Предел выносливости при изгибе или растяжении — сжатии

Предел выносливости при изгибе всегда больше, чем при осевом нагружении. Это объясняется тем, что при растяжении или сжатии все сечение подвергается одинаковым напряжениям, а при изгибе наибольшие напряжения будут лишь в крайних точках сечения, остальная часть материала работает при меньших напряжениях. Это затрудняет образование трещин усталости. Если цикл напряжений асимметричен, то предел выносливости тем больше, чем ближе к -fl коэффициент асимметрии цикла R. При R = -fl, т. е. при статическом нагружении, предел выносли-5 131 [c.131]

Несмотря на то что по схеме нагружения контактные испытания отличаются от усталостных, например при изгибе или растяжении — сжатии, кинетика процесса (постепенное накапливание повреждений — образование трещин — рост трещин — разрушение), оценочные характеристики (предел выносливости, коэффициент вари- [c.42]

Медианные значения пределов выносливости натурных деталей при изгибе или растяжении-сжатии (соответствующие вероятности неразрушения 0,5) определяются по формуле [c.427]

Выше использованы обозначения а 1 — предел выносливости стандартного лабораторного образца при изгибе или растяжении—сжатии при симметричном цикле [c.307]

Опытным путем можно найти такое наибольшее значение переменного напряжения, при котором материал может выдерживать неограниченное число перемен напряжений. Наибольшее переменное напряжение, которое материал может выдержать, не разрушаясь при любом числе циклов нагружения, называется пределом выносливости материала и обозначается сг . Это напряжение существенно зависит как от вида деформации (изгиб, осевое растяжение-сжатие, кручение), так и от характера цикла напряжений. Для симметричного цикла при Я = —1 предел выносливости имеет минимальное значение. Валяной характеристикой материалов служит также предел выносливости при пульсирующем цикле / = О, = 0о- Предел выносливости при изгибе всегда больше, чем при осевом нагружении. Это объясняется тем, что при растяжении или сжатии все сечения подвергаются одинаковым напряжениям, а при изгибе наибольшие напряжения будут лишь в крайних точках сечения, остальная часть материала работает при меньших напряжениях. Это затрудняет [c.126]

Для определения предела выносливости при изгибе применяются машины, в которых образец круглого поперечного сечения нагружается через шарикоподшипники, или как консоль — силой на конце, или как шарнирно-опёртая балка — симметрично расположенными равными силами образец вращается со скоростью около 2000—3000 об/мин. При каждом обороте материал образца в наиболее напряжённых местах испытывает симметричный цикл изменения напряжений от наибольшего сжатия до такого же наибольшего растяжения, и обратно. Число циклов, испытанных образцом, определяется числом его оборотов М, отмечаемым специальным счётчиком ). [c.731]

Предел выносливости определяют на машинах различных конструкций, позволяющих получить повторно-переменные напряжения при изгибе, растяжении, сжатии, кручении или ударе. В большинстве машин испытания проводят в условиях симметричного цикла. Выбор той или иной машины и условий испытания определяется требованиями, которым должен удовлетворять испытуемый металл в готовой детали. Пределы выносливости пластичных материалов, найденные в условиях изгиба и растяжения, мало отличаются по своим значениям. В то же время предел выносливости при кручении составляет 0,5 ч-0,6 от предела выносливости при изгибе . Предел выносливости определяют главным образом при изгибе вращающихся образцов и реже при кручении или ударе. [c.133]

Предел выносливости при изгибе всегда больше, чем при осевом нагружении, о объясняется тем, что при растяжении или сжатии все сечение подвергается одинаковым напряжениям, а при изгибе наибольшие напряжения будут лишь в крайних точках сечения, остальная часть материала работает при меньших напряжениях. Это затрудняет образование трещин усталости. Если цикл напряжений асимметричен, то предел выносливости тем больше, чем ближе к +1 коэффициент асимметрии цикла. При / = +1, т. е. при статическом нагружении, предел выносливости совпадает с пределом прочности. Количество циклов напряжений, необходимое для доведения элемента конструкции до разрушения, зависит от величины [c.280]

Предел выносливости 414, 4 15 --при изгибе или растяжении — сжатии 425 [c.454]

