Усталость при внешнем давлении

Усталостное разрушение (выкрашивание) рабочих поверхностей зубьев — основной вид разрушения зубьев закрытых передач. Возникает под действием переменных контактных напряжений Оц, вызывающих усталость материала зубьев. Обычно разрушение начинается вблизи полюсной линии на ножках зубьев, где возникает наибольшая сила трения, способствующая образованию микротрещин. При перекатывании зубьев масло запрессовывается в трещины и, находясь под большим внешним давлением, вызывает выкрашивание частиц металла (см, рис, 3,3), На поверхности зубьев образуются раковины (рис, 3.103, а), нарушающие условия возникновения сплошной масляной пленки, появляется металлический контакт, что приводит к быстрому износу и задиру зубьев. [c.349]

Под действием внешнего давления предел выносливости, как правило, возрастает. Существуют устройства, позволяющие исследовать влияние гидростатического давления на усталость при осевом нагружении, изгибе с вращением, кручении i[208]. При гидростатическом давлении образец подвергается равномерному трехосному сжатию. Внешнее давление оказывает существенное влияние на механизм развития трещины с момента зарождения разрушения в области интенсивного скольжения. [c.257]

При испытании на усталость в условиях изгиба с вращением обнаружено снижение долговечности алюминиевых проволок из-за вредного влияния жидкости. Однако при отсутствии повреждения эмали отмечалось значительное повышение долговечности. Внешнее давление влияет на стадии зарождения и развития трещин. Необходимо считаться с возможными эффектами коррозии и коррозионного растрескивания, вызываемыми жидкостью, передающей давление. Под влиянием высокого давления н идкость может проникать в дефекты и усталостные микротрещины на поверхности. [c.257]

Первоначальное объяснение [79] явления пластификации основывалось на проникновении под действием капиллярного эффекта полярных молекул, адсорбирующихся на поверхности, в глубь металла через устья микротрещин, существующих на поверхности вследствие пористой структуры твердых тел и дополнительно возникающих в результате усталости поверхностного слоя. Проникшая в микротрещину жидкость создает в ней расклинивающее давление, дополнительно увеличивающееся при внешних механических воздействиях. [c.72]

Резкие изменения температурного поля поверхности лопаток при переходе через зону Вильсона объясняются образованием пленок и насыщением парового пограничного слоя каплями. Хорошо известно, что теплопроводность конденсата существенно выше, чем пара. Пленки и капли поглощают теплоту трения, выделяющуюся в парокапельном пограничном слое, а также теплоту парообразования и выводят ее в тело лопатки. При этом температура стенки приближается к термодинамической температуре ядра течения. Следует еще раз подчеркнуть, что процесс перехода через зону Вильсона является флуктуационным и сопровождается пульсацией полных и статических давлений, а также температур, что и подтверждено настоящими экспериментами. При этом температура внешней поверхности лопаток может колебаться в пределах от температуры торможения до термодинамической температуры, причем в наиболее неблагоприятных условиях по температурной усталости оказываются выходные кромки лопаток. [c.97]

Общая характеристика повреждений. Трещины в зоне отверстий встречаются наиболее часто. По внешнему виду пораженной дефектами зоны можно выделить два основных типа повреждений. Повреждения первого типа (рис. 5, а) наблюдались в зоне отверстий для вводов линий рециркуляции от экономайзера барабанов котлов давлением 100 кгс/см . Этот вид повреждений характерен для термической усталости металла, обусловленной многократными колебаниями температуры при попадании холодной воды на нагретую стенку барабана вследствие недостатков в конструкции узла подвода воды, а также температурных пульсаций среды в барабане при его работе. [c.11]

Явления малоцикловой усталости могут быть обусловлены внешними механическими воздействиями (давление, нагрузка и т. д.) или термическими эффектами вследствие появления температурных градиентов, различия физико-механических свойств материалов и т. д. при повторном изменении режимов работы оборудования. Малоцикловые разрушения, когда процесс формирования предельных повреждений определяется в основном действием циклических температурных напряжений, называют разрушениями от термической малоцикловой усталости. Это частный случай неизотермического малоциклового разрушения, которое может возникать в результате как механического неизотермического, так и термоусталостного малоциклового нагружения. [c.4]

Окружающая среда наряду с усталостью (или без нее) может способствовать стабильному распространению трещины. Как уже выше было отмечено, явление и процесс самопроизвольного разрушения металлических тел под воздействием окружающей среды называется коррозией. В качестве коррозионной среды в условиях действия внешних нагрузок может выступать и водород, содержащийся в сталях. Для сталей источником водорода может быть вода или водяные пары при непосредственном с ними контакте чистой поверхно-сти. Как показывают экспериментальные исследования, в атмосфере очищенного водорода при давлении 0,098 МПа докритический рост трещины в стали Н-11 происходит при меньшем значении коэффициента интенсивности напряжений, чем в обычных условиях. При этом трещина имеет большую скорость роста, чем в полностью увлажненной среде очищенного аргона (рис. 1.16). Это и есть непосредственная форма водородного охрупчивания [6]. Как известно, в стали водород может находиться в атомарном, а иногда и в ионном состоянии. При нормальных условиях в свободном состоянии водород находится в молекулярном состоянии. В то же время водород может диссоциировать в результате хемосорбции на железе. Это позволяет предположить, что причиной хрупкости железа может быть абсорбированный водород. Хемосорбция водорода на железе происходит мгновенно, что подтверждается отсутствием инкубационного периода развития у инициированной трещины. [c.38]

