Нагружение усталостное

Важное место в теории разрушения занимает усталостное разрушение, которое происходит вследствие постепенного развития трещины при повторно-переменном циклическом нагружении. Усталостное разрушение, как об этом уже было сказано (см. гл. 22), возникает в результате накопления в материале необратимого повреждения под действием многократного приложения повторно-переменных нагрузок. При этом трещины в материале начинают развиваться задолго до полного разрушения независимо от того, пластическое это будет разрушение или хрупкое. [c.727]

Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей тел качения и дорожек качения колец в виде раковин или отслаивания (шелушения) вследствие циклического контактного нагружения. Усталостное выкрашивание является основным видом разрушения подшипников, обычно наблюдается после длительной работы и сопровождается стуком и вибрациями. [c.328]

Уже отмечалось, что направление распространения трещины зависит от типа нагружения (усталостное или статическое). Рассмотренная модель позволяет определять направление роста трещины в зависимости от числа циклов. Рассмотрим, например, слоистый композит с надрезом, подверженный усталостному нагружению. На рис. 2.38 показано, что для статического нагружения (iV=l) предельные напряжения От, соответствующие распространению поперечной трещины, ниже, чем напряжение ал, при котором начинает распространяться трещина в направлении нагружения, т. е. [c.98]

Характер разрушения — пластичное или хрупкое при однократном нагружении, усталостное, от длительного действия статической нагрузки и т. д. В некоторых случаях только анализ излома не дает однозначного ответа на вопрос о характере разрушения, например, не всегда удается отличить изломы замедленного разрушения от хрупких однократных или изломов коррозионного растрескивания. В таких случаях другие данные (об условиях службы, условиях обнаружения разрушения (трещины), металлографическое исследование и т. д.) позволяют с большей определенностью отнести излом к тому или другому виду. Однако и в этих случаях на долю анализа излома остается задача выявления и уточнения различных обстоятельств разрушения и способствующих разрушению факторов. [c.173]

В работе приводится метод прогнозирования усталостной долговечности в условиях сложных процессов нагружения. Прогнозирование долговечности основано на анализе локальных упругопластических деформаций в вершине надреза. Применен оригинальный метод вычисления локальных деформаций и напряжений в условиях изменяющихся амплитуд нагружения. Усталостные повреждения определялись для циклов, полученных по методу падающего дождя и для последовательных размахов процесса нагружения. Теоретические результаты прогнозирования долговечности сопоставлены с результатами экспериментов, выполненных на компактных образцах с отверстиями. Оказалось, что растягивающие перегрузки повышают долговечность элементов с концентраторами, а приложение сжимающих нагрузок значительно понижает усталостную долговечность. [c.422]

Известно, что в диапазоне частот нагружения, меньших обычно наблюдаемых в условиях эксплуатации, на усталостную прочность частота практически не влияет, а при высоких частотах нагружения усталостная прочность может повышаться и снижаться с увеличением частоты. В машинах, имеющих обычные скорости вращения деталей и узлов, порядка 10 ООО об/мин и ниже, эффект влияния частоты нагружения на усталостную прочность сравнительно мал. Поэтому при проектировании машин на такие скорости нет необходимости учитывать частотный эффект. Изменения, [c.233]

Из этого следует, что и при высоких температурах с увеличением частоты нагружения усталостная прочность будет увеличиваться как в результате повышения скорости деформирования, так и за счет уменьшения продолжительности действия напряжений. [c.244]

Установлено (рис. 35), что по деформационным изменениям на различных уровнях циклического нагружения усталостный процесс образцов из нормализованной среднеуглеродистой стали в воздухе можно условно разделить на три периода /-/// (см. рис. 35, кривая 2). Например, интенсивное разупрочнение при высоких уровнях циклических нагрузок образцов из стали с перлит-ферритной структурой в / деформационном периоде усталости связано с увеличением подвижности дислокаций в тонком поверхностном слое. В этом периоде интенсивно протекают сдвиговые про- [c.78]

Эта формула применяется для определения коэффициента г при расчете составляющей амплитуды разрушающих условных упругих напряжений, соответствующей пластической деформации, в зависимости от числа циклов по критерию разрушения при жестком нагружении (усталостное разрушение). [c.228]

Выход из строя контактирующих между собой деталей машин обычно происходят по одному из двух предельных состояний. В первом имеем недопустимо большие остаточные деформации в опасном объеме. Кроме того, в этом случае образуются взаимные отпечатки на поверхностях соприкосновения. Такие следы связывают с единичными перегрузками машины. Второе из упомянутых предельных состояний обусловлено развитием усталостных повреждений при долговременном циклическом-нагружении. Усталостные повреждения имеют вид множественных мелких трещинок, а затем выкрашиваний. Говорят, что в первом случае деталь выходит [c.378]

