Запас при усталости — Определение

Для определения коэффициента запаса при действии переменных напряжений используется схематизированная диаграмма усталости Од — а , краткие сведения о которой были приведены в 74. [c.302]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАСОВ ПРОЧНОСТИ ПРИ УСТАЛОСТИ [c.566]

Определение запасов прочности при усталости [c.567]

По традиции основное внимание уделяют расчетам валов на изгиб с кручением. При этом многие преподаватели аргументируют актуальность этого вопроса потребностями курса деталей машин. Эта аргументация явно несостоятельна, так как расчет валов в курсе деталей машин в настоящее время принято вести предварительно на чистое кручение по пониженным допускаемым напряжениям, а окончательно — на сопротивление усталости (определение расчетных коэффициентов запаса). Таким образом, расчеты, основанные на гипотезах прочности, не находят применения. В то же время, по-видимому, не следует отказываться от изложения этих расчетов в курсе сопротивления материалов, так как развивающее значение их несомненно. [c.167]

При определении несущей способности элементов конструкций, работающих на усталость, по изложенным зависимостям в расчет прочности вводят запасы прочности и требования на надежность против усталостных поломок, а также необходимую информацию об усталостных свойствах и действующих напряжениях. [c.164]

Обоснование необходимого запаса прочности, исходя из приведенных зависимостей, возможно в пределах имеющейся экспериментальной информации о функциях распределения (а-1)д и Оа- Обычно это позволяет осуществлять оценки в пределах Zp —3, т. е. для вероятности Р 0,003. Такая вероятность надежности возможна для деталей, которые могут в случае поломок заменяться, а допустимость поломок определяется соображениями безопасности и экономичности эксплуатации. При более высоких требованиях надежности и при ограниченности экспериментальных данных способ определения запаса и аргументация его необходимых значений должны опираться на результаты наблюдений за состоянием изделий в рабочих условиях службы и диагностику ранних стадий нарушения прочности (обнаружение и измерение трещин усталости, накопленного распределенного повреждения, жесткости и др.). [c.169]

Расчет на сопротивление усталости также ведут в форме определения запаса прочности. Если амплитуда и средние напряжения возрастают при нагружении пропорционально, то запас прочности находят из обычного соотношения (см. с. 257) [c.412]

На практике при определении запаса прочности рассчитываемой детали только в редких случаях в нашем распоряжении имеется диаграмма усталости детали. Во многих случаях не бывает и полной диаграммы усталости материала, полученной на основании испытания лабораторных образцов при различных асимметриях циклов. Объясняется это длительностью испытаний и сравнительно небольшим числом машин, на которых такие испытания производятся. Поэтому в практике при расчетах часто пользуются приближенными диаграммами усталости. [c.362]

Для построения приближенных диаграмм и определения по ним запасов прочности автором была предложена зависимость для определения предельной амплитуды от среднего напряжения, включающая (o j) и вторую усталостную характеристику материала, а именно предел усталости при пульсирующем цикле j . [c.362]

Таким образом, долговечность материала в точке Г оказывается наименьшей. Величина Мр, определенная в работе [71], составляла Л/ =4-10 циклов при этом для расчета были использованы кривые термической усталости. Несколько меньшее значение N объясняется тем, что уравнение (6.7) обеспечивает расчет с некоторым запасом. [c.184]

Расчет на усталость состоит в определении действующих нагрузок, сопротивления усталости и запаса прочности. Запас проч-ности по напряжениям и долговечности вычисляется в зависимости от характера внешней нагрузки и других условий работы детали. При стационарном (с постоянной амплитудой) периодическом изменении нагрузки, повторяющемся более чем десятки или сотни миллионов раз в течение предполагаемого срока службы, запас прочности вычисляется по формуле [c.5]