На рис. 165, а приведена диаграмма Смита для конструкционной стали при круговом изгибе, циклическом растяжении, сжатии и кручении. Диаграммы для изгиба и кручения строят только по одну сторону оси ординат, так как они охватывают в этой области все возможные виды напряженных состояний. Для практического пользования удобнее диаграммы, изображающие пределы выносливости при различных видах нагружения непосредственно в функции коэффициента асимметрии г или амплитуды а (рис. 165, 6) и содержащие в сжатом виде те же данные. [c.285]

Величина предела выносливости существенно зависит от вида деформации образца или детали. В связи с тем что испытания на выносливость при растяжении-сжатии, а также при кручении требуют более сложного оборудования, чем в случае изгиба, проводятся они значительно реже. Поэтому при отсутствии опытных данных соответствующие пределы выносливости определяют по известному пределу выносливости при симметричном цикле изгиба на основе следующих эмпирических соотношений [c.333]

Предел выносливости при любом цикле обозначают или тд. Для частных случаев обозначения такие при симметричном цикле изгиба 0-1 то же, растяжения-сжатия а-1р при пульсирующем цикле изгиба оа и т. д. [c.173]

Сопротивление усталости материала определяется по результатам испытаний на усталость гладких образцов с плавным утонением в зоне предполагаемого разрушения. Форма и размеры образцов, методы проведения испытаний, требования к технологии изготовления оговорены в ГОСТе, а также в справочной и методической литературе [45]. Обычно за основу в расчетах на выносливость деталей принимают характеристики сопротивления усталости материала, полученные, при симметричном изгибе или растяжении — сжатии гладких образцов диаметром 7. .. 8 мм. Результаты испытаний на усталость образцов разного размера концентрацией напряжений при наложении постоянно действующей- статической нагрузки в условиях нагрева и с различной частотой нагружения позволяют построить зависимости пределов выносливости от конструктивных и эксплуатационных факторов и использовать их для расчетной оценки характеристик усталости деталей. В табл. 2.2 в. качестве примера представлены значения пределов выносливости некоторых деталей, разрушившихся в эксплуатации от усталости. [c.39]

Это можно объяснить следующим образом. При испытаниях на выносливость в случае растяжения-сжатия очень трудно достигнуть точно центрального осевого нагружения. Практически всегда имеет место внецентренное продольное нагружение (изгиб с растяжением или сжатием), т. е. более тяжелые условия, чем при растяжении и сжатии, что понижает величину предела выносливости при осевом нагружении. [c.604]

Пределы выносливости материала при выбранной характеристике цикла г, разумеется, будут различными в зависимости от вида деформации, при которой испытывают образцы, т. е. в зависимости от того, при переменных напряжениях растяжения — сжатия, переменном кручении, изгибе или в условиях сложного напряженного состояния их испытывают. Поэтому, ставя перед собой цель получения предела выносливости, следует заранее указать, при каком виде деформации и характере изменения напряжений за цикл требуется определить предел выносливости. [c.659]

При испытаниях на циклическое кручение, а также изгиб и растяжение-сжатие при получении разрушающего напряжения Ор> 500 МН/м2 (50 кгс/мм ) уже нельзя пользоваться номограммой, представленной на рис. 43. В этом случае ордината горизонтального участка или предел выносливости соответствующих условных кривых усталости б (о ), абсцисса точки перегиба ветвей кривых усталости (Л о) и характеристика наклона левой ветви условной кривой усталости (/Сб) определяются по результатам испытаний аналогичных образцов или деталей машин с учетом влияния на указанные характеристики конструктивных и технологических факторов и масштабного эффекта. [c.83]

Масштабный фактор (или иначе называемый масштабный эффект) тесно связан с физической природой прочности и разрушения твердых тел. Механические свойства сплава, особенно при знакопеременных или повторяющихся нагружениях, зависят от абсолютных размеров испытываемых образцов и конструкций даже в случае полного соблюдения подобия их геометрической формы и условий испытания [48, 61, 88, 144]. Предел выносливости гладких образцов понижается с увеличением их размеров, что оценивается коэффициентом влияния абсолютных размеров сечения. Для материалов с неоднородной структурой (литые стали, чугуны) влияние размеров образца на выносливость более резко выражено, чем для металлов с однородной структурой. Наиболее значительно снижается усталостная прочность с ростом размеров образца [48, 88] в случае неоднородного распределения напряжений по сечению образца (при изгибе). Форма поперечного сечения образца, определяющая объем металла, находящегося под действием максимальных напряжений, существенно влияет на выносливость образца. При плоском изгибе влияние на предел выносливости размеров прямоугольных образцов больше, чем цилиндрических. При однородном распределении напряжений по сечению гладких образцов (переменное растяжение — сжатие) масштабный эффект практически не проявляется. Характерно, что при наличии концентраторов напряжения масштабный эффект наблюдается при всех, без исключения, видах напряженного состояния. Чем более прочна сталь, тем сильнее проявляется масштабный эффект. [c.21]

