Напряжения усталостные

Вопрос становится более определенным и конкретным, когда мы рассматриваем разрушение как свойство материала. Но и эта проблема настолько широка, что ее постановка также требует естественных ограничений, поскольку разрушение материала в различных условиях может проявляться в существенно различных формах. Так, в частности, разрушение при циклически изменяющихся напряжениях (усталостное разрушение) целесообразно рассматривать как некоторое самостоятельное явление, хотя оно и является лишь частным проявлением общих свойств материала (к этому вопросу мы вернемся в гл. И). Большие затруднения обнаруживаются при попытке сопоставить разрушение при различной последовательности приложения сил. Эти вопросы также заслуживают особого рассмотрения. [c.366]

В области умеренной температуры для данного уровня напряжений усталостное разрушение определяется числом циклов ЛГр, а время тр, необходимое для разрушения, зависит от частоты f [c.161]

В случае межвитковых пульсаций колебания расхода возникают в отдельных параллельных трубах поверхности нагрева, причем они сдвинуты по фазе, так что средний расход и перепад давлений между коллекторами поверхности нагрева не изменяются во времени. Межвитковые пульсации возникают в поверхностях нагрева, в которых имеет место сильное изменение плотности рабочей среды (парообразующие поверхности). В большинстве случаев эти колебания не затухают во времени. При малых расходах среды и значительных амплитудах они представляют большую опасность вызывают периодическое изменение температуры стенки труб, металл при этом испытывает напряжения усталостного характера. С повышением давления и массовой скорости устойчивость поверхности нагрева к возбуждению межвитковых пульсаций вырастает, однако увеличение теплоотвода, наоборот, ее снижает. [c.172]

Способность материала сопротивляться разрушению при переменных напряжениях (усталостному разрушению) называется выносливостью. Она характеризуется пределом выносливости (или пределом усталости) — наибольшим периодически повторяющимся максимальным напряжением, при котором материал не разрушается после любого, весьма большого числа циклов. [c.38]

Разрушение при температуре жидкого гелия происходит всегда в результате образования и развития усталостной трещины во всем возможном диапазоне напряжений. Усталостные трещины зарождаются, как правило, в полосах сдвига, появляющихся при прерывистом течении материала в первых циклах нагружения и развиваются по телу зерен. Окончательное разрушение происходит, как и при однократном нагружении, сколом под углом 45 град к оси образца. [c.113]

Прочность композитов, определяемая формой и размерами их поверхностей прочности, в общем случае зависит от напряженного состояния, времени (разрушение при ползучести), истории изменения напряжений (усталостное разрушение), условий эксплуатации, объемного содержания волокон, условий изготовления и многих других факторов. В настоящей работе основным фактором считается вид напряженного состояния. [c.460]

Распределение напряжений, возникающих при качении со скольжением, показано на рис. 21. Усталостная трещина появляется, когда максимальные подповерхностные касательные напряжения превосходят предел выносливости материала, а развивается параллельно поверхности. В конечном итоге усталостная трещина приводит к отделению части металла и образованию оспинки выкрашивания. При реверсивном воздействии напряжений усталостные трещины развиваются по нормали к поверхности в глубь металла. [c.68]

Кроме того, было показано, что в области резких концентраторов с высоким теоретическим коэффициентом концентрации напряжений усталостные трещины могут образоваться при напряжениях значительно ниже предела выносливости по разрушению, быстро распространяться на определенную глубину, а затем полностью прекратить свой рост. Например, при амплитуде напряжений ниже предела выносливости (26,8 МПа) трещины глубиной 0,2—0,075 мм были обнаружены в образцах [c.10]

Вопросы влияния резких концентраторов напряжений, временных и остаточных сварочных напряжений, усталостных нагрузок на хладостойкость сварных соединений, которые изготавливаются при температуре минус 30—50°С, изучены недостаточно. Следует ожидать получения эффективных рекомендаций с целью повышения хладостойкости сварных соединений в результате дальнейших исследований особенностей физико-химических процессов сварки в условиях низких температур, формирования сварного соединения, различных (ВИДОВ его обработки в сочетании с рассмотрением вопросов физики и механики разрушения, специфичные стороны которых обусловливаются историей изготовления сварной конструкции. [c.72]

Напряжение усталостного разрушения можно представить в виде [c.188]