Сопоставим локальные запасы прочности. Запас по знакопеременному течению имеет более определенный (чем принятый местный запас прочности) механический смысл, поскольку при его определении имеется в виду реальная опасность разрушения от термической усталости. При вычислении этого коэффициента определяется максимальное изменение напряжений в точках диска за цикл (а не их абсолютный максимум, как в принятой методике). Таким образом, учитываются обратные температурные перепады, при которых суммарные напряжения на ободе диска могут даже изменять свой знак (разрушение диска, связанное с наличием обратных температурных перепадов, описано в работе [122]). [c.159]

Коэффициенты запасов прочности принимают по числу циклов (ид ) и деформациям (и или и ). При этом расчетные кривые малоцикловой усталости материала и располагаемой пластичности выбирают из условия обеспечения минимальной долговечности, а следовательно, максимального запаса. Коэффициенты запаса назначают в зависимости от типа изделия и его эксплуатационных характеристик, точности определения нагрузок, деформаций, механических свойств и расчетных характеристик, влияния среды, технологии (в том числе свар- [c.23]

Величины запаса прочности устанавливаются на основании опыта эксплуатации и отражают влияние факторов, не поддающихся расчету или экспериментальному определению. Для крановых металлических конструкций при расчете на усталость принимается п = 1,3 для сталей типа Ст. 3 и /г = 1,4 для низколегированных, а для конструкций, транспортирующих жидкий металл, соответственно 1,5 и 1,6 [16]. [c.158]

Приведенные выражения для обычно используются в расчете до значения а ах = при больших значениях напряжений цикла они также могут быть использованы для определения запаса прочности по усталости, но при их действии будет возникать деформация, превышающая заданную s. [c.449]

При расчете на сопротивление пластическим деформациям обычно допускают более низкие запасы прочности -3 связи с тем, что образование остаточных деформаций еще не приводит конструкцию к окончательному разрушению. При расчете на сопротивление хрупкому статическому разрушению запасы прочности должны быть повышены в силу опасности таких разрушений из-за возможного влияния высоких остаточных напряжений, неоднородности материала и т. д. При расчете на усталость запас прочности выбирается в зависимости от достоверности определения усилий и напряжений, уровня технологии изготовления деталей и т. д. [c.484]

Сталь, используемая для изготовления пружин, должна обеспечивать линейную зависимость между деформацией и нагрузкой, т. е. иметь высокий предел упругости. При превышении упругой деформации (например, при навивке пружин) сталь должна обладать определенным запасом пластичности. Если пружина работает при изменяющихся нагрузках, то ее материал должен хорошо сопротивляться усталости. Пружины, работающие при высокой температуре, должны быть стойкими против релаксации. [c.227]

Даны экспериментальные исследования выносливости сталей в коррозионной среде, при асимметричном и двухчастотном нагружении. Изложены теоретические и экспериментальные данные о влиянии параметров нагружения на изменение выносливости при двухчастотном нагружении. Приведены аналитические зависимости для прочностных расчетов и определения запасов прочности на усталость деталей гидротурбин. [c.2]

Так же в запасе надежности осмотры с полученной периодичностью можно начинать с начала эксплуатации при этом будет обеспечена определенная вероятность обнаружения случайных повреждений, не связанных с усталостью, а вызванных другими, как правило, эксплуатационными воздействиями, и недопущения их развития до критических размеров. [c.446]

Эта несуш,ая способность характеризуется напряжениями Ka t в пластическом состоянии и 0в в хрупком. Поэтому наряду с определением коэффициентов запаса прочности по усталости следует определять коэффициенты запаса прочности по статической несущей способности (см. гл. 1). В соответствии с этим диаграмма предельных напряжений будет ограничена по статической несущей способности линией = (или при кручении = как показано на рис. 81. [c.173]

Определение запасов прочности при асимметричном цикле и сложном на-напряженном состоянии. Коэффициенты запаса прочности определяют по усталости и по статической несущей способности. [c.173]

Анализ результатов исследования на усталость натурных конструкций замковых соединений показывает, что значения К, при фреттинге практически не изменяются, с повыщением температуры испытаний. Вопросы определения запасов прочности при переменных напряжениях рассмотрены в разд. 7.2. [c.154]

