Напряжение остаточное температурное

Напряжение остаточное 76 — Расчет методом конечных элементов 105 — температурное 76 [c.341]

К отрицательным качествам следует отнести опять же низкий коэффициент линейного расширения, приводящий к остаточным температурным напряжениям в тех случаях, когда в конструкцию заложены металлические прокладки, например, в местах соединений или когда графит используется как самостоятельный несущий элемент. Другой недостаток углеродных волокон — низкая ударная вязкость. Это создает опасность повреждений при производстве или обслуживании от случайных ударов инструментом или во время транспортировки. [c.85]

Поверхностное упрочнение пластическим деформированием исследовали на сварных соединениях и элементах конструкций самого разнообразного вида с различными типами швов и из различных материалов в зависимости от степени концентрации напряжений, остаточной напряженности, вида и характеристики переменных напряжений, а также температурных условий. [c.237]

Рис. 2.12. Схема образования остаточных температурных напряжений в поверхностном слое

Нагрев поверхностного слоя металла при обработке обусловливает образование в нем температурных напряжений. Допустим, что в процессе обработки цилиндрической детали слой 1 (рис. 2.12) находится в состоянии ползучести. В этом слое внутренние напряжения отсутствуют, а если до того существовали остаточные напряжения, то они снимаются. В слое 2 с температурой ниже но выше нормальной возникают напряжения сжатия, а в слое 3 — растяжения. Напряжения эти временные. Как только наружный слой охладится до температуры tp, он станет упругим. Встречая сопротивление сокращению, он оказывается растянутым в окружном направлении. В слое 2 сжимающие напряжения возрастают. При дальнейшем охлаждении до полного выравнивания температуры по глубине металла растягивающие напряжения в слое 1 возрастают, а в слоях 2 и 3 устанавливается система уравновешивающих сжимающих напряжений. По характеру остаточные температурные напряжения, равно как и обусловленные пластической деформацией, являются напряжениями первого рода. Однако из-за неодинакового тепловыделения на смежных участках обрабатываемой поверхности и различной степени пластической деформации возникают также остаточные напряжения второго рода. [c.53]

Влияние остаточных напряжений может проявляться уже при хранении изделия в изотермических условиях, без нагрузки. При эксплуатационном нагружении изделия размерные изменения протекают под действием суммарного поля напряжений — остаточных и возбуждаемых внешними силами, — включая изменение температурного режима. При этом важны соотношения между пиковыми величинами и знаками остаточных ( а также суммы остаточные + действующие) напряжений и прочностными свойствами материала, в том числе — сопротивлением малым пластическим деформациям. Повышение прочностных свойств может быть одним из путей обеспечения постоянства размеров прецизионных изделий. [c.238]

Диаграмма анализа разрушения помогает определить поведение дефектов различных размеров в разных полях напряжения и температурных диапазонах. Следует иметь в виду, что используемое в этой диаграмме напряжение есть номинальное напряжение, вычисленное с учетом остаточного, температурного и других вторичных напряжений. [c.192]

С точки зрения анализа напряжений влияние температурных эффектов на пластичность может быть изучено на двух уровнях в зависимости от того, какая применяется теория термомеханического поведения — связанная или несвязанная. Большинство важных для техники проблем, касающихся разрыхления, напряжений при сварке, остаточных напряжений после закалки, расчета топливных элементов реакторов и т. д., могут быть достаточно точно изучены в рамках несвязанной теории. При таком подходе температура входит в соотношения между напряжениями и деформациями только благодаря члену, определяющему тепловое расширение кроме того, учитывается влияние температуры на константы материала. [c.203]

Расчет на прочность элементов котла, работающих под давлением рабочей среды, имеет целью определить необ ходимую толщину стенки элемента или допускаемое в нем давление в зависимости от температуры. Элементы котла, работающие под давлением рабочего тела, — барабаны, коллекторы, поверхности нагрева — выполняют в виде цилиндрических конструкций и из труб. В этих элементах имеют место внутренние напряжения — остаточные, и температурные и внешние, возникающие под действием дав- [c.436]

