сопротивление малоцикловой усталости при низкочастотных испытаниях [50]. [c.236]

Глава IX ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ УСТАЛОСТЬ [c.247]

Основные требования к испытаниям на высокочастотную усталость регламентируются ГОСТ 2860—65. Дополнительные требования разработаны МАТИ и ВНИИНМашем. Предусмотрено применение гладких образцов с рабочей частью круглого или прямоугольного сечения и образцов специальной формы. Рекомендуется применять образцы, имеющие диаметр или высоту сечения 4 мм. Длину консольной части образца определяют из условий обеспечения при испытании резонансной частоты. [c.247]

На рис. 82 показан внешний вид привода для испытания образцов на малоцикловую усталость с частотой нагружения три цикла в минуту. Привод состоит из исполнительного механизма 1 типа ПР-Ш, на вал которого посажена ведущая шестерня, и паразитной шестерни 2, находящейся в зацеплении с шестерней, напрессованной на вал эксцентрика 3. Исполнительный механизм болтами 4 прикреплен к плите 5, в которой прорезаны пазы, позволяющие перемещать исполнительный механизм для регулирования зацепления шестерен, а также при его отключении для перехода на высокочастотные испытания. [c.148]

В работе [9] приведены снимки дислокационной структуры приповерхностного слоя монокристаллов молибдена (100), усталостно нагруженных при комнатной температуре с частотой 36 Гц. Обращает на себя внимание кристаллографический характер структуры приповерхностного слоя каналы, вытянутые в одном из направлений скольжения (111), пересекают плотные клубки, также ориентированные в направлении (111). При высокочастотной усталости кристаллов молибдена (100) также видны кристаллографически ориентированные каналы (см. рис. 3, б), но дислокационная структура, на фоне которой они появляются, в отличие от низкочастотной усталости, не имеет кристаллографической направленности. [c.167]

Исследование особенностей уста.пости материалов в условиях высокочастотного деформирования и выявление роли частоты циклов как одного из факторов усталости, что необходимо в связи с общим изучением проблемы усталости [c.330]

Вследствие сложного характера временной зависимости сопротивления усталости от частоты циклического нагружения возникают трудности при разработке (на основе высокочастотного нагружения) ускоренных способов определения характеристик усталости. Тем не менее использование методов высокочастотного деформирования, по нашему мнению,— наиболее перспективный подход в решении задач ускоренного определения характеристик усталости. Это утверждение основывается на следующем сравнении различных способов ускоренных усталостных испытаний. [c.335]

Рассмотрены параметры качества поверхностного слоя, их зависимость от методов и режимов обработки, а также влияние на сопротивление усталости жаропрочных и титановых сплавов. Приведены экспериментальные значения усталости жаропрочных материалов при высокочастотном нагружении и рабочих температурах. [c.2]

В книге приведены результаты многолетних исследований авторов качества поверхностного слоя при различных методах и режимах обработки устойчивости параметров качества при изотермических нагревах в вакууме, их комплексного и раздельного влияния на сопротивление усталости при высокочастотном нагружении и рабочих температурах влияния частоты нагрул<ения на характеристики усталости жаропрочных сталей и сплавов при рабочих температурах. [c.5]

Авторы надеются, что приведенные в книге технологические рекомендации и рассмотренные в ней методика, а также оборудование для испытаний на усталость при высокочастотном нагружении найдут применение в машиностроительных проектно-конструкторских, технологических и научно-исследовательских организациях. [c.5]

ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ НА УСТАЛОСТЬ СПЛАВОВ ПРИ ВЫСОКОЧАСТОТНОМ НАГРУЖЕНИИ И РАБОЧИХ ТЕМПЕРАТУРАХ [c.164]

Данные о влиянии шероховатости поверхности на характеристики усталости в условиях высокочастотного нагружения и рабочих температур приведены далее на основании наших исследований. [c.168]

Для анализа результатов исследований влияния параметров качества поверхностного слоя на сопротивление усталости жаропрочных сталей и сплавов при высокочастотном нагружении и объяснения эффекта частоты в лаборатории вибропрочности МАИ проведены специальные исследования. [c.234]