Значительное ухудшение механических свойств в результате наводороживания приводит к возникновению так называемой водородной хрупкости стали (см. также часть вторую настоящей книги). При кратковременном действии статической нагрузки, водородная хрупкость проявляется в снижении показателей пластичности металла и сопротивления разрыву. При длительном действии статической нагрузки у наводороженного металла отмечается снижение длительной прочности и замедленное разрушение (статическая водородная усталость), а в случае действия циклической нагрузки — снижение выносливости стали (циклическая водородная усталость) [29]. Кроме того, при возникновении огромных давлений газообразного водорода во внутренних полостях металла наводороживание может вызвать разрушение стали и при отсутствии внешней нагрузки. [c.47]

После рассмотрения важнейших точек зрения по вопросу собственных напряжений в гальванических покрытиях и по вопросу связи основного металла и покрытия необходимо ответить на вопрос, как влияют различные состояния собственных напряжений на основные свойства материалов (вредные собственные напряжения могут снизить более чем на 50% показатели прочности). Причем соотношения собственных напряжений и напряжений от нагрузки (т. е. появляющихся в результате действия внешних сил) до настоящего времени полностью не выяснены даже для образцов или конструктивных деталей без гальванических покрытий. Это зависит прежде всего от того, что пока нет унифицированных классификаций собственных напряжений, а также от того, что весь вопрос слишком упрощают. В результате при малых сечениях возникающие у поверхности под действием внешних сгибающих сил пики напряжений до известной глубины действия оказываются уменьшенными имеющимися в краевой зоне собственными напряжениями сжатия. Практическое предохраняющее действие и успешное применение собственных напряжений (например, полученных под действием струи дроби или давления на поверхность) в ряде случаев качественно подтвердили это представление. В соответствии с этим предел усталости снижается собственными напряжениями растяжения и по- [c.175]

Коррозия может ускоряться при повышении температуры среды и воздействии внешних сил (давления). Интенсивность коррозии возрастает также при воздействии на металл знакопеременных нагрузок, возникающих при работе машин н механизмов. Такое разрушение принято называть коррозионной усталостью металла. [c.129]

До сих пор нами обсуждались закономерности мало- и многоцикловой усталости при одноосном нагружении. В работе [388] исследованы крестообразные образцы из ферритной и аус-тенитной сталей при двухосном напряженном состоянии. Авторы работ [317, 437] подвергали тонкостенные трубы из алюминиевого сплава внутреннему и внешнему давлению, а также осевому нагружению. Наилучшее соответствие экспериментальным данным было получено при использовании в качестве критериальной величины интенсивности размаха пластической деформации ДеР. В этом случае зависимость Мэнсона—Коффина представлялась в виде [c.130]

Для определения сопротивления усталости металлов при повышенных температурах и внешних давлениях газовых и жидких агрессивных сред разработана установка [84], в которой силовой орган выполнен в виде электромагнита, вращающегося вокруг герметичной камеры. Электромагнит приводит в круговое движение ролик, расположенный в этой камере и закрепленный на свободном конце неподвижного образца. Установка (рис. 9) состоит из корпуса 16, камеры 11, электропечи 12. Вал привода, жестко соединенный с траверсой 8, вращается электродвигателем 7. На траверсе расположены электромагнит постоянного тока S и противовес 4. Электромагнит притягивает к в 1утренней стенке камеры массивный ролик-якорь 6, который вращается на удлинителе 5, жестко соединенном с образцом 10, и одновременно обкатывается по камере. Сила тока на катушках электромагнита устанавливается такой, чтобы ролик постоянно касался стенки рабочей камеры, не создавая при этом заметного усилия. Частота кругового консольного изгиба образца 25 Гц. Амплитуда деформации задается диаметром сменных роликов-якорей [c.26]

Стальные трубы для оболочек тепловыделяющих элементов реактора AGR довольно тонкостенные, работают при температуре до 825° С и подвергаются внешнему давлению со стороны теплоносителя СО2/СО. Наиболее вероятным механизмом, действие которого в конечном счете приводит к разрушению оболочки, следует считать падение пластичности в районе трещины в топливе из двуокиси урана в результате многократного изменения мощности. Чтобы избежать этого, материал должен быть возможно более прочным, хорошо сопротивляться усталостным нагрузкам и иметь высокую пластичность. Эти свойства оболочке придает мелкий размер зерен, получаемый при отжиге после холодной обработки. Сопротивление усталости материала характеризуется соотношением Коффина — Мэнсона, устанавливающим связь между усталостной прочностью и пластической деформацией [c.117]