Быстрое переключение силового режима испытаний при переходе с одного уровня напряжений программы на другой. При дискретном программировании напряжений усталостное повреждение оценивается по величине Суммы относительных долговечностей А [7]. Медленное изменение силового режима испытаний и большая частота возбуждения вызывают появление переходных режимов нагружения, влияние которых не учитывается выражением для подсчета накопленного повреждения, а учет этого влияния расчетным путем усложняет обработку получаемых результатов. В тех случаях, когда минимальное число циклов в пределах одного уровня велико или когда частота возбуждения невысока, влияние переходных режимов снижается и время переключения режима испытаний уже не имеет существенного значения [c.57]

Положение зон разрушения определяется соотношением скоростей накопления повреждений в мембранной зоне образца или в зоне концентрации напряжений. В соответствии с характеристиками накопленных повреждений разрушения возникают либо в мембранной зоне (статическое, усталостное или смешанное), либо в зоне концентрации напряжений (усталостное). [c.123]

При диаметре вала больше 60 мм галтели иногда выполняются с поднутрением в щеку или шейку, описываются двумя и более радиусами или выполняются по дуге эллипса. Распределение нормальных напряжений вдоль галтели и по ширине щеки изображено на фиг. 19 модификация V оказывается наивыгоднейшей, а // — самой невыгодной (наибольшая концентрация напряжений). Усталостные испытания этих модификаций на изгиб показали, что предел выносливости в первом случае на 30% больше, чем во втором. [c.159]

Радиус округления (затупления) режущей кромки инструмента При увеличении радиуса округления (затупления) режущей кромки шероховатость поверхности увеличивается в пределах одного класса Увеличение радиуса округления режущей кромки способствует увеличению глубины наклепа и остаточных напряжений С увеличением глубины наклепа и остаточных напряжений усталостная прочность повышается [c.398]

Период пульсаций в прямоточных парогенераторах иногда составляет десятки секунд и даже минуты. При значительной амплитуде колебаний расхода воды и указанном периоде пульсация может представлять большую опасность для парообразующих труб, так как в периоды малого расхода вследствие ухудшенного теплообмена и колеблющейся температуры стенки (кривая /) металл подвергается напряжениям усталостного характера. [c.102]

Опыт показывает, что при высоких монтажных напряжениях усталостные разрушения трубопровода могут возникнуть при вибрации небольшой амплитуды. [c.575]

Оценивая важность для народного хозяйства указанной проблемы, было проведено исследование природы возникновения поперечных рисок. Известны случаи, когда при переменных напряжениях усталостные трещины появляются после работы, соответствующей нескольким процентам от расчетной долговечности элемента [1]. Реальная долговечность определяется ско- [c.11]

Концентрация напряжений. Усталостные трещины чаще всего возникают в местах концентрации напряжений (выточек, отверстий, шпоночных канавок, острых углов, в зонах [c.326]

Величина среднего напряжения цикла заметно влияет на усталостное поведение образца или детали машины. Количественная оценка влияния величины среднего напряжения цикла дается в разд. 7.9. Качественно же можно просто отметить, что при заданной амплитуде циклического напряжения добавление некоторого среднего напряжения приводит к уменьшению усталостной долговечности. Это иллюстрируется на рис. 7.57 (а). По другому это же утверждение проиллюстрировано на рис. 7.57 (Ь) и (с). При наличии среднего растягивающего напряжения усталостное разрушение обычно определяется величиной максимального напряжения цикла В случае среднего растягивающего напряжения, изображенном на рис. 7.57(6), увеличение его при фиксированной величине максимального напряжения цикла ст ,ах приводит к увеличению долговечности. В изображенном на рис. 7.57 (с) случае сжимающего среднего напряжения точно так же его увеличение по абсолютной величине при заданном минимальном значении напряжения цикла o ,in приводит к увеличению долговечности, хотя эффект и незначителен. Эти выводы согласуются с графиком, приведенным на рис. 7.57(a), поскольку увеличение среднего напряжения цикла От при постоянной величине максимального напряжения цикла означает уменьшение амплитуды переменной составляющей напряжения и соответственно приводит к увеличению долговечности. [c.214]

От — среднее напряжение усталостного цикла нагружения для гладкого образца (см. рис. 2, а), т. е. полусумма максимального и минимального напряжений [c.10]

Отп — номинальное среднее напряжение усталостного цикла для образца с концентратором напряжений [c.10]

Оа—переменное напряжение усталостного цикла нагружения гладкого образца или амплитуда циклических напряжений (см. рис. 2). Обычно амплитуда рассматривается как величина положительная, но ей приписываются знаки плюс I и минус, чтобы показать циклический характер изменения этого напряжения [c.10]