Схема напряженного состояния. Известно, что испытание на изгиб для усталости металлов является более мягким видом нагружения, и при переходе на циклические испытания при растяжении—сжатии или кручении уровень предела усталости может в большей или меньшей степени снижаться. В табл. 44 дается сопоставление пределов выносливости, определенных при различных видах нагружения для некоторых сталей, алюминие- [c.159]

Состояние поверхности деталей, концентраторы напряжений, окружающая среда, температура и прочие факторы настолько сильно влияют на сопротивление усталости, что сама по себе усталостная прочность металла гладких шлифованных образцов не является сколько-нибудь показательной. Кроме того, между пределом выносливости a i образцов и временным сопротивлением разрыву для сталей существует довольно устойчивая зависимость (рис. 12), которую можно использовать для расчетного определения предела выносливости на основе кратковременных испытаний на растяжение [81]. В большинстве случаев испытания на усталость ведут при напряжениях от изгиба или кручения. Реже применяют осевые (растяжение-сжатие) или сложные нагрузки (изгиб -f кручение и др.). При этом различают испытания при заданных величинах напряжений (мягкая нагрузка) и деформаций (жесткая нагрузка). В последнем случае усталостной характеристикой испытуемого объекта является предельная величина [c.19]

Испытания на усталость. Различные структуры и механические свойства сварных швов, зоны термического влияния иод воздействием переменных нагрузок могут привести к образованию микротрещин, а затем и к разрушению сварного соединения. Такое разрушение носит название усталостного, а состояние металла при этом называется усталостью. Для имитации процессов, происходящих в реальной конструкции, подверженной усталостному разрушению, образец сварного соединения подвергают действию переменных нагрузок — растяжению, сжатию, изгибу, кручению или комбинации этих нагрузок. Испытания проводят в той среде и при той температуре, которые соответствуют производственным условиям. Повторно-переменное приложение нагрузок к испытуемому образцу носит циклический характер. Предел выносливости характеризуется наибольшим напряжением, которое может вынести образец без разрушения при заданном числе циклов. Для сварных соединений это число составляет (2...10)10 . Машины для испытания на усталость имеют следующие основные механизмы приложения, измерения, регистрации заданных нагрузок и деформаций, подсчета циклов и автоматического отключения ири разрушении образца. Порядок проведения испытаний на усталость, формы и размеры образцов регламентируются ГОСТ 2860—65. [c.158]

Существуют специальные маш ины для испытания на усталость не только при повторно-переменном изгибе, но и при повторном растяжении и сжатии, при кручении, при повторной ударной нагрузке и т. д. Предел выносливости отдельных сортов сталей удается определить испытанием, охватывающим до 5—10 млн. циклов для испытания цветных й легких сплавов приходится осуществить 20—100 млн. циклов или даже миллиард последовательных нагрузок (например, для дюралюминия). Полезно вспомнить, что пропеллер самолета, ротор турбины и многие другие части машин в течение срока своей службы делают до миллиарда оборотов. [c.98]

При осевом нагружении предел выносливости всегда меньше, чем при изгибе. Это объясняется тем, что при растяжении или сжатии все сечение подвергается одинаковым напряжениям, а при [c.297]

Здесь — предел выносливости при изгибе или растяжении — сжатии, — предел выносливости при кручении. Величина может быть определена в результате специальных опытов на усталость при кру-чённи, она составляет обычно 0,55 — 0,65 а . [c.425]