Металл корпусных деталей должен хорошо сопротивляться (в конструкции) воздействию термических напряжений, неизбежно возникающих при нестационарных режимах работы (см. гл. I), т. е. обладать высоким сопротивлением малоцикловой усталости. Термические напряжения складываются с напряжениями, возникающими от внутреннега (или внешнего) давления, а также с напряжениями от внешних сил. Очень важно, чтобы металл детали, испытывающей термические напряжения, имел возможно более высокий предел текучести при рабочей температуре [4]. [c.422]

Однако в реальных условиях магистральные нефтепроводы и их сварные узлы испытывают действие как статических, так и малоцикловых (повторно-статических) нагрузок от колебаний давления нефти (за сутки может наблюдаться несколько циклов), температуры и других силовых воздействий при одновременном действии коррозионной среды (внутренней или внешней), приводящих в совокупности к коррозионной усталости металла. Раздель- [c.221]

Разрушение от знакопеременных термоциклических нагру-, зок — термическая усталость —наблюдается в чистом виде лишь, в тех деталях, которые нагружены незначительной дополнительной механической нагрузкой (двухопорные сопловые лопатки газотурбинных установок, ковши для разлива металла, тормозные элементы колес и т. п.). Повреждающее действие этого вида нагружения в значительно большей мере проявляется в сочетании с внутренним давлением (котлы и трубопроводы энергетического оборудования), центробежными усилиями и вибронагрузками (рабочие лопатки газотурбинных установок), внешними нагрузками (валки прокатных станов) и другими видами усилий. При этом термоциклическое повреждение поверхностных слоев деталей обычно является причиной возникновения первых очагов разрушения, инициирующих дальнейшее развитие трещин от действия статических или циклических усилий. [c.3]

Исследование скорости развития трещины в зависимости от уровня нагружения, свойств материала, среды и внешних факторов (поляризации, давления и температуры) [8,50]. При таком подходе данные о закономерностях роста трещин иод воздействием агрессивной среды и механических напряжений представляют в виде зависимостей скорости роста трещин при статическом (ко розионное растрескивание) или- динамическом (коррозионная усталость) нагружении от максимального (амплитудного) коэффициента интенсивности К цикла. При этом данные для построения указанных зависимостей (диаграмм разрушения) получают при испытании стацдаргных образцов с трещинами, образовавшимися на образцах в процессе периодического (усталостного) нагружения их на воздухе. Подрастание трещины во времени измеряют по изменению электросопротивления образца, оптическим методам по податливости материала и т. п. Испытания проводят iipn заданной температуре среды, накладывая, по необходимости, на образец анодную или катодную поляризацию. По полученнь м данным рассчиты- [c.132]

Риски глубиной более 0,080 мм, расположенные вдоль образующей или под небольшим углом к ней, являются опасными при работе трубопроводов в условиях переменного рабочего давления. Во всех случаях повышение качества обработки поверхности трубопроводов способствует повышению предела усталости. Например, если цельнотянутые стальные трз бопроводы в состоянии поставки имели предел усталости 22,5 кПмм , то полировка внешней поверхности, выполненная перед проведением испытаний, позволила повысить этот предел на 18%. [c.144]

Значительное ухудшение механических свойств в результате наводороживания приводит к возникновению так называемой водородной хрупкости стали. Разрушение при этом происходит под действием напряжений, которые могут иметь как статический, так и циклический характер (в последнем случае наступает водородная усталость). Величины указанных разрушающих напряжений значительно меньше соответствующих характеристик разрывной и усталостной прочности ненаводороженной стали. Кроме того, наводороживание, как указывалось выше, при соответствующем возрастании давления газообразного водорода во внутренних полостях металла может вызвать расслоение (пузырение) стали. Этот вид разрушения может иметь место и при отсутствии внешней нагрузки. [c.21]

Прочность характеризует свойство металла или сплава сопротивляться действию внешних сил. По способу действия внешних сил различают прочность на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, усталость и ползучесть металла с определением соответствующего предела прочности, выраженного в кПмм . По системе (СИ) предел прочности — это давление, равное 1 н на 1 (1 н/м" ), при котором испытуемый образец металла разрушается. [c.6]

Основными причинами, вызывающими снижение работоспособности путевых машин, являются изнашивание — возникающее в результате трения в деталях и узлах машин усталость — развивающаяся в результате длительного действия переменных по величине и направлениям нагрузок коррозия — вызывающая изменения в деталях машин, проявляющиеся в результате взаимодействия их с внешней средой тепловой износ — износ, возникающий при трении скольжения с относительно большими скоростями и предельными давлениями, связанный с процёссами отпуска, закалки, оплавления и др. [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...