При нулевом среднем напряжении усталостные характеристики определяются по уравнению (3.2). При подстановке в него типичных значений пределов прочности и числа циклов до разрушения получается такой характер протекания усталостных характеристик, какой показан на рис. 3.3. и 3.4. На первом из них представлен характер изменения усталостного коэффициента в зависимости от числа циклов до разрушения. Эти кривые показывают, что при заданном числе циклов до разрушения усталостный коэффициент уменьшается с увеличением предела прочности материала. Таким образом, имеется тенденция к тому, чтобы получать один и тот же ограниченный предел выносливости при всех значениях предела прочности. Одиако, как видно из рис. 3.4, наиболее прочные сплавы в действительности имеют наибольшую усталостную прочность. Усталостные характеристики алюминиевых сплавов с различными пределами прочности, рассчитанные по приведенным выше уравнениям для случая разрушения при 10 циклов, представлены кривыми на рис. 3.2. Они могут быть сопоставлены с экспериментально найденными усталостными характеристиками, приведенными на рис. 3.1, и такое сопоставление показывает, что достигнуто посредственное совпадение типичных характеристик. [c.66]

В листовых материалах на практике почти неизбежно присутствуют некоторые виды концентраторов напряжений. Усталостная прочность малых лабораторных образцов из листов при наличии концентрации напряжений оказывается почти такой же, как и образцов с концентраторами напряжений из прессованных или катаных профилей. [c.88]

В общем случае 5—iV-кривые имеют две формы. В низкоуглеродистых сталях и других деформационно-стареющих материалах наблюдается четкий предел выносливости, т. е. ниже некоторого значения приложенного напряжения усталостная долговечность образцов неограниченно велика. [c.221]

В низкоуглеродистых сталях и других деформационно стареющих материалах наблюдается четкий предел выносливости, т. е. ниже некоторого значения приложенного напряжения усталостная долговечность образцов неограниченно велика. Важность деформационного старения подтверждается так называемым эффектом тренировки образец в течение длительного времени подвергают циклическому нагружению при напряжениях ниже предела выносливости, после чего его усталостная долговечность существенно повышается благодаря увеличению напряжения течения в результате деформационного старения. Ранее считалось, что предел выносливости является характери-ристикой, отражающей сопротивление материала зарождению разрушения (т. е. зарождению усталостной трещины). В настоящее время взгляд на предел выносливости несколько трансформировался. Показано, что усталостная трещина может зарождаться и прорастать через поверхностные слои образца при напряжениях меньше предела выносливости, но не развивается в глубь образца и не приводит к разрушению [263, 423]. Таким образом, наличие предела выносливости не является следствием невозможности зарождения трещины, а скорее неспособности ее распространения в материале при данном уровне напряжений [152]. Данная закономерность позволяет связать предел выносливости с пороговым значением коэффициента интенсивности напряжений AKth, характеризующим отсутствие развития трещины при АК < А/Сгл- Указанный подход был нами использован при прогнозировании влияния асимметрии нагружения на предел выносливости. Подробное изложение полученных по данному вопросу результатов будет приведено в подразделе 4.1.4. [c.128]

Концентрация напряжений. Усталостные трещины, как правило, возникают в местах концентрации напряжений. Концентраторами напряжений могут быть отверстия в деталях, щпоночные канавки, резьбы, галтельные закругления и т. д. [c.349]

Развитие теории еопротивления уеталоети в наетоящее время идет в оеновном по пути накопления и еистематиза-ции экспериментальных данных, на основании которых и проводится расчет на прочность при переменных напряжениях. Усталостные испытания связаны с использованием сложных машин и образцов, а получение одной экспериментальной зависимости часто требует месяцы, а иногда и годы. Хотя в течение многих десятилетий ведется все время прогрессивно развивающаяся экспериментальная и теоретическая работа по исследованию усталости, в настоящее время, на основании имеющихся опытных данных, мы может рассчитывать на сопротивление усталости сравнительно узкий круг, правда, часто встречающихся, деталей систем (валы, вращающиеся оси, зубчатые колеса, некоторые паяные и резьбовые соединения и ряд других). Для вновь создаваемых узлов и систем с целью выяснения их сопротивления усталости приходится прибегать к натурным усталостным испытаниям. [c.332]