Наложение статического растяжения (или сжатия) на циклическое растяжение—сжатие позволяет наблюдать действие асимметрии цикла на усталостное поведение металла, хотя на практике наблюдается не часто (вибрация натянутых болтов и др.). Более часто происходит наложение статического растяжения или кручения на циклические напряжения от знакопеременного изгиба (лопатки турбин, компрессоров или вентиляторов, лопасти насосов, валы и др.). Изменение предела выносливости при изгибе сплавов ПТ-ЗВ и ВТЗ-1 и стали 20X13 при наложении осевого растяжения показано на рис. 106, а при наложении кручения для сплава ПТ-ЗВ—на рис. 107. Если статические касательные напряжения (рис. 107) снижают предел выносливости при изгибе титанового сплава примерно так же, как стали, то растягивающие напряжения при циклических напряжениях изгиба более заметно влияют на титановые сплавы, чем на сталь 20X13. Асимметрия цикла в этом случае более заметно сказывается на более прочном сплаве ВТЗ-1, чем на сплаве ПТ-ЗВ. [c.171]

На основании опытных данных, полученных различными авторами при изучении влияния трех простых видов нагружения при усталости (изгиб, кручение, растяжение — сжатие) в условиях разной асимметрии цикла установлено, что в воздухе или неактивной среде наименьшим пределом выносливости обладают образцы, подвергаемые циклическому кручению, а наибольшим — циклическому изгибу. Растяжение — сжатие занимает промежуточное положение. Соотношение между пределами выносливости, полученными при этих простых видах нагружения, во многом определяется свойствами материала. Так, у нормализованной стали 45 пределы выносливости при изгибе (о 1, растяжении — сжатии кручении (т ) в случае симметричного нагружения соответственно равны Й8 246 и 132 МПа, а у средне-легировэнной стали (С 0,32 % Ni 1,5 % Сг 0,5% Мп0,4 % Si 0,36% а = = 780 МПа ) эти пределы составляют 360 260 и 220 МПа. На основании анализа многочисленных экспериментальных данных предложены эмпирические зависимо-сти а- р д = (0,7 0,8) =а т = (0,57 i- 0,62) а , связывающие пределы выносливости при разных видах нагружения [ 130]. [c.114]

Наложение статического растяжения (или сжатия) на циклическое растяжение—сжатие хорошо позволяет наблюдать действие ассимметрии цикла на усталостное поведение металла, хотя на практике встречается не так часто (вибрация натян утых болтов и др.). Более часто встречается наложение статического растяжения или кручения на циклические напряжения от знакопеременного изгиба (лопатки турбин, компрессоров или вентиляторов, лопасти насосов, валы и т. д.). Изменение предела выносливости при изгибе двух титановых сплавов и стали 2X13 при наложении осевого растяжения дано на рис. 74, а при наложении кручения — на рис. 75 [103]. Если статические касательные напряжения (рис. 75) снижают предел выносливости при изгибе у титанового сплава примерно так же, как у стали, то растягивающие напряжения при изгибных циклических напряжениях более заметно сказываются на титановых сплавах, чем, в частности, на стали 2X13. Асимметрия цикла в этом случае заметно сказывается на более прочном сплаве ВТЗ-1, чем на пластичном сплаве ПТ-ЗВ. [c.162]

Показательным в отношении влияния неоднородности распределения напряжений по сечению является известный из экспериментов факт, наблюдаемый при испытаниях материалов на усталость в большинстве случаев предел выносливости при изгибе на 10—15% выше предела выносливости при растяжении — сжатии, когда напряжения по сечению образца распределяются равномерно. Каковы бы ни были причины этого явления, расчетные формулы, основанные на тех или иных теориях прочности, должны учитывать указанное квазиупрочнение материала. У хрупких при обычных напряженных состояниях материалов эффект упрочнения почти не проявляется. [c.199]

В формулах (16.11)...(16.15) t i и t j — пределы выносливости при изгибе и кручении при симметричном цикле напряжений и Тд — амплитуды циклов при изгибе и кручении и — средние напряжения циклов при изгибе и кручении К и К — эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении -коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения (масштабный фактор) - коэффициент влияния поверхностного упрочнения v /o и / — коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений. Значения пределов выносливости 0 i и можно определять по формулам (1.14)...(1.17). При отсутствии осевой силы, действующей на ось или вал, и расчете оси или вала без учета растяжения или сжатия, что в обоих случаях соответствует симметричному циклу напряжений в сечениях вала, среднее напряжение цикла при изгибе Стд, = О, а амплитуда цикла при изгибе [c.276]

