Прочность — Оценка при циклическом нагружении 268 — Пределы

С учетом (1.1.7) для приближенной оценки циклической прочности при мягком нагружении (в пределах точности соотношения О- /оь) уравнение (1.1.6) преобразуется в формулу [c.11]

Выносливость (усталостная прочность) — способность материала или конструкции сопротивляться действию циклических (повторно-переменных) нагрузок. Критерием оценки циклической прочности является предел усталости, т.е. максимальное значение напряжения цикла, при действии которого не происходит усталостного разрушения образца в течение заданного большого числа циклов при нагружении с заданной амплитудой деформации или напряжения. [c.318]

Корпуса современных энергетических установок [1—3] представляют собой ответственные и сложные конструкции, к надежной работе которых предъявляются специальные требования. В соответствии с нормами [4] оценка их прочности проводится по таким предельным состояниям, как пластическая деформация или деформация ползучести по всему сечению, появление макротрещин при циклическом нагружении, разрушение (вязкое и хрупкое) и др. При проведении поверочного расчета, позволяющего уточнить геометрическую форму конструкции и определить допускаемое число циклов нагружения и ресурс эксплуатации. Напряжения рассчитываются, как правило, в предположении упругого поведения материалов и в том случае, если они по расчету превышают предел текучести материала местные напряжения и деформации в зонах концентрации в упругопластической области определяются через номинальные и местные в упругой области. При этом для удобства выполнения расчетов, принятых в инженерной практике, вместо упруго-пластических деформаций рассматриваются условные упругие напряжения, равные произведению этих деформаций на модуль упругости [4]. [c.75]

При повышении надежности оценки пределов выносливости обеспечивается возможность более полного использования резерва прочности и снижения материалоемкости циклически нагруженных объектов. [c.323]

Прочность — Оценка при циклическом нагружении 268 — Пределы 32, 35, 394 [c.451]

Степень влияния местных напряжений на прочность детали существенно зависит от характера нагружения и материала. При расчете конструкции из пластичных материалов, работающей в условиях статического нагружения, местными напряжениями пренебрегают. Это объясняется тем, что при росте нагрузки напряжения в зоне концентрации, достигнув предела текучести, не возрастают до тех пор, пока во всех соседних точках они не достигнут того же значения, т. е. пока распределение напряжений в рассматриваемом сечении не станет равномерным. Иначе обстоит дело при циклически изменяющихся напряжениях. Многократное изменение напряжений в зоне концентратора напряжений приводит к образованию и дальнейшему развитию трещины с последующим усталостным разрушением детали. Для оценки снижения прочности вводят эффективный коэффициент концентрации, равный отношению предела выносливости о 1 гладкого полированного образца к пределу выносливости образца с концентратором напряжений, абсолютные размеры которого такие же, как и у гладкого образца [c.248]

Заканчивая рассмотрение закономерностей сопротивления материалов циклическому упругопластическому деформированию, отметим, что аналитическое выражение диаграмм в форме обобщенной диаграммы деформирования позволяет отразить все основные особенности поведения материалов при повторном нагружении за пределами упругости. Накопленные данные по параметрам обобщенной диаграммы дают возможность для достаточно широкого круга конструкционных материалов рассчитывать кинетику циклических напряжений и деформаций в связи с разработкой критериев и оценкой прочности при малом числе циклов нагружения конструктивных элементов. [c.77]

Основными характеристиками, необходимыми при оценке малоцикловой прочности, являются 1) диаграмма статического деформирования со всеми стандартными величинами прочностных свойств (предел пропорциональности, текучести, прочности) и свойств, характеризующих пластичность (равномерное и полное удлинение, коэффициент поперечного сужения) 2) диаграммы циклического деформирования при симметричном жестком и мягком нагружениях с величинами параметров обобщенной диаграммы деформирования 3) кривые усталости при малоцикловом мягком и жестком нагружениях при симметричном и асимметричном циклах. [c.210]