При высоком уровне напряжений усталостные микрополоски могут быть очень редкими (рельеф, соответствующий третьей стадии развития трещины) или совсем отсутствовать. Рельеф излома в этом случае отличается от зоны долома лишь меньшей степенью локальной пластической деформации. [c.113]

Диффузионное хромирование снизило предел выносливости образцов из мартенситной нержавеющей стали с 640 до 230 МПа несмотря на появление в поверхностных слоях остаточных сжимающих напряжений до 600 МПа. В данном случае не подтверждается распространенное мнение об остаточных сжимающих напряжениях как основной причине повышения выносливости. При симметричном циклическом нагружении изгибом остаточные напряжения сжатия, уменьшая растягивающие напряжения, увеличивают суммарные сжимающие напряжения, что у ряда металлов, особенно мягких, уменьшает амплитуду разрушающих циклических напряжений. Усталостные трещины зарождаются в данном случае, как правило, под диффузионным слоем и при дальнейшем увеличении числа циклов нагружении распространяются в глубь основного металла и в диффузионный слой. Хромирование в 1,5 раза увеличило условный предел выносливости стали 13Х12Н2ВМФ в 3 %-ном растворе Na I. [c.176]

На рис. 3 приведены результаты усталостных испытаний для сплавов ЭИ-826, ЭИ-437Б и стали 1Х17Н2Ш. Приведенные результаты свидетельствуют о том, что в перекрываемом диапазоне амплитуд напряжений усталостная прочность сплавов ЭИ-826 и ЭИ-437Б несущественно зависит от частоты нагруже- [c.75]

ГНМ, у которой при тех же номинальных напряжениях сохраняются более высокие действительные напряжения. Данные по стали занимают промежуточное положение. При повышении асимметрии цикла у материалов, не склонных к перераспределению напряжений, усталостная прочность снижается более интенсивно. Для исследованных сталей установлено, что при симметричном цикле нагружения коррозионно-усталостная прочность образцов с кольцевой выточкой ниже, чем гладких. С повышением среднего напряжения цикла эта разница уменьшается, и при 00 10-ь20 кгс/мм усталостные прочности этих образцов равны. [c.178]

При переменном кручении разрушение вызывают небольшие переменные напряжения. Усталостный излом происходит под углом 45° к оси вала. Если же переменные напряжения при кручении велнки (выше предела прочности) и вызывают остаточные деформации, то излом обычно перпендикулярен к оси вала. Исключение составляют детали с отверстиями, просверленными перпендикулярно к осям деталей. В этом случае полый вал ломается от переменного кручения. Просверленное в нем отверстие вызывает наклонное к оси вала расположение излома. [c.103]

Клинард и Шерби [286 исследовали причины искажения формы образцов технического железа. Они обнаружили, что поверхностные повреждения (выступы, впадины) часто связаны с границами зерен и субзерен. Многократные термоциклы ведут к образованию протрузий, видимых невооруженным глазом. Объясняя механизм поверхностных повреждений металла при термоциклировании, обычно ссылаются на большое сходство с механической малоцикловой усталостью. Поскольку при термоциклировании железа вследствие полиморфного превращения в узком температурном интервале происходит значительное изменение объема (примерно 1 %), в образцах появляются циклические напряжения. Усталостные выступы и впадины образуются в месте пересечения зон скольжения с поверхностью образца, и размеры их при механических и термических циклах близки [II, 108, 285]. На первых этапах термоциклирова-ния большую роль играет тенденция к сглаживанию [c.77]

На основной стадии нагружения, по которой определяется тип материала, при малых долговечностях и больших уровнях напряжений усталостное и квазиста-тическое повреждения в цикле соизмеримы (рис. 4.10— [c.101]

При наличии концентрацпи напряжений усталостное разрушение определяется максимальными напряжениями, градиентом их распределения по сечению, а также структурной неоднородностью металла. Это вытекает из вероятностных представлений о возникновении усталостной треш ины в зависимости от напрягаемых объемов, уровня напряженности и рассеяния свойств. С уменьшением вероятности разрушения, для различных значений которой строятся поверхности предельных напряжений, влияние абсолютных размеров и градиента ослабевает. Это влияние также ослабевает с увеличением структурной неоднородности металла, т. е. уменьшается чувствительность металла к концентрации напряжений. [c.385]

Механические поЁрежДенйя 1з конструкциях, поДвёржённыЗс воздействию морской воды, тоже способствуют разрушению металла вследствие коррозии под напряжением, усталостной коррозии и эрозии. [c.97]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...