На величину остаточных напряжений, возникающих в отливках от неравномерного охлаждения их в форме, влияют конструкция деталей, температурные поля в них, свойства материала. Основное влияние оказывает не абсолютная разница температур в разных частях отливки, а характер их изменения по сечению. Так, при распределении температуры в сечении отливки по линейному закону напряжения в ней отсутствуют. На величину остаточных напряжений оказывает влияние скорость охлаждения отливки, особенно при температурах, соответствующих переходу металла из пластического в упругое состояние. Для чугуна этот температурный интервал равен 400—700° С. Изменение скорости охлаждения отливки при температурах ниже и выше этого интервала практически не сказывается на величине остаточных напряжений. Ускорение охлаждения отливки в этом интервале увеличивает остаточные напряжения от температурных перепадов по толщине стенки. [c.281]

Собственные напряжения называются температурными, если они вызваны неравномерным нагревом изделия, и остаточными, если они возникли в результате пластических деформаций при сварке. [c.912]

Вкладыши и другие детали перед укладкой в коробки обертывают бумагой, а коробки по разъему с крышкой обмазывают огнеупорной глиной. Коробки с деталями загружают в печь с температурой не выше 250—300° С, а затем температура печи повышается со скоростью не более 40—50° С в 1 ч до температуры отпуска. Температура промежуточного отпуска должна быть на 30—50° С ниже основного отпуска. Выдержка деталей в печи при температуре отпуска должна быть не менее 6 ч. Охлаждение коробок с деталями производят в печи до температуры 200° С. Последующее охлаждение может быть проведено на воздухе в коробках или в печи с открытой дверью. Твердость деталей при промежуточном отпуске не должна изменяться. Интервал между отпусками для снятия остаточных температурных напряжений выбирается на основании наблюдений за появлением сетки разгара и трещин в местах концентрации напряжений. [c.175]

Аналитическим методом скорость охлаждения определяют на основании следующих расчетов перепада температуры деформации в процессе обработки давлением температурных напряжений остаточных напряжений напряжений от объемных изменений при фазовых превращениях, неравномерной деформации и механического упрочнения определения скорости охлаждения, обеспечивающей диффузию водорода из стали и исключение образования флоке-нов (для случая охлаждения стали). [c.81]

Предположим, что после полного исчезновения температур ных напряжений Ог, Ot диск быстро охлаждают и его темпера тура Q = f r) падает до нуля. Нагретый и испытавший релаксацию диск будет полностью свободен от напряжений, однако после охлаждения в нем снова должны возникнуть напряжения из-за температурного объемного сокращения —3а0, испытываемого его элементами. Поскольку это равносильно наложению на поле — 0 температурного поля 6=f(r), то очевидно, что, будучи охлажденным, диск подвергнется действию системы остаточных температурных напряжений, в точности равных по величине и противоположных по знаку напряжениям, выражаемым соотношениями (13.123), в которых нужно положить / = 0. [c.503]

В сварных деталях внутренние напряжения образуются вследствие их неравномерного нагрева и остывания во время сварки. В момент перемещения источника тепла в виде электрической дуги или газового пламени происходит сильный (до 1600 ) нагрев основного и наплавляемого металла в зоне наплавки, причем тепло, а следовательно и температура, распределяется неравномерно Участки металла, окружающие зону высоких температур, обладая более низкой температурой, препятствуют свободному расширению металла в зоне высоких температур и тем самым создают в этой зоне напряжения сжатия, которые, так как металл в зоне наплавки находится в пластическом состоянии, вызывают в нем значительные пластические деформации После остывания в зоне наплавки вместо напряжений сжатия образуются остаточные напряжения растяжения, так как свободному уменьшению объема охлаждающегося металла этой зоны мешают связанный с ним остальной металл детали. Отличительными особенностями сварных деталей являются остающиеся после полного их остывания внутренние напряжения и остаточные температурные деформации. [c.237]