В связи с изложенным выбор сталей для элементов конструкций, работающих в условиях малоциклового разрушения при различных температурах и различной жесткости нагружения и назначения допускаемых напряжений только по характеристикам статической прочности, оказывается недостаточным. Характеристики пластичности, существенно влияющие на разрушающие амплитуды деформаций и числа циклов до разрушения, не являются расчетными при оценке статической прочности с использованием указанных выше запасов прочности по пределам текучести и прочности. Поэтому в практике проектирования циклически нагружаемых конструкций выбор материалов по характеристикам статической прочности (пределу текучести и прочности) осуществляется на стадии определения основных размеров. Поверочные расчеты сопротивления циклическому разрушению проводятся по критериям местной прочности с использованием как характеристик прочности, так и характеристик пластичности. [c.260]

Методика расчета резьбовых соединений на мапоцикловую прочность при долговечностях 10° — 10 регламентируется нормами [11]. В основу принятых в нормах методов расчета положены принципы оценки прочности по предельным состояниям (см. гл. 2) разрушение, пластическая деформация по всему сечению детали, потеря устойчивости, возникновение остаточных изменений формы и размеров, приводящее к невозможности эксплуатации конструкции, появление макротрещин при циклическом нагружении. При выборе основных размеров резьбовых соединений, изготовляемых из материалов с отношением предела текучести (То,2 к пределу прочности щ, не превышающим 0,6, в качестве характеристики предельного напряжения принимается предел текучести. Запас прочности по пределу текучести = 1,5. В случае изготовления соединений из сталей с в [c.199]

Выносливость (усталостная прочность) — способность материала или конструкции сопротивляться действию циклических (повторно-неременных) нагрузок. Критерием оценки циклической прочности является предел усталости, т. е. максимальное значение напряжения цикла, при действии которого не происходит усталостного разрушения образца в течение заданного большого числа циклов нагружения. Критерием оценки циклической прочности может быть также разрушающее число циклов при нагружении с заданной амплитудой деформации или напряжения. [c.280]

При очень большом числе циклов нагоужения (порядка 10 -1 (г), характерном для транспортных ГТУ (судовых, авиационных), и температурах, при которых ползучесть металла в пределах полотна диска не играет существенной роли, представляется наиболее обоснованным требование практически полного отсутствия пластических деформаций во всех циклах (за исключением разве некоторого, относительно небольшого, количества первых циклов). Этому требованию проще всего удовлетворить при проектировании с использованием расчетов, основанных на теории приспособляемости. Поэтому такой подход в последнее время кладется в основу нормирования запасов прочности для циклических режимов (с учетом температурных напряжений), соответствующих наиболее часто встречающимся в эксплуатации маневрам ГТУ. При этом следует отметить, что в тех случаях, когда в пределах полотна диска имеют место значительные концентраторы напряжений (на ободе, у отверстий для крепления и т.д.), обычный его упругий расчет (лежащий в основе расчета дисков по теории приспособляемости) необходимо дополнять расчетом его по схеме плоской задачи или пространственной осесимметричной задачи теории упругости (например, методом конечных элементов) с тем, чтобы при нахождении условий приспособляемости учесть фактические значения напряжений в районе концентраторов. В тех случаях, когда диск ГТД работает при таких температурах, при которых уже нельзя пренебречь ползучестью его материала, расчет диска по теории приспособляемости (даже если в рамках этого расчета вместо предела текучести используется какая-либо другая характеристика материала, связанная с ползучестью, например предел ползучести сгл на соответствующей базе и циклический предел упругости в условиях ползучести Sт), представляется недостаточным и его желательно дополнять расчетом стабилизированного цикла [71] и деформаций ползучести, накапливаемых в каждом таком цикле. Применительно к переменным режимам аварийного типа Например, пуск из холодного состояния с последующим мгновенным или просто очень быстрым набором перегрузочной мощности), в процессе которых могут возникать относительно большие пластические деформации (и, может быть, ползучесть), но зато известно, что число таких циклов нагружения за весь срок службы двигателя невелико (например, несколько десятков) описанный выше подход уже не является целесообразным. Для оценки запасов прочности применительно к таким режимам (определяемых как отношение числа циклов до разрушения или появления макроскопической трещины к фактическому числу циклов) необходим расчет, как минимум, параметров стабилизированного цикла или полный расчет кинетики нагружения - цикл за циклом, а также знание соответствующих критериев разрушения, учитывающих накопление повреждений от необратимых деформаций любого типа. аяя [c.483]