Тепловой эффект снижает сопротивление деформированию. Влияние его тем значительнее, чем больше скорость и степень деформации, чем меньше теплоемкость, теплопроводность и удельная поверхность металла. Влияние теплового эффекта зависит также от вида нагружения и охлаждения образца в процессе циклического нагружения. Надо полагать, что в условиях высокочастотного нагружения вследствие затрудненного теплоотвода при быстром протекании динамической деформации, развивающегося по плоскостям скольжения тепла достаточно для частичного снятия наиболее неустойчивых искажений решетки, обусловленных неоднородностью локальной пластической деформации. В отдельных случаях этого тепла может быть достаточно и для возникновения вспышки рекристаллизации вблизи плоскости сдвига, вызывающей снижение сопротивления усталости. При низких частотах нагружения (малые скорости деформирования) влияние теплового отдыха уменьшается, так как скорость деформирования невелика и развивающееся по плоскостям скольжения тепло успевает рассеяться. [c.243]

Кроме благоприятного влияния на структуру и свойства стали (повышен11ая твердость, высокий предел усталости), высокочастотная закалка имеет ряд технологических и экономических преимуществ [c.547]

Все сказанное свидетельствует о том, что блоки усталостных линий характеризуют последовательность продвижения усталостной трещины от полета к полету ВС, а усталостные линии в блоке характеризуют маневрирование ВС в полете. В процессе маневрирования на переходном режиме нагружения происходит продвижение трещины не только за счет изменения максимального уровня напряжения, но и за счет наложения вибрационных, низкоамплитудных нагрузок. Поэтому формирование мезолиний следует связывать с продвижением трещины под действием блока высокочастотных нагрузок при высокой асимметрии цикла. В этом случае процесс повреждения отвечает области многоцикловой усталости, когда мезо-линии характеризуют прирост трещины за сотни и даже тысячи циклов нагружения. [c.740]

Машина МУБ 2,5А [120] для испытаний на усталость с бигар-моническим силовозбуждением предназначена для испытания образцов материалов на усталость растяжением-сжатием или изгибом. Частота нагружения высокочастотным пульсатором (три ступени) 660— 2000 цикл/мин, соотношения частот пульсаторов 1 1,1 2 1 3 1 4 1 5 1 20 1 50 1 100, разность фаз гармонических составляющих 0—1800 длина хода захвата 0—240 мм расстояние между захватами 80—300 мм. между опорами для изгиба 90—400 мм. [c.181]

Машина для испытания на усталость при бигарманическом нагружении при растяжении-сжатни имеет электродинамическое силовозбуждение. Машина имеет устройство для наложения высокочастотного иа низкочастотное нагружение. [c.183]

Под маюцикловой усталостью следует понимать малоцикловую низкочастотную усталость. Область же высокочастотной малоцикловой усталости — это область циклических перенапряжений, [c.236]

Для испытаний на усталость и виброползучесть в условиях высокочастотного асимметричного нагружения со средним сжимающим напряжением при растяжении-сжатии с частотой около 10 кГц при комнатной и повышенных температурах создана магнитострикционная установка [156], в основу которой положен принцип возбуждения продольных резонансных колебаний в статически нагруженной механической системе, включающей образец. [c.248]

В настоящее время имеются экспериментальные возможности проведения испытаний с контролируемым режимом цикла нагружения или деформирования в сравнительно высокочастотной области. Например, электрогидравлические следящие системы нагружения обеспечивают частоты управляемого с высокой точностью цикла до нескольких десятков герц [7, 25, 27, 28, 160, 178, 231, 232, 237, 270, 303, 308, 311]. При этом даже для интенсивно деформационно стареющих сталей типа X18H1DT и Х18Н9Т при 650° С могут быть получены мгновенные кривые усталости, так как проведение испытаний с частотой порядка 10—25 Гц дает максимальные длительности до 0,1—0,25 ч, что обеспечивает величины длительной пластичности, близкие к фщах- [c.35]