Не менее важной стадией процесса отверждения намотанной заготовки изделия для обеспечения монолитной структуры композита в изделии является стадия охлаждения. Выбор оптимального режима охлаждения отвержденного изделия с учетом релаксационных эффектов, происходящих на этой стадии в композите, позволит снизить остаточные температурные напряжения. Поэтому задача обеспечения ненапряженного состояния материала и готового изделия есть получение монолитной, без дефектов структуры материала и стабильных геометрических характеристик изделия. [c.49]

Типичным случаем является возникновение остаточных температурных (термических) напряжений при неравномерном охлаждении изделия по сечению, например при закалке и т. п. (рис. 83,а). Поверхностный слой цилиндрического сплошного образца охлаждается и уменьшает свой объем быстрее, чем его внутренняя часть, и сжимает последнюю ( эффект обруча ), В результате во внутренней части возникнут временные напряжения сжатия, в поверхностном слое — напряжения растяжения Ор (рис, 83,6). При Ор От (при данной температуре) в этом слое произойдет пластическая деформация— необратимое изменение размеров. Когда периферийный слой уже охладился, центральная часть еще охлаждается и стремится уменьшить свой объем. Этому препятствует уже охладившийся периферийный слой. В центральной части образца возникнут остаточные напряжения растяжения, в периферийном слое — сжатия (рис, 83,б). Величина остаточных напряжений тем больше, чем выше разность температур по ечению и, следовательно, чем больше скорость охлаждения. [c.192]

В случае сварки металлов, претерпевающих фазовые превращения при достаточно низких температурах, т. е. таких температурах, когда вязкое течение практически уже прекратилось, на поле остаточных температурных напряжений накладывается поле фазовых напряжений, являющихся следствием изменения удельного объема металла при фазовых превращениях. При сварке таких металлов временные напряжения можно представить как сумму трех слагаемых Ф+ У+К, где К — функция свободных фазовых деформаций, размеров изделия и механических свойств металла. Остаточные напряжения представляют собой сумму Ч Ч-К. Соотношение между этими слагаемыми существенно зависит от размера изделия. При увеличении размеров изделия влияние функции убывает, и знак остаточных суммарных напряжений определяется знаком температурной составляющей остаточных напряжений. Чем меньше размер изделий, тем меньше влияние температурной составляющей и тем больше значение функции К — фазовой составляющей суммарных остаточных напряжений. [c.247]

Анодные трансформаторы ламповых генераторов оборудованы устройствами для автоматической стабилизации напряжения низкой частоты, подводимого к выпрямителю генератора. После выпрямителей устанавливаются Г- или Т-образные фильтры для уменьшения колебаний амплитуды выпрямленного напряжения. Остаточные колебания амплитуды после фильтров составляют 1—4%. Меньшие колебания амплитуды выпрямленного напряжения допускаются при изготовлении труб из нержавеющих сталей, алюминия, меди, латуни, циркония и других металлов и сплавов, имеющих узкий температурный диапазон свариваемости. При сварке труб из низкоуглеродистых сталей, обладающих широким температурным диапазоном свариваемости, допускают большие колебания напряжения. [c.163]

Как было указано, в процессе нагрева и охлаждения сварных соединений из разнородных сталей происходит изменение поля остаточных напряжений. В зоне сплавления перлитной стали с аустенитным швом, где напряжения скачкообразно меняют знак и где, следовательно, действуют высокие скалывающие напряжения, циклические температурные изменения могут приводить к появлению разрушений типа усталостных. При наличии в этой зоне местных ослаблений, вызванных развитием переходных прослоек диффузионного характера, неблагоприятное влияние остаточных напряжений может проявиться наиболее резко. Поэтому принятие мер для устранения указанных прослоек является непременным условием повышения работоспособности сварных соединений разнородных сталей и в первую очередь тех из них, которые работают в диапазоне температур выше 450 -ь 500° С при наличии большого количества температурных циклов. [c.179]