Усталость при двухосном нагружении усталостное смешанное разрушение исследование трещин смешанного вида пластическое разрушение усталость сверхтвердых сплавов [c.17]

Рис. 6.49. Оценка влияния частоты нагружения на высокотемпературную малоцикловую усталость нержавеющей стали 304 с помощью скорректированной по частоте нагружения— усталостной долговечности [60]

Рис. 6.50. Представление результатов испытаний на усталость в зависимости от скорректированной по частоте нагружения усталостной долговечности [61]

Определение усталостной прочности для образцов с концентраторами напряжений являлось бы несложным, если - бы нужно было лишь использовать теоретические коэффициенты концентрации напряжений для идеализированного материала. Но такой расчет оказывается непригодным, так как законы распределения напряжений в деталях реальных конструкций отличаются от теоретически выведенных для идеальных материалов. В процессе нагружения усталостного характера в зоне максимального напряжения может возникнуть местная текучесть материала, а это вызывает перераспределение напряжений и уменьшение их наибольшего значения. Надо иметь в виду также другие явления, например, наличие внутренних раковин в материале (см. разд. 5.11), также ослабляющих двумерное или трехмерное поле напряжений. Эти обстоятельства повышают выносливость при наличии концентрации по сравнению с теоретическими данными, приводящими при этом к расчету с запасом прочности, а вместе с тем, возможно, и к излишне утяжеленной конструкции. [c.114]

Если процесс нагружения состоит из двух этапов, то к концу второго этапа нагружения усталостное повреждение можно также определить из дифференциального уравнения (2.9). Проинтегрировав его, получим [c.19]

На долговечность жестких полимерных материалов влияет характер приложения нагрузки. Анализируя имеющиеся в литературе экспериментальные результаты по усталостным испытаниям и разрушению жестких полимерных материалов при циклических нагрузках на воздухе, можно отметить следующее. Долговечность при циклическом нагружении (усталостная прочность) обычно меньше, чем при статическом. При знакопеременных нагрузках долговечность меньше, чем при одностороннем циклическом нагружении. С увеличением частоты циклов долговечность уменьшается. Эти экспериментальные результаты объясняют в основном релаксационными процессами [1—3, 4], местным разогревом [2, 3, 5], остаточными микронапряжениями, создающимися в микрообъеме разрушения при каждом цикле нагружения [6]. [c.176]

Разрушение материалов при длительном циклическом нагружении (усталостное разрушение) является следствием очень сложного физического процесса. Характерной особенностью этого процесса является накопление энтропии в материале образца [c.227]

Эту формулу применяют для определения коэффициента г при расчете пластической составляющей амплитуды разрушающих-деформаций в зависимости от числа циклов по критерию разрушения при жестком нагружении (усталостное разрушение). Учитывая только эксплуатационные нагрузки, определяют значение [c.128]

Во всех исследованных материалах в заданных условиях нагружения усталостные трещины возникают и распространяются либо по ГЗ, либо в приграничных зонах сильно стесненной деформации (рис. 2.15). Как правило, трещина распространяется между сильно-и слабодеформированными зернами, где возникают наибольшие локальные напряжения. Она никогда не образуется на мигрирующей границе, так как здесь эффективно проходит релаксация концентраторов напряжений. Последний результат хорошо согласуется с данными [33] по температурной зависимости пластичности этих же сплавов при растяжении. Согласно им развитие миграции ГЗ всегда приводит к возрастанию пластичности поликристаллов, если в деформацию не вовлекается еще более высокий структурный уровень — движение целых конгломератов зерен. [c.56]

В этом разделе будут рассмотрены общие закономерности утомления резин, найденные преимущественно при гармонических режимах нагружения в форсированных условиях. Форсирование испытания — один из приемов не только ускоренного разрушения и получения результатов в приемлемые сроки, но и условного разделения действия чисто механических (физических) и химических факторов утомления [4, 69, 129, 144, 405, 457, 557—560]. Химическое воздействие, приводящее к необратимому изменению свойств, как уже иллюстрировалось в разделе 3.2.2, определяется длительностью воздействия. Ниже будет показано, что в хорошем приближении для заданных температурных условий и вида нагружения усталостная выносливость N обусловлена амплитудой деформации или напряжения. Чем больше или е , тем меньше N, а следовательно, и продолжительность разрушения т, или циклическая долговечность, [c.229]

