Долговечность при переменных напряжениях

С целью повышения предела вьшосливости и долговечности деталей, работающих при переменных напряжениях, в современной технике широко используются эффективные технологические методы поверхностной обработки (обкатка роликами, обдувка дробью, поверхностная закалка, цементация, азотирование, цианирование и др.). За счет чего при этом достигается положительный эффект [c.225]

Исследование по влиянию циклического изменения напряжения и температуры шести теплоустойчивых и жаропрочных сталей в интервале температур 550—700 °С показало, что среднее значение суммарного параметра относительной долговечности у4с = 0,63 при переменном напряжении и у4с=0,87 при переменной температуре. Для расчетов среднее значение Лс рекомендуется принимать равным 0,7. [c.196]

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]

В работах [16, 15] предложен приближенный способ моделирования прочности и долговечности деталей, работающих при переменных напряжениях, основанный на требовании равенства максимальных значений главных напряжений в модели и натуре и совпадении эпюр трех главных напряжений образцов 1 и 2 в пределах поверхностного слоя. [c.228]

При переменных напряжениях определяют долговечность элемента L [c.753]

Долговечность зависит в основном от усталостной прочности ремня, работающего при переменных напряжениях, изменяющихся 4 раза за один цикл (пробег). Усталостная прочность и срок службы [c.539]

При постоянной температуре запасы прочности по напряжениям и по долговечности П( связаны формулой (1.11), и условие (2.28) приводит к тем же соотношениям, что и условие эквивалентности по относительной долговечности. При переменной температуре эти условия приводят, вообще говоря, не к одинаковым результатам. [c.105]

Из сказанного следует, что надежность и долговечность машин в условиях эксплуатации в значительной степени зависит от усталостной прочности деталей. Поэтому рассмотренные явления требуют учета их в процессе расчета и проектирования машин, так как детали машин обычно работают при переменных напряжениях, изменяющихся во времени. [c.402]

Вторая группа включает параметры, оценивающие сопротивление материалов переменным и длительным статическим нагрузкам. При повторном нагружении в области многоцикловой усталости определяется предел выносливости на базе 10 -н2-10 циклов. Малоцикловая усталость отделяется от многоцикловой условно выбранной базой испытания (Л >5-10 циклов) и отличается пониженной частотой нагружения ( = 0,1-н5 Гц). Сопротивление малоцикловой усталости оценивается по долговечности при заданном уровне повторных напряжений или пределом малоцикловой усталости на выбранной базе испытаний. Сопротивление длительным статическим нагрузкам определяют, как правило, при температуре выше 20°С. Критериями сопротивления материалов длительному действию постоянных напряжений и температуры являются пределы ползучести (То,2/-с и длительной прочности Сх. Предел длительной прочности определяют при заданной базе испытаний, обычно 100 и 1000 ч, предел ползучести — по заданному допуску на остаточную (обычно 0,2%) или общую деформацию при установленной базе испытаний. [c.46]

Для переменных нагрузок, которые имеют наибольшее распространение в современных машинах, наименьшая долговечность деталей наблюдается при симметричном цикле напряжений. Наоборот, с увеличением постоянного среднего напряжения (Тср и уменьшением амплитуды сТа влияние переменного напряжения на прочность деталей уменьшается. [c.247]

Представление о соотношении между периодом развития трещины и долговечностью материала в разных областях много- и малоцикловой усталости может быть получено при более детальном рассмотрении кривой усталостного разрушения материалов по стадиям накопления повреждений и роста трещин [27]. В ходе циклического нагружения при постоянном уровне переменного напряжения в материале протекает первоначально процесс накопления необратимой повреждаемости, и при достижении некоторого критического уровня плотности дефектов происходит возникновение начальной поверхности трещины или зоны очага [c.55]

Влияние частоты нагружения зависит от уровня приложенных циклических напряжений. На долговечность частота оказывает большее влияние, чем на предел выносливости, причем влияние тем больше, чем выше уровень напряженности [24]. Увеличение частоты переменных напряжений от 500 до 6000 цикл/мин вызывает повышение предела выносливости на 5—10%. В области циклических перегрузок, значительно превышающих предел выносливости, при увеличении частоты нагружения от нескольких десятков до 2—3 тыс. цикл/ /мин долговечность возрастает в несколько раз [108]. [c.114]

В. П. Когаев использовал теорию наиболее слабого звена Вей-булла для описания закономерностей влияния концентрации напряжений и масштабного фактора на сопротивление усталости и рассеяние характеристик выносливости. Показано, что функции распределения долговечности и предельных напряжений для образцов разных размеров при переменном изгибе совпадают в случае постоянного отношения диаметра образца к максимальному относительному градиенту напряжений. [c.125]