При использовании различного рода теплозащитных (металлических) покрытий, а также применяя сложные многослойные конструкции, например, сопловых устройств, в процессе их работы необходимо учитывать возникающие напряжения. В частности, для весьма распространенных в зарубежной практике сопел, изготовляемых с применением пиролитического графита, учитываются остаточные напряжения в пирографите, возникающие вследствие анизотропии его свойств напряжения, обусловленные температурным градиентом в графите при рабочих режимах напряжения, вызываемые неравномерным распределением температур в отдельных слоях многослойной конструкции напряжения, вызываемые динамическим давлением истекающих газов [102]. Суммарные напряжения не должны превышать характеристик прочности материалов при высоких рабочих температурах. [c.147]

На ободе диска тангенциальные напряжения в момент запуска при наличии большого температурного градиента отрицательные, затем при выравнивании температуры они меняют знак, становятся положительными. На XI расчетном этапе заметно влияние обратного температурного градиента, с чем связано увеличение растягивающих тангенциальных напряжений. Остаточные напряжения соответствуют XII расчетному этапу. [c.389]

Остановимся на некоторых примерах выбора коэффициентов запаса для деталей турбин. Для статических напряжений можно допускать коэффициенты запаса даже меньшие 1, если при подсчете упругих напряжений учтены температурные напряжения, а возможное поле остаточных напряжений не принимается во внимание. Если напряжения рассчитываются только от центробежных сил, коэффициент запаса принимают 1,4-1,5. Так, например, обычно коэффициент запаса статической прочности в пере лопаток Лет = о длз/о стл > 1,5, ще <Гд.па - эквивалентное значение предела длительной прочности, рассчитанное исходя из принципа суммирования повреждений на регламентированных техническими условиями ГТУ режимах работы применительно к соответствующим ресурсам. В хвостовиках лопаток и в замковых выступах дисков допустимый запас прочности по статическим напряжениям обычно варьируется в пределах от 2 до 3. Столь большой запас вызван тем, что в расчетной практике учет неравномерности распределения усилий по зубцам, величины концентрации напряжений в условиях ползучести применительно к реальным условиям работы, а также точности изготовления (в пределах заданных допусков) не нашел еще широкого применения. [c.533]

Неравномерный нагрев и изменение объема металла вследствие температурного расширения, фазовых или структурных превращений приводят к возникновению упругих и пластических деформаций. В результате пластических деформаций в сварных элементах после полного охлаждения остаются собственные напряжения, которые называются остаточными напряжениями. [c.407]

Механизм образования остаточных напряжений при сварке можно проиллюстрировать следующим примером [17]. Рассмотрим пластину, по краю которой перемещается источник нагрева, создающий установившееся температурное поле с максимальным нагревом в точке расположения источника (точка О на рис. 11.1, а). При этом в крайнем волокне пластины возника- [c.407]

В этом методе решения рассматривается квазистационарное температурное состояние в пластине. Деформации и напряжения на стадии нагрева определяют в поперечном сечении пластины, где зона разогрева до 873 К имеет максимальную ширину. Напряжения и пластические деформации укорочения в этом сечении определяются из условия равновесия внутренних сил, выполняемого в результате графических построений [17]. Аналогичные построения выполняют для сечения пластины в зоне полного остывания, в результате чего определяют остаточные напряжения и деформации. [c.416]

Нанесение предельных отклонений размеров. Рассмотренные выще размеры деталей, наносимые на чертеже, называют номинальными. Номинальные размеры находят расчетами деталей (на прочность, жесткость и др.), а также назначают из конструктивных или технологических соображений. Однако действительные значения размеров деталей и изделий могут отличаться от номинальных вследствие неточности технологического оборудования, погрещностей и износа инструмента и приспособлений, силовой и температурной деформации системы станок — приспособление — инструмент — деталь, неоднородности физико-механических свойств материала и остаточных напряжений в деталях, а также из-за ощибок рабочего и других причин. [c.282]