При расчете запасов по сопротивлению усталости. вместо пределов текучести и подставляют пределы выносливости, определенные с учетом характера нагружения, концентрации напряжений и размеров детали, а вместо напряжений ац и тц — напряжения Oj и тх при симметричном цикле их изменения и ах и 0,5ti (1 + при отнулевом цикле касательных и симметричном цикле нормальных напряжений. [c.233]

В книге изложена современная методика расчета и конструирования валов и опор с подшипниками качения. Приведены расчеты валов на статическую прочность, жесткость, колебания. Достаточно сложным в освоении и применении является расчет валов на прочность при переменных нагрузках. Необходимость его рассмотрения обусловлена тем, что вследствие недостаточного сопротивления усталости происходит разрушение более 50 % валов. В книге рассмотрен расчет с определением коэффициентов запаса прочности по корректированной теории суммирования повреждений. [c.11]

Когда нагрузка и несущая способность подчиняются показательному закону, нормальному и закону Рэлея, в формулах для определения вероятности отказа изделий при действии на них постоянной нагрузки коэффициент запаса умножается на значение функции усталости. [c.88]

Ю " —10 мы/цикл (для стали). Достижение величины АКа определяет резкое изменение ускорения роста трещины вследствие возрастания интенсивности деформации в пластической зоне у вершины трещины [61. Это значение соответствует началу смены доминирующего механизма разрушения на другой конкурирующий механизм или изменение долей конкурирующих механизмов, чему соответствует иногда изменение параметров микрорельефа действующего механизма разрушения. Значение АКа лежит на участке Пэриса диаграммы, разделяя тем самым область II на две ПА, соответствующую сравнительно медленному подрастанию трещины (с небольшим ускорением), и ИВ, соответствующую ускоренному развитию трещины, с резко возросшим ускорением (рис. 3). Во многих случаях в расчеты на долговечность работы материала с трещиной следует брать не величину циклической вязкости разрушения Kf , характеризующую катастрофическую ситуацию, а критерий Ка, обеспечивающий определенный запас долговечности, что предотвращает ускоренный опасный рост трещины. Использование критерия Ка при проектировании элементов конструкции полностью отвечает принципу безопасной повреждаемости, новому принципу конструирования [7]. Как отмечает С. И. Кишкина, согласно этому принципу допущение трещины определенной длины уменьшает коэффициент запаса при конструировании, повышая весовую эффективность конструкции, однако возникновение трещины усталости не должно приводить к аварийной ситуации. [c.254]

Аналогичные процессы зарождения и развития трещины происходят при циклическом нагружении и в рабочих лопатках, однако, их условия работы даже при одинаковых напряжениях будут значительно отличаться от условий работы образцов они отличаются и размерами, и формой, и характером изменения напряжений по толщине и т.д. Поэтому простое использование результатов испытаний образцов для оценки надежности рабочих лопаток затруднительно. На этапе проектирования выход из создавшегося положения состоит в том, что в конструкции допускаются напряжения такие, чтобы материал работал при напряжениях ниже предела усталости с определенным запасом, и трещина не могла бы возникнуть. Тем не менее, опыт многочисленных поломок рабочих лопаток свидетельст- [c.438]

Расчет на сопротивлекне усталости. Этот расчет валов выполняют как проверочный он заключается в определении расчетных коэффн-циентов запасов сопротивления усталости предположительно опасных сечениях, предварительно намеченных в соответствии в эпюрами моментов и расположением зон концентрации напряжений. При расчете принимают, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу (рис. 17.7, а), а напряжения кручения — по отнулевому циклу (рис. 17.7, б). Выбор отнулевого цикла для напряжений кручения основан на том, что большинство валов передает переменные по значению, но постоянные по направлению вращающие моменты [c.195]

При определении запасов прочности при усталости следует учесть возможный характер возрастания переменных и по. тоянных напряжений. Если переменное и постоянное напряжения возрастают пропорционально от точки М на рис. 9 до точки Л/, например, в зубьях колес, то предельные напряжения [c.566]

Запасы прочности при усталости для сложного напряжеииого состояния. Рассмотрим сначала определение запаса прочности при совместном изгибе и кручении вала прн действии переменных напряжений, изменяющихся по симметричному циклу. Запас прочности по подобному циклу найдем из условия (62), внося в него зависимости (77) [c.567]

Определение запасов прочности при усталости для нестационарного нагружения. Детали машин в условиях эксплуатации часто нагружаются переменными напряжениями, амплитуда которых изменяется в процессе иагружеиия (нестационарное нагружение). При многоступенчатом нагружении (рис. 10, а) деталь работает иа нескольких уровнях нагружения. Непрерывное нагружение (рис. 10, б) характеризуется непрерывным изменением амплитуды действующих напряжений. При блочном нагружении (рис. 10, в) в каждом отдельном блоке осуществляется работа на разных режимах. Блочное нагружение типично для машии периодического действия. [c.568]

Остановимся еще вкратце на усталости металлов и сплавов при повышенных температурах. Определение предела выносливости для стали по Вёлеру, если температура достаточно велика, оказывается невозможным кривая усталостной прочности не стремится к горизонтальной асимптоте и в полулогарифмических координатах излома не обнаруживается в этом смысле сталь при высокой температуре ведет себя так же, как цветные металлы при нормальной температуре. Поэтому приходится определять условный предел усталости при очень -большом числе циклов и вводить большие запасы прочности. [c.416]

Объем изучаемого материала невелик и в известной мере ре-цептурен, так как формулы для определения коэффициентов запаса даются без выводов. Достаточно подробно рассматриваются параметры циклов переменных напряжений дается понятие о природе усталостного разрушения, о построении кривой усталости (кривой Вёлера) и экспериментальном определении предела выносливости проводится ознакомление с основными факторами, влияющими на предел выносливости даются формулы для определения коэффициента запаса прочности при одноосном напряженном состоянии и чистом сдвиге, а также при упрощенном плоском напряженном состоянии. Весь подлежащий изучению материал имеется в учебнике [12] менее подробно, но в объеме, достаточном для немашиностроительных техникумов, он изложен в учебнике [22]. [c.170]

Расчеты при сложном напряженном состоянии. Изучение этого вопроса в основном связано с расчетами валов на сопротивление усталости, выполняемыми в курсе деталей машин. Обычно в сопротивлении материалов ограничиваются сообщением учащимся эмпирической формулы для определения общего коэффициента запаса прочности (так называемой эллиптической зависимости Гафа — Полларда) 1/п =1/По2-г1/щ или [c.184]

Расчет на сопротивление усталости заключается в определении расчетных коэффициентов запаса прочности S в предположительно опасных сечениях, предварительно намеченных в соответствии с эпюрами изгибаюпшх и крутящих моменюв, и расположении зон концентрации напряжений и сравнении их с допускаемыми значениями коэффициентов запаса прочности [ ]. При этом должно выполняться условие прочности (1.9) [c.288]

Рассмотрим теперь изменение напрял еиий детали по несимметричному циклу. В этом случае вопрос опреде-, лення запаса прочности или допускаемых напряжений усложняется тем обстоятельством, что приходится брать не одну величину, определяющую предельное состояние, как это имеет место при постоянных напряжениях или симметричном цикле, а две величины. При постоянном напряжении за предельное напряжение принимается предел прочности или предел текучести, а при напряжении, меняющемся симметрично, предел усталости при симметричном цикле ( r i) при несимметричном же цикле предельное состояние характеризуется двумя величинами средним напряжением и соответствующей предельной амплитудой. Поэтому определение запаса прочности или допускаемых напрял<ений в случае несимметричного цикла изменения напряжений в детали носит несколько условный характер. Обычно принято за предельный разрушающий цикл считать цикл с коэффициентом амплитуды (/ ), равным коэффициенту амплитуды цикла детали. Такие циклы, т. е. циклы с равными коэффициентами амплитуд, называются подобными. [c.359]

Следовательно, этом случае пpиxoдиt я задаваться асимметрией цикЛа, что не всегда легко сделать. Запас прочности вообще представляет отношение напряжения предельного состояния к напряжению в детали. Запас прочности при несимметричном цикле при наличии полной диаграммы усталости легко определяется из отношения напряжений, предельного цикла к напряжениям в детали. Если за предельный цикл берется подобный цикл, то при определении запаса прочности безразлично, какие напряжения этих двух циклов сравнивать. Запас прочности будет один и тот же, возьмем ли.мы отношение максимального напряжения предельного цикла к максимальному напряжению в детали, возьмем ли мы отношение амплитуд этих двух циклов или отношение ик средних напряжений, т. е. запас прочности k будет равен [c.361]

Сложившиеся к настоящему времени методы расчета деталей машин заключаются-в следующем. Вначале определяются статические и динамические усилия и соответствующие им максимальные напряжения в сечениях деталей. Затем эти напряжения сопоставляются с предельными напряжениями (пределом текучести или пределом прочности) для принятого -материала деталей в свою очередь, предельные напряжения находятся из справочных данных. С целью учета возможных ошибок при определении цагрузок и выбора величины предельных напряжений задается запас прочности, т. -е. превышение предельных напряжений над расчетными. Если в сечениях рассматриваемой детали имеют место переменные напряжения, то. выполняется расчет детали на усталость, который учитывает уменьшение ее прочности с увеличением числа циклов приложения переменных напряжений, [c.3]

При уточнённом расчёте на усталость по Зодербергу для наиболее благоприятных случаев в смысле возможности точного определения нагрузок и напряжений, а также при однородном материале считается возможным допускать минимальные значения запасов прочности п=1,3. [c.514]

Поверхность предельного состояния характеризует прочность материала детали при пропорциональном нагружении, когда число циклов и длительность действия нагрузки возрастают одновременно в одинаковой степени. На диаграмме рис. 4.8 этому процессу соответствует перемеп] ение по лучу ОА . Если в рассматриваемый момент наработка детали характеризуется горизонтальными координатами точки П, то запас по циклической долговечности (для уровня нагрузки в детали А д) определяется отношением отрезков ОА/ОД. Вертикальные и горизонтальные проекции сечений поверхности предельного состояния представляют собой кривые малоцикловой усталости Ае — Ы, Ае — Тц и зависимость долговечности от длительности выдержки в цикле Тц — N. Эти кривые для конструкций энергетического машиностроения рассмотрены в гл. 2 и 3. Зависимости Ае — N как для литых, так и для деформируемых жаропрочных авиационных сплавов на никелевой основе могут быть представлены уравнениями Мэнсона — Коффина АеМ = С. Особенностью этих сплавов является то, что величины т т С при высоких температурах (750—1050° С) не постоянны, а изменяются в широких пределах т — в 1,5— 2 раза, С — до 10—20 раз). Поэтому использование зависимостей типа Ае — в расчетах деталей авиационных двигателей требует экспериментального исследования соответствуюш его материала и определения постоянных т ж С. Однако возможны некоторое обобш ение экспериментальных данных и вывод расчетных зависимостей, пригодных для определения долговечности. Если рассматривать совокупность полученных экспериментальных точек для материалов одного класса и определить средние значения и границу нижних значений области разброса экспериментальных точек, то для долговечностей 10 — 10 соответствующие уравнения этих кривых можно представить в виде [c.88]

З апасы прочности принимают по числу циклов и деформациям. При этом снижаются кривая малоцикловой усталости материала и значение располагаемой пластичности. Запасы прочности определяются типом изделия и опытом его эксплуатации, точностью определения нагрузок, деформаций, механических свойств и расчетных характеристик, влиянием среды, технологии (в том числе сварки), точностью контроля состояния детали в эксплуатации, разре- [c.189]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...