Предварительное пластическое деформирование неоднозначно влияет на характеристики сопротивле-Ю 30 50 70 90 ния усталости различных металлов II Максимальный размер Внлючеиии, МКМ сплавов. Предварительное пластическое деформирование заготовок повышает предел выносливости углеродистых сталей независимо ст характера наклепа (растяжение или сжатие) [062]. Результаты этих исследований приведены в табл. 2.3. Большой эффект наклепа при испытаниях углеродистых сталей объясняется повышенной склонностью этих сталей к старению в наклепанном состоянии. В то же время предел выносливости при изгибе образцов из хромоникелевой стали [25] и сталей 45, 12ХНЗА, 15ХСНД, 40Х [1053] может существенно снижаться (до 25%) после предварительной пластической деформации 1...3 %, если проводить испытания без последующей механической обработки поверхности. Наклеп волочением и прокаткой углеродистой и нержавеющей сталей [778] способствует повышению пределов выносливости. [c.138]

Работоспособность зубчатых колес, валов, осей железнодорожных вагонов, коленчатых валов, штоков, рам транспортных и грузоподъемных машин, сварных соединений и многих других деталей и конструкций определяет сопротивление усталости. Для оценки характеристик сопротивления усталости натурных деталей проводят их усталостное испытание для определения предела выносливости детали сг 1д. Значение а 1д обычно в 2—б раз меньше о 1, определенного на образцах (рис. 168). Эта разность характеризуется коэффициентом снижения предела выносливости К, отражающим влияние всех факторов на сопротивление усталости К = о 1,/а 1д. Коэффициент при растяжении-сжатии или изгибе определяют по формуле (ГОСТ 25504—82) [c.316]

Первую из. приведенных формул применяют при растяжении или сжатии, вторую — при изгибе и третью — при кручении элементов. Для оценки карактеристик сопротивления усталости натурных деталей (например, осей железнодорожных вагонов, коленчатых валов, сварных соединений и т. д.) проводят их усталостные испытания, в результате которых определяю предел выносливости детали о.щ, выраженный в номинальных напряжениях. При испытании достаточно боль- [c.142]

В случае выхода переходного слоя с напряжениями растяжения на поверхность деталей, особенно в опасном сечении, например, вблизи галтели у шейки коленчатого вала или у основания зуба зубчатого колеса, они могут явиться причиной поломки деталей. Вообще же при благоприятном непрерывном расположении закаленного поверхностного слоя остаточные напрялсения сжатия в нем и его высокая твердость значительно повышают предел выносливости стлли при действии переменных напряжений изгиба и кручения. [c.246]

Лредел выносливости определяют на машинах различных конструкций, позволяющих получить повторно-переменные напряжения при изгибе, растяжении, сжатии, кручении или ударе (главным образом в условиях симметричного цикла). Выбор условий испытания зависит от требований, которым должен удовлетворять испытуемый металл в готовой детали. Предел выносливости чаще определяют при изгибе вращающихся образцов и реже при кручении или ударе. Значения предела выносливости пластичных материалов, найденные в условиях изгиба и растяжения, достаточно близки. [c.151]

При расчете на прочность деталей машин при переменных напряжениях в качестве предельного напряжения Стпр д или т ред принимают соответствующий предел выносливости Gr — при изгибе, Окр — при растяжении (сжатии), tr — при кручении. [c.13]

Таким образом, предел вьшосливости, полученный при испытании стандартных образцов, является одной из технических характеристик материала. Но, в отличие от таких характеристик, как модуль Юнга или коэффициент Пуассона, предел вьшосливости зависит также от вида нагружения. Например, при симметричном цикле предел вьшосливости гг 1р (полученный в условиях центрального растяжения — сжатия) меньше предела выносливости а и полученного в условиях чистого изгиба о- ]р=0,8о- ]. Это обстоятельство объясняют неоднородностью металла. При центральном растяжении — сжатии (в отличие от изгиба) все точки поперечного сечения образца одинаково напряжены, поэтому опасные напряжения испытывает наибольшее число неблагоприятно ориентированных зерен и вероятность возникновения усталостной трещины вьнпе. [c.343]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...