Отжиг I рода в зависимости от температурных условий выполнения устраняет химическую или физическую неоднородность, созданную предшествующей обработкой. Проводится при температурах выше или ниже температур фазового превращения и с очень медленной скоростью охлаждения (чаще всего вместе с печью). Существует три вида отжига I рода гомогенизирующий (диффузионный), рекристаллизационный и для снятия остаточных напряжений. [c.52]

В настояще.м параграфе рассматриваются методы контроля остаточных напряжений в покрытиях, нанесенных на подложку из различных материалов. Особенностью таких соединений является то, что при любом способе нанесения покрытия система пленка-подложка находится в механически напряженном состоянии, поскольку основными компонентами остаточных напряжений при нанесении пленок являются температурные напряжения, обус.ловлен-ные отличием коэффициентов температурного расширения материалов пленки и подложки, а также структурные напряжения, вызванные различного рода дефектами. Даже в достаточно тонких пленках, толщиной 0,1 — 1 мкм, остаточные напряжения могут достигать предела прочности материалов, составляющих систему, превышение которого приводит к ее разрушению. [c.114]

По характеру и охватываемым объемам остаточные температурные напряжения и напряжения, обусловленные пластической деформацией, относятся к напряжениям первого рода. Однако из-за неодинакового тепловыделения на с.межных участках обрабатываемой поверхности н различной степени пластической деформации возникают [c.49]

Разрушение хрупких покрытий часто происходит по краям изделий и обусловлено значительными температурными напряжениями (остаточными или эксплуатационными). Рациональный выбор конструкции, технологии изготовления и режимов эксплуатации изделий с покрытиями должен опираться на анализ указанных напряжений. При этом, на наш взгляд, целесообразно рассматривать напряженное состояние в двух опасных точках, расположенных на границе с подложкой, одна из которых лежит непосредственно на конце покрытия, а другая — на некотором удаленпи от конца. [c.22]

Решение, которое мы теперь имеем, не соответствует, однако, тому случаю, для которого мы должны найти решение. Именно, обычно конец трубы, для которой нужно определить температурные напряжения, внешними силами не нагружен решение для этого случая нам и нужно еще найти. Но это можно сделать, основываясь на решении, уже. найденном нами. Для этого к рассматриваемому напряженному состоянию добавим другое, создаваемое силами, приложенными к концам трубы и имеющими направление, противоположное тому направлению, которое имели остаточные температурные напряжения. Тогпа при сложении решений напряжения по торцам тpyбы происходящие от внешних сил, и остаточные температурные взаимно уничтожаются, и у нас останутся лишь температурные напряжения в ненагружеиной трубе. [c.274]

Лодзей A. B., Серебренников Г. 3. Определение остаточных температурных напряжений в сплошных цилиндрах. — Науч. докл. высш. школы, Машиностр. и приборостроение, 1969, № 1, 171. [c.199]

Номинальные напряжения возникающие от механических нагрузок вне зон концентрации, обычно находятся в пределах упругости (о < т/ т) Если к этим напряжениям добавляются температурные и остаточные 1 апряжё-ння, которые приводят к образованшр пластических деформаций, то Kf н К определяют по уравнениям линейной механики разрушепия с усложнением вида функции / (/ i). Если суммарные напряжения превышают предел текучести (о > Tj), то необходимо рассчитать относительную номинальную упругопластическую деформацию [c.75]

Скорость охлаждения заметно влияет на величину временных напряжений в температурной области фазового у- -а-пре-вращения (рис. 10.5). Различие в кинетике структурных превращений приводит также к изменению величины остаточных растягивающих напряжений в образцах. С повышением скорости охлаждения Ше/5 в интервале 0,6—50 °С/с у стали 14ХГН2МДАФБ они уменьшаются от 240 до 150 МПа. [c.186]