Показателями прочности при циклическом нагружении служат усталостная прочность Оу, т. е. максимальное напряжение, при котором материал разрушается при заданном числе циклов нагружения усталостная выносливость Ny — число циклов заданной нагрузки до разрушения усталостная долговечность — длительность эксплуатации до разрушения при заданной частоте нагружения. [c.51]

Долговечность — свойство материала выдерживать до разрушения определенное число повторных нагружений (усталостная долговечность). [c.61]

Подрастание усталостной трещины происходит в тот момент, когда энергия пластической деформации у кончика трещины исчерпана в некотором объеме материала и поступающая к вершине трещины энергия в цикле нагружения может быть релаксирована только на формирование свободной поверхности. Прирост трещины внутри мезотуннеля осуществляется в результате разрушения материала под действием нормальных и касательных напряжений при поперечном сдвиге (см. главу 3). Соотношение между микросдвигом и отрывом позволяет выразить единичный прирост (за цикл нагружения) усталостной трещины следующим образом [c.204]

На присутствие усталостных микрополосок могут оказывать влияние условия испытания. Так, в отжиленном армко-х елезе, испытанном при симметричном циклическом кручении, разрушение проходило путем расслоения по плоскостям скольжения [24], Усталостных микрополосок на поверхности излома при низком и высоком уровне напряжений может не быть. Так, иногда при низком уровне нагрузок наблюдался рельеф в виде фасеток отрыва, характерных для хрупкого разрушения [37, 120, 138]. В ряде случаев при низком уровне нагружения усталостные микрополоски выявляются с большим трудом. На оптическом микроскопе при этом могут наблюдаться плато с небольшой рябизной (см. рис. 75,6), а на электроином-плато с очень тонкими неглубокими полосками. Таким образом, в случае отсутствия микрополосок признаком усталостного разрушения может явиться наличие плато, создающих волокнистость рельефа (см. рис. 73,а), что особенно характерно для алюминиевых сплавов, или сглаженного слегка волокнистого рельефа для высокопрочных сталей (рис. 86). [c.113]

Можно предположить, что наблюдаемый при эксплуатационных разрушениях очаг разрушения без выраженных пластических деформаций представляет собой образовавшуюся после определенного числа циклов нагружения усталостную трещину, развитие которой до момента дорыва не связано с возникновением значительных односторонне накопленных деформаций. [c.144]

Для сравнительных лабораторных исследований коррозионной усталости сварных соединений труб и основного металла вырезали образцы размером 180Х38Х 10 мм из прямошовных (сталь 17ГС) и спирально-шовных (сталь 17Г2СФ) сварных труб диаметром 820 мм. Механические свойства и химический состав соответствовали ГОСТам и техническим условиям. Учитывая, что в реальных условиях эксплуатации концентраторы напряжений испытывают упруго-пластические деформации, тогда как остальное тело трубы деформируется упруго, т. е. в концентраторах имеет место жесткая схема нагружения, усталостные испытания проводили на машине с задаваемой амплитудой деформации (максимальная тангенциальная деформация 0,22 и 0,3% или интенсивность деформации 0,25 и 0,34% в наружных волокнах) чистым изгибом с частотой 50 циклов в минуту. Коррозионную среду подавали с помощью капельницы (для обогащения кислородом) или влажного тампона. [c.230]

На рис. 2, б приведено сопоставление кривой усталости с семейством линий, пресекающих абсциссу координат в точке Ы г, а на рис. 2, а представлен восьмиступеичатый блок программы напряжений. Приняты следующие обозначения г — номер повторения блока программы напряжения / — номер уровня напряжений к —число уровней напряжений т — показатель степенной зависимости для кривой усталости — число циклов в блоке номер Ц П1и — число циклов на уровне напряжения номер / в блоке номер г N — число циклов до разрушения п — число циклов нагружения — усталостная долговечность, N — предельное число циклов для малоцикловой усталости N 4 11 — число циклов, соответствующее переходу по линии постоянных повреждений с уровня / — 1 на уровень / в блоке номер г — предел усталости Я, — число повтореиит б.лока программы напряжений до разру- [c.357]

Появившаяся при определенных условиях нагружения усталостная трещина может при сохранении этих условий прогрессивно увеличиваться или замедлять свое развитие вплоть до полной стабилизации. Такие неразвивающиеся трещины часто наблюдаются при испытаниях образцов с резкой концентрацией напряжений, с остаточными цапряжениями и с различными упрочняющими поверхностными обработками. Это явление находит объяснение в перераспределении рабочих и остаточных напряжений в процессе роста усталостной трещины [83]. [c.19]