В последние десятилетия получили распространение систематические исследования циклической прочности материалов в области малоцикловой усталости (деформации лежат в пластической области), что особенно характерно для зон концентрации напряжений. Однако недостаточно полно изученным остается вопрос о сопротивлении мапоцикповому разрушению при попигармониче-ском нагружении, в том числе при высоких температурах, когда проявление температурно-временных эффектов может инициироваться высокочастотной составляюш ей циклических напряжений. Режимы нагружения, при которых на основной процесс цикличе ского изменения напряжений накладывается переменная состав-ляюЕдая более высокой частоты, свойственны элементам тепловых и энергетических установок, лопастям гидротурбин, лопаткам газотурбинных двигателей и ряду других деталей и узлов. Исследования сопротивления малоцикловой усталости при двухчастотных режимах нагружения выполнялись в весьма ограниченном объеме и без привлечения методов, позволяющих достаточно полно охарактеризовать особенности циклического деформирования материала в упругопластической области. [c.15]

Применение установки ИМАШ-10-68 и методов высокотемпературной металлографии при изучении процессов, которые протекают в материалах, подвергаемых нагреву при циклическом знакопеременном нагружении, весьма перспективно для получения детальных сведений о деформации и разрушении от усталости. Использование описанной выше аппаратуры позволило, в частности, изучить механизм деформации никеля при малоцикловом нагружении в области повышенных температур [48, с. 120—126 61 ], процессы высокотемпературного деформационного старения при циклическом нагружении малоуглеродистой стали 22К [50, с. 58—61 ] и аустенит-ной стали X18HI0T, а также провести микроструктурное исследование особенностей деформации и разрушения некоторых биметаллических материалов при высокочастотном нагружении в условиях повышенных температур [49, с. 85—92 50, с. 87—94]. [c.155]

Как видно из рис. 3, при высокочастотном нагружении на грашт-цах каналов обнаруживаются следы локализации деформации в виде плотных жгутов, не приводящих к разориентировкам. Это является отличительной особенностью локализации деформации нрл усталости по сравнению с одноосным растяжением [131, В последнем случае локализация ггластической деформации способствовала появлению разориентированных ячеек. Локализация деформации вдоль каналов приводила к их постепенному зарастанию и формированию широких РЗВ, играющих определенную роль в развитии усталости. [c.170]

На рис. 2 для металлических конструкционных материалов представлены графики, характеризующие влияние частоты симметричного циклического однородного растяжения — сжатия на относительные значения предела выносливости. При этом значения ст 1, взятые на базе 100 млн. циклов на одной из частот циклического нагружения, отнесены к значению предела прочности Ов, определенному при обычной скорости рас-тяигения на стандартных образцах. В таблице даны значения обычных частот в диапазоне 7-о11 по кривым усталости проводилась экстраполяция последних до базы 10 циклов Высокочастотные усталостные испытания велись на базе 10 —10 циклов на образцах с диаметром рабочей части около 6—7 мм в условиях водяного (для черных металлов) или воздушного (для легких сплавов) охлаждения [2]. Критерием усталостного разрушения образца во время обычных низкочастотных испытаний было его окончательное разрушение, а для высокочастотных испытаний — появление достаточно развитой усталостной трещины (глубиной 2—3 мм), вызывающей заметное снижение резонансной частоты продольных колебаний образца. [c.333]

Природа (сущность) зависимости сопротивления усталости от частоты циклического нагружения имеет временной характер. Циклы нагрузки с различными периодами (при условии равенства соответствующих им амплитуд напряжений) будут оказывать различное повреждающее действие на материал и тем большее, чем большая длительность действия напряжений, особенно максимальных, в течение цикла. Поэтому действие определенного количества циклов N высокочастотной нагрузки приводит к меньшему усталостному повреждению материала по сравнению с действием такого же числа циклов N низкочастотной нагрузки той же амплитуды. Отсюда и повышение предела выносливости и циклической долговечности при увеличении частоты ыагружения. Но все это справедливо для частот меньше некоторой критической (зависящей от материала, [c.334]

Таким образом, только при разработке способов ускоренных испытаний на основе высокочастотного циклического нагружения можно достичь прямой реализации двух из трех указанных выше факторов, определяющих усталостный процесс, т. е. достичь наиболее полного моде.лироваиия его в ограниченное время. Этим определяются потенциальные возможности высокочастотных усталостных испытаний при разработке способов ускоренного определения характеристик усталости материалов. Реальные возможности и преимущества таких испытаний изучены еще но в полной мере. Однако ясно, что весьма перспективно для практики применение высокочастотного циклического нагружения для сравнительных [c.335]