Многочисленные исследования показали, что одним из наиболее эффективных методов воздействия на состояние поверхности, приводящих к повышению циклической прочности, является предварительное поверхностное пластическое деформирование (ППД). При этом применение ППД повышает циклическую прочность не столько в области многоцикловой усталости, сколько при больших перегрузках. Известны примеры, когда применение методов ППД позволяет повысить долговечность деталей из титановых сплавов, работающих в области малоциклового нагружения, в 17 — 20 раз, а предел выносливости—в 2 раза [ 187, с. 35, 43]. Вместе с тем по сравнению с многоцикловой усталостью эффективность применения ППД для деталей, работающих в малоцикловой области, изучена меньше. До последних лет отсутствовало даже научно обоснованное объяснение влияния ППД при больших перегрузках (выше предела выносливости), так как при этом роль остаточных сжимающих напряжений не может быть решающей. Возникающие при ППД остаточные сжимающие напряжения при значительных циклических пластических деформациях неизбежно релаксируют при первых же циклах нагружения. С целью установления природы влияния ППД на малоцикловую долговечность титановых сплавов были поставлены специальные опыты по изучению влияния ППД на статическую прочность и характер деформации. Исследование проводили на цилиндрических образцах сплава ВТ5-1 диаметром 10 мм. После механической шлифовки и полировки часть образцов подвергали электрополированию до полного удаления наклепанного слоя. Поверхностное пластическое деформирование осуществляли в трехроликовом приспособлении для обкатки (диаметр ролика 20 мм, радиус профиля ролика г= 5 мм, усилие на ролик изменялось от 300 до 1200 Н при определении статической прочности и равнялось 900Н при оценке характера деформирования). Обкатку вели на токарном станке в 2 прохода при скорости вращения шпинделя 100 об/мин [c.193]

В [104] исследована сталь 15Х1М1Ф в условиях циклического термического нагружения с предварительным испытанием в условиях ползучести. Объектом исследования была партия металла, испытанного на длительную прочность, для которого получены оценки пределов длительной прочности и пластичности и установлена область пониженной деформационной способности [56]. [c.166]

Количественная оценка снижения длительной прочности в области рабочих температур видна из следующих данных. Для стали 12Х1МФ при температуре 565° С предел длительной прочности за 100 тыс. ч равен 9,1 кгс/мм , а при действии циклической нагрузки с N = 0,5 предел длительной прочности в нестационарных условиях равен 8,2 кгс/мм . Соответственно для стали 12Х18Н10Т при температуре испытания 600° С предел длительной прочности, равный 7 кгс/мм при 7V = О, уменьшается до 4,7 кгс/мм пр и N = 0,5. Таким образом, воздействие циклической нагрузки в области рабочих параметров статического нагружения оказывается весьма существенным. [c.181]

При оценке прочности и ресурса элементов конструкций, работающих в условиях малоциклового нагружения при переменных температурах и сложнонапряженном состоянии, возникают две связанные задачи определение напряженно-деформированного состояния элементов конструкций при работе материала максимально нагруженных зон за пределами упругости, когда развиты упру-гонластические деформации и деформации ползучести, и на базе полученной информации оценка запасов прочности и долговечности при малоцикловом неизотермическом нагружении. Характер протекания процесса деформирования за пределами упругости и циклические деформации, определяющие формирование предельного состояния материала, зависят от режима термосилового воздействия на деталь и параметров термомеханической нагруженности максимальная температура, градиент температур, длительность и форма термического и силового циклов нагружения и др.), а также сочетания нестационарных режимов нагружения в период эксплуатации изделия. [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...