На рис. 6.50 приведены результаты испытаний на высокотемпературную малоцикловую усталость никеля и сплава In onel, применяемого для труб. Если представить результаты в зависимости от скорректированной по частоте нагружения усталостной долговечности, то полученные данные можно разделить на две прямолинейные зависимости не зависящее от частоты нагружения, и зависящее, но с более крутым наклоном. При высокой температуре первая зависимость наблюдается при больших амплитудах деформации, вторая — при малых. В целом рассматриваемая зависимость выражается ломаной линией, причем каждая из прямых имеет собственный наклон [61]. [c.234]

Примечания-. 1. Имеется в виду обеспечение статической н динамической прочностипризксплуатационныхусловиях нагружения, усталостной и износнойдолговечиости, коррознониой стойкости и других свойств материалов в конструкционных деталях (элементах конструкций) [c.77]

На поверхности кристалла также возможно образование атом-вакансиопных состояний, так как поверхностный слой характеризуется сильными статическими смещениями и сопряжен с кристаллической подложкой. Поэтому многие проблемы поверхности целесообразно рассматривать в рамках представлений об атом-вакан-сионных состояниях. Данное обстоятельство в основном определяет аномально высокую активность ультрадисперсных систем, природу каталитической активности, аморфизацию Новерхности при ионной имплантации и др. Области атом-вакансионных состояний — основ-, ной исхочник дислокаций и точечных дефектов в деформируемых кристаллах. Возникновение таких областей в нагруженном кристалле обусловливает поворотные моды деформации, микродеформацию ниже предела текучести, ползучесть и хрупкое разрушение конструкционных материалов в условиях нейтронного облучения, Bejx-пластичность материалов в определенных условиях нагружения, усталостное разрушение при циклическом его характере. [c.8]

Поверхности изломов образцов после усталостных испытаний имеют две ярко выраженные зоны зона длй тельного постепенного развития трещины при переменном нагружении (усталостное пятно) и зона окончательного разрушения (зона долома). Размеры усталостной трещины. могут быть определены на поверхности излома круглого или плоского образца по длине усталост ного пятна даже в случае проведения стандартных испытаний на усталость. [c.109]

При этом вклад каждого из слагаемых в формуле (1.37) в конкретных усталостных и коррозионных условиях может быть различным. Действительно, если значение коэффициентов интенсивности напряжений вьнне порогового для системы матергшл-среда, то коррозионный рост трещины при статическом нагружении приводит к разрушению уже через очень короткое время. Влияние циклического нагружения в этом случае лучше характеризовать как усталостно ускоренный рост коррозионной трещины. Но даже в этом случае (при достаточно большой частоте нагружения) усталостные эффекты могут опережать коррозионные процессы, и скорость роста трещины будет определяться только процессами усталости. Если же значение коэффициента интенсивности напряжений ниже порогового. [c.37]

Процессы, развитие которых не связано с отклонением от нормального износа и вызывается специфическими условиями нагружения усталостные повреждения (питтинг), резание, пропахивание, смятие и специфические виды повреждаемости (коррозия злектроэрозия, кавитация и т. п.). [c.278]

Некоторые авторы считают, что в коррозионно-активной среде имеет место непрерывное снижение выносливости стали с увеличением времени пребывания или числа циклов нагружений в этой среде другие авторы, признавая значительное снижение выносливости с увеличением числа циклов нагружений, считают все же, что для стали в интервале между 10 и 50 миллионами циклов нагружений усталостные кривые ассимптотически приближаются к прямым, параллельным оси абсцисс. [c.173]

Основным и пока еще недостаточно решенным вопросом является выбор критерия перехода от преобладающего влияния одного вида износа к другому [744, 748]. Коэффициент трения не определяет однозначно износ и в частном случае может вообще не влиять на него. При любом режиме, по-видимому, можно предположить существование некоторых критических значений [748] сдвиговых напряжений в контакте т = Ткрнт, ниже которых для износа необходимо несколько циклов нагружения (усталостное разрушение), а при т Ткр т реализуется однократное разрушение посредством скатывания (на сравнительно гладких или шероховатых поверхностях с тупыми выступами) или абразивный износ (на шероховатых поверхностях с острыми выступами). [c.298]

В условиях же знакопеременного нагружения усталостное разрушение является, как правило, бездеформационным с макроскопической точки зрения циклические деформации при сим- [c.168]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...