Большинство лабораторных циклических испытаний проводится в условиях постоянной амплитуды напряжений, в то время как усталостное нагружение в условиях эксплуатации происходит при переменной амплитуде или даже при совершенно случайном нагружении. Стандартные исследования по накоплению повреждений касаются соотношений между долговечностями в условиях постоянной и меняющейся амплитуды. Многочисленные критерии накопления повреждений, предложенные для металлов, отражали попытки связать развитие поврежденности с числом прошедших циклов. Большинство критериев связывает поврежденность с отношением числа циклов пШ, т. е. числа прошедших циклов к ожидаемому числу циклов до разрушения при той же постоянной амплитуде напряжений. Это происходит потому, что в металлах единственным легко обнаруживаемым видом повреждения является изолированная трещина, развивающаяся на последней стадии испытания. [c.352]

Традиционные методы изучения коррозионной усталости металлов базируются на определении числа нагружений или времени до разрушения циклически дефор-мируемых в коррозионной среде образцов при заданной амплитуде переменных напряжений или деформаций и построении кривых усталости в полулогарифмических или двойных логарифмических координатах. Такой подход хотя и дает ценную информацию о долговечности изделий, однако не позволяет более глубоко проанализировать стадийность разрушения. Поэтому в последние годы интенсивно ведут поиск новых кинетических подходов к оценке коррозионно-усталостного разрушения конструкционных материалов, которые базируются на законах механики разрушения, физики твердого тела, физики металлов, электрохимии и других фундаментальных наук. Рассмотрим кратко эти подходы. [c.38]

Коэфициент долговечности, применяемый при расчёте металлических рабочих тел, определяется на основе простейшей схемы суммирования утомлённости, пользуясь степенной зависимостью между нагрузкой Q и числом циклов до разрушения N. Уравнение кривой поверхностной усталости Q N = С, справедливое для переменных напряжений одной амплитуды, распространяется на действие переменных напряжений (нагрузок) разных амплитуд [c.419]

При действии меняющихся по величине переменных напряжений вычисление прочности и долговечности сводится к определению приведенных напряжений и чисел циклов по которым устанавливаются запасы прочности п долговечности. [c.522]

Все рассмотренные методы применимы для оценки долговечности при действии симметричных и асимметричных циклов переменных температурных напряжений (процессы с детерминированной частотой). Напряжения при пульсациях температур лишь весьма грубо могут быть описаны конечным числом циклов, поскольку являются неупорядоченной случайной величиной. В этих условиях наиболее точные результаты может обеспечить статистический подход к оценке долговечности. [c.50]

Обычный способ определения предела выносливости состоит в последовательном разрушении ряда одинаковых образцов под действием напряжений с определенной амплитудой при постоянном среднем или минимальном напряжении цикла. В результате получают зависимость между переменным напряжением Одп и долговечностью N (числом циклов нагружения до разрушения). На рис. 6.2 показана типичная кривая усталости резьбового соединения, начерченная в полулогарифмических координатах. [c.179]

При переменной нагрузке дефекты снижают усталостную прочность сварных соединений. Наиболее опасны острые дефекты, но даже поры и шлаковые включения, не опасные при статическом нагружении, могут вызвать усталостные разрушения. Размеры пор играют меньшую роль в изменении долговечности соединений, чем их месторасположение. При сварке внутренние поры опаснее выходящих на поверхность, при пайке, наоборот, опаснее поверхностные дефекты. Опасность дефектов усиливается при наличии остаточных напряжений. Если в соединении имеются концентраторы напряжений (резкое усиление шва или несовпадение кромок в стыковом соединении, нахлесточные соединения), то усталостная прочность таких соединений низка и дефекты - включения площадью до 5...10 % от площади сечения шва не приводят к дальнейшему ее снижению. [c.340]

Известно также, что прочность металлического образца, в частности сопротивление знакопеременным нагрузкам, может быть существенно повышено за счет поверхностного наклепа металла (обкатки роликами, дробеструйной обработки п др.) [284]. Одна из причин этого эффекта (помимо создания остаточных сжимающих напряжений) —ослабление действия концентраторов напряжений. Изучение профиля поверхности высокопрочных сплавов показало, что после обкатки роликами она становится более совершенной надрезы становятся менее острыми, число их уменьшается. При этом возрастает долговечность (число циклов до разрушения при переменных нагрузках) и усталостная прочность. Следует также иметь в виду сильное диспергирование структуры и увеличение плотности дефектов в поверхностном слое металла в результате поверхностной деформации. [c.320]

Описанный метод используется чаще всего при линейном напряженном состоянии. Он применим также при чистом сдвиге (символ п заменяется на т). Существенно то, что один переменный параметр сопоставