Кривые Велера напряжений и пределов выносливост

Как известно, усталостные испытания являются длительными, так как предел выносливости определяется при накопленном числе циклов нагружения, равном для стали Ю циклов, а для легких сплавов и других металлов, кривые усталости которых не имеют горизонтальных участков, 10 циклов (ГОСТ 2860—65). Для построения кривой Велера (кривой выносливости) по ГОСТ 2860—65 необходимо испытать образцы на 4—5 уровнях напряжений, превышающих предел выносливости, т. е. 8—10 образцов. Особенно много времени требуется для испытания образцов, деталей или машин в целом на низких уровнях напряжений (при наиряжении, равном пределу выносливости или близком к пределу выносливости). В то же время часто бывает необходимо определить предел выносливости еще в процессе проектирования или провести сравнительные испытания нескольких изделий на усталостную прочность. В этом случае были бы удобны ускоренные методы испытаний, требующие меньших затрат времени, хотя и не обеспечивающие такой точности, как обычные методы. [c.61]

Предел выносливости (усталости) для данной марки металла определяют экспериментальным путем и обозначают через Or, где индекс г — величина асимметрии цикла. Напрнмер, a i — предел выносливости для симметричного цикла (г = —1), оо —предел выносливости для пульсирующего цикла (г=0). На рнс. 3.31 показан типичный график зависимости напряжения от числа циклов нагрузки для черных металлов (кривая Велера), где ов — предел прочности и Or — предел усталости. [c.123]

Как уже было отмечено, при наиболее неблагоприятных спектрах - длительном действии переменных напряжений ниже предела выносливости и периодических больших нагрузках - параметр Др существенно снижается. Упрощенный расчет по корректированной теории суммирования повреждений предусматривает суммирование действия напряжений всех уровней и постоянное среднее значение параметра Ор = 0,4. Такой расчет может рассматриваться как простейший вариант корректированной теории суммирования повреждений и как расчет, основанный на экстраполяции наклонного участка кривой усталости Велера. [c.103]

До 1940-х годов усталостными считали процессы при числе циклов N = Ю - 10 и выше. Переходная область между N = = 4 (статическая прочность) и Л/ > 10 -г- 10 циклов (классическая усталость) оставалась почти неизученной, так как левую часть кривой Велера при малых числах циклов и, следовательно, более высоких напряжениях, чем предел выносливости, обычно считали практически мало интересной. [c.203]

Полученная кривая Велера вначале круто идет вниз, а затем становится все более пологой, асимптотически приближаясь к постоянной величине напряжения, которое и является пределом выносливости материала. [c.42]

Отмечено некоторое отличие в длительности стадий усталостного разрушения исследованных материалов. Увеличение прогиба в начале испытаний на первом участке первой стадии у образцов из сплава на основе титана и стали 30 происходит очень быстро, в течение 500—2000 циклов, длительность же второго участка первой стадии, характеризуемого уменьшением прогиба, различна. Так, максимум на диаграммах усталости для стали 30 наступает через 5—10 тысяч циклов при всех напряжениях выше предела усталости, то есть длительность первой стадии очень мала и составляет 2% от общей долговечности образцов. Длительность же первой стадии для сплава на основе титана значительно больше (14—27% от долговечности образцов). Это объясняется тем, что в стали 30 как процессы упрочнения, так и процессы разупрочнения протекают очень интенсивно, в результате чего относительно рано появляются микроскопические трещины усталости, вызывающие необратимые повреждения и снижающие усталостную прочность. Указанный вывод подтверждается известным фактом малой выносливости при перегрузках среднеуглеродистых отожженных сталей, для которых кривая повреждения (кривая Френча) проходит почти параллельно горизонтальной части кривой Велера. [c.39]

Для алюминиевых сплавов кривая Велера не имеет в правой части явно выраженного горизонтального участка. Поэтому приходится говорить не о подлинном пределе выносливости (как в случае стали), а об условном (ограниченном), указывая базу (число циклов), на которой его определяли. Темп падения напряжения замедляется примерно через 10 —10 циклов, в соответствии с этим и выбирают базу испытаний 2 10 , 5-10 и т. д. [c.418]

Зависимость напряжений о-1 от числа N циклов нагружений построена в полулогарифмических координатах (рис. 31) по результатам экспериментов, обработанных по методу наименьших квадратов. Расчет параметров кривых выполнен на ЭВМ. Кривые выносливости построены по результатам исследования 2и—30 образцов. Так как построение кривых выносливости классическим методом Велера требует длительных испытаний [17] особенно при напряжениях, близких к пределу выносливости, использован ускоренный метод определения предела выносливости с помощью критериев усталости В. С. Ивановой критического напряжения Ок, критического числа циклов нагружения Л к и коэффициента а . Величины Л к и постоянны и для черных металлов соответственно составляют 2-10 циклов и 6 кгс/М М . Предел выносливости [c.65]

При перегрузках с общим числом цш лов от 100 до 5-10 допускаемое напряжение оценивают в зависимости от временного предела выносливости в соответствии с наклонным участком кривой Велера в малоцикловой области. При ударном действии предел выносливости составляет 0,85—0,95 от предела выносливости при плавном циклическом нагружении. Коэффициенты безопасности следует выбирать несколько большими, чем при расчете па длительную выносливость, из-за опасности даже однократного превышения предела статической и ударной прочности. [c.294]

Пределы выносливости при изгибе с кручением. Всего было выполнено 27 серий основных опытов, в которых испытано 217 сплошных образцов. В каждой серии опытов одно из напряжений оставалось неизменным, второе менялось от опыта к опыту. Для машины НУК неизменным оставалось напряжение т, менялось напряжение о, для машины К — наоборот. Результаты опытов статистически обрабатывались по методу проф. Митропольского, строились кривые Велера и определялись пределы выносливости, которые приводятся в таблице и на фиг. 3 и 4, где нанесены также результаты ранее выполненных работ. [c.366]

Впервые циклическая долговечность для симметричного цикла была исследована Велером, который установил, что каждой амплитуде Оа соответствует своя циклическая долговеч-ность N, т. е. число циклов напряжений, Е1ыдерживаемых кон- О N струкцией до усталостного разрушения. График, характери- Рис. 8.20 зующий зависимость между амплитудами цикла Оа и циклической долговечностью N для одинаковых образцов, построенный по параметру коэффициента асимметрии цикла (рис. 8.20), носит название кривой усталости. Для сталей кривая усталости при некотором напряжении a/j, называемом пределом выносливости, имеет тенденцию выхода на асимптоту, параллельную оси ON. При N 10 кривая усталости практически приближается к этой асимптоте. Таким образом, при а с практически разрушение не происходит при очень большом числе циклов. Однако у материалов типа алюминия, меди и других не существует определенного предела выносливости и кривая усталости приближается к оси ON при большом числе циклов. Для таких материалов назначается предел ограниченной выносливости а/ лг — наибольшее напряжение цикла, которое материал выдерживает при заданном Обычно yV ,p = ]0 (рис. 8.21). [c.173]

Обобщенная диаграмма усталости приведена на рис. 19, где AB — кривая выносливости (кривая Велера). При напряжениях ниже длительного предела выносливости микротрещнны не развиваются. А В С — линия начала появления субмикроскопи-ческих трещин и А С — линия начала образования микротрещин или линия необратимой повреждаемости (линия Френча). При критическом напряжении усталости разрушение про- [c.82]

Различают два вида определений предела выносливости длительные (основные) и ускоренные (косвенные). Длительные испытания, проведенные на серии одинаковых образцов, дают возможность установить зависимость между максимальным напряжением цикла Ornas И ЧИСЛОМ 6ГО повторений Л/, нсобходимым для разрушения образца. Эту зависимость представляют обычно графически (рис. 88) в виде так называемой диаграммы выносливости (кривой Велера). Ускоренные методы позволяют лишь косвенным образом приближенно установить величину предела выносливости на основании результато1в испытания одного образца. Использование ускоренных методов возможно только при наличии дополнительного оборудования, и применимы они лишь для стали при испытании на изгиб по специально разработанной методике. [c.152]

Во многих случаях напряжения в конструкции при периодических нагрузках превышают предел усталости. Это относится, например, к деталям авиационных двигателей, лопастям несухцих винтов вертолетов, к ряду объектов военной техники, срок эксплуатации которых очень ограничен различными причинами. В этих случаях важно знать характеристики ограниченной выносливости, которые определяют ресурс детали или конструкции, обеспечивают сопротивление усталостным разрушениям в течение определенного срока, т. е. некоторого числа циклов. Поэтому,, если при расчетах на усталость из всей кривой Велера важно знать фактически лишь одну точку — предел усталости, то при расчете на ограниченную выносливость суш.ественное значение приобретает верхняя часть кривой Велера. Однако характеристики работы детали и ее ресурс, поскольку он задан, исходя из других соображений, фактически определяют уменьшенную базу испытаний на усталость. Тем самым главным становится по возможности наиболее точное воспроизведение в испытаниях истинных условий работы детали и установление статистических характеристик, определяющих вероятность разрушения детали при напряжениях, отличающихся от выявленного таким образом условного предела усталости (предела ограниченной выносливости), и при числах циклов, отличающихся от базы испытаний. Последнее особенно важно в связи с тем, что при напряжениях, заметно превышающих истинный предел усталости и близких к пределу статической прочности, разброс данных усталостных испытаний бывает очень большим. В последние годы статистическим методам обработки данных усталостных испытаний уделяется большое внимание. [c.306]

В практике лабораторных испытаний наиболее распространенным методом испытания на усталость является метод Велера- Этот метод связан с испытанием большого числа образцов при различных напряжениях и определением предела выносливости. Число образцов, необходимых для получения кривой Велера, составляет, как правило, не минее 10. Сдедует отметить, что при испытаниях на усталость при максимальнь1х напряжениях значительно ниже предела текучести возникающая в процессе испытаний трещина развивается в условиях плоской деформации. [c.109]

В практике лабораторных испытаний наиболее распространенным методом испытаний на усталость является метод Велера [133—137], связанный с испытанием большого числа образцов при различных напряжениях и определением предела выносливости. Как правило, число образцов, необходимых для получения кривой Велера, составляет не менее 10. Кривые усталости, построенные по методу Велфа, определяют предел выносливости в зоне ограниченной долговечности, число циклРв которое выдерживает образец до разрушения при данном номиналы ом напряжении. Они совсем не учитывают влияния трещин (нарушений салонности), образующихся и развивающихся в процессе испытаний, на общее сопротивление усталости. Однако в условиях эксплуатации в нагруженных узлах и деталях это номинальное напряжение (предел выносливости) может быть значительно превышено в местах образования трещин или в местах расположения концентраторов напряжений. Очевидно, что, используя результаты испытаний на усталость, полученные по методике Велера, можно существенно превысить безопасное допустимое напряжение при расчете нагруженных узлов деталей. [c.136]

Предел выносливости. Многочисленные испытания позволяют предполагать, что кривая Велера для стали, чугуна и ряда других тяжелых металлов и сплавов имеет горизонтальную асимптоту, не совпадающую с осью абсцисс. Далее, существует напряжение а,-> О, такое, что из неравенства Стщах I с достаточно большой вероятностью следует, [c.152]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...