Расчетная схема для анализа НДС при взаимодействии остаточных и эксплуатационных напряжений представлена на рис. 6.3. Поля собственных ОН моделировались путем решения упругой задачи с начальными деформациями е , равными остаточным пластическим деформациям sP, полученным при решении динамической или квазистатической упругопластической задачи по взрывной запрессовке или гидровальцовке трубки в коллектор. Нагрев металла трубки и коллектора до температуры эксплуатации 7э осуществлялся линейно по времени за время т = = 10 ч. Одновременно с температурным воздействием проис.хо-дит нагружение коллектора давлением Р. В результате такого нагружения в коллекторе возникают некоторые осевые и [c.339]

Представим себе металлический стержень со свободной длиной I, жестко закрепленный с одной стороны (рис.-21, а). Если его нагреть, то такой стержейь удлинится на некоторую величину = =а.1Т, где а — температурный коэффициент расширения, / — длина стержня, Т — температура нагрева. Если теперь охладить стержень до начальной температуры, то удлинение исчезнет и стержень вновь будет иметь начальную.длину /. Поскольку ничто не мешало удлинению и укорочению стержня, то в нем вё возникнет никаких ни временных, ни остаточных напряжений. [c.33]

В процессе эксплуатации причиной многих отказов оболочковых конструкций является разрушение от трещиноподобных дефектов, которые возникают как в процессе сварки, монтажа и сооружения, так и в результате эксплуатационных повреждений. Обеспечение Tf)e6y Moro уровня надежности и работоспособности констр кций в процессе эксплуатации предполагает наличие информации о нагру женности стенки оболочки, которая является интегральной величиной действу ющих силовых воздействий на конструкцию (механических, температурных, монтажных и др.). Традиционно используемый для получения данных метод тензометрии позволяет получить информацию о напряженном состоянии конструкции при эксплу атационных нафузках. Начальное напряженном состояние конструкции при этом не измеряется. Однако известно, что начальные напряжения (монтажные, остаточные сварочные и др.) могут оказать значительное влияние на работоспособность и на-дежность при эксплуатации,В связи с этим на передний план выходят методы оценки реальной нафуженности конструкций, позволяющие [c.63]

Для сталей высокой прочности, алюминиевых и титановых сплавов в широком интервале температуры критические значения коэффициентов интенсивности напряжений мало зависят от температуры. Поэтому оценку сопротивления хрупкому разрушению элементов конструкций из таких материалов следует проводить по минимальным значениям / i . Как показано в 3, при определении по уравнениям (3.13) критических значений температуры элементов конструкций имеет существенное значение учет роли размеров напряженных сечений, остаточной напряженности, деформационного старения и охрупчивания в условиях эксплуатации. Эти факторы принимаются во внимание путем введения соответствующих экспериментально устанавливаемых температурных сдвигов А нр, и АГкрг (см. рис. 3.8). [c.64]

Релаксационные явления объясняются неустойчивостью внутреннего напряженного состояния, обусловленного неоднородностью строения поликристаллического тела. В нем неизбежно находятся участки как упругонапряженные, так и пластически деформированные. Объемы, находяп1иеся в различных состояниях, неодинаково реагируют на внешние силовые воздействия, в результате чего и возникает процесс перераспределения напряжений и деформаций. Процесс выравнивания поля внутренних напряжений при обычных температурных условиях протекает крайне медленно. Процесс снятия внутренних напряжений можно значительно ускорить путем применения искусственных приемов, создающих в материале пластическую разрядку. Одним из них является наложение дополнительных напряжений. Однако, если металл или сплав обладает свойством упрочняться, а таких большинство, пол-ност1>ю освободиться от остаточных напряжений не удается наложением даже очень больших напряжении. [c.44]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...