Выводы и технологические рекомендации. Усталостная прочность жаропрочных сталей и сплавов при рабочих температурах и высокочастотном нагружении существенно зависит от следующих основных параметров качества поверхностного слоя шероховатости поверхности, глубины и степени наклепа. Технологические остаточные макронапряжения независимо от их величины и знака не оказывают заметного влияния на характеристики усталости. В условиях циклического нагружения и высоких температур они быстро релаксируются. [c.230]

С увеличением скоростей и мощностей двигателей и энергомашин все большее значение приобретает усталостная прочность деталей и узлов, воспринимающих переменную нагрузку высокой частоты. Поскольку детали в реальных конструкциях подвержены воздействию высокочастотного циклического нагружения, а ресурс и надежность их работы в большинстве случаев определяются усталостной прочностью, то возникает необходимость проведения усталостных испытаний в широком интервале частот нагружения. Такие испытания необходимы как для получения характеристик усталости конструкционных материалов, отвечающих реальным условиям их работы, так и для различных технологических исследований с целью обоснования выбора методов и установления оптимальных режимов обработки силовых деталей двигателей. [c.233]

Учитывая большую трудоемкость и высокую стоимость усталостных испытаний, а также тот факт, что исследуемые стали и сплавы широко используют для изготовления лопаток компрессоров и турбин ГТД, признали целесообразным основные усталостные испытания по изучению эффекта частоты производить на плоских образцах. Это также оправдывалось и тем, что влияние параметров качества поверхностного слоя на характеристики усталости при высокочастотном нагружении изучали такжё на плоских образцах, наиболее удобных для технологических исследований. [c.235]

Некоторые динамические явления представляют серьезную опасность для конструкций, например, резонанс, возникающий в колеблющейся системе и состоящий в значительном нарастании, при определенных условиях, перемещений, а следовательно, и напряжений. Серьезную опасность для конструкций могут представить высокочастотные колебания с малой амплитудой. Так, вибрдция отрицательно влияет на работу приборов, снижая точность их показаний, на работу станков, понижая точность обработки на них деталей. Вибрация ускоряет износ деталей машин, например, зубьев колес зубчатой передачи. Вибрация может явиться одной из причин исчерпания выносливости (проявления усталости) металла. Весьма сложное и многообразное отрицательное воздействие оказывает вибрация на организм человека. [c.8]

Из приведенного выше краткого обзора наиболее распространенных способов силовозбуждения видно, что при современном уровне развития средств автоматизации процессов управления все способы могут быть использованы для программирования режима испытания на усталость, однако с различными результатами, так как каждый из них имеет свою область применения. Так, высокочастотные способы силовозбуждения, использующие в качестве варьируемой величины напряжение питающего тока, очевидно, малопригодны для воспроизведения программ с небольшим числом циклов в пределах каждого уровня и могут применяться только тогда, когда число циклов составляет десятки или сотни тысяч. Шатунно-кривошипные или различные кулачковые силовозбудители характеризуются относительно низкой частотой, с их помощью могут осуществляться программы с меньшим числом одинаковых напряжений, однако они не обеспечивают быстрого изменения силового режима испытаний. В тех случаях, когда необходимо воспроизведение редко встречающихся в эксплуатации нагрузок, наиболее приемлемыми оказываются тихоходные машины с гидропульсацион-ным силовозбуждением или с возбуждением постоянной силой. [c.64]

На рис. 4, а показана силовая схема высокочастотной машины с электромагнитным возбуждением колебаний для испытаний на усталость. Станина укреплена на основании с большой инёрциониой массой, установленном на пружинах. Статическая нагрузка на испытуемый образец пропорциональна статической деформации скобы. Переменная гармоническая сила возбуждается благодаря движению грузов инерционной массы возбудителя колебаний. Машина работает в режиме автоколебаний. Так как добротность механической колебательной системы достигает нескольких десятков единиц, частота автоколебаний близка к частоте собственных резонансных колебаний. Колонны 2 и скоба 5 испытывают статические нагрузки растяжения и сжатия в зависимости от величины предварительного статического нагружения и растяжения или сжатия испытуемого образца. Скоба 5 нагружена и переменной силой, но так как ее жесткость во много раз меньше жесткости йены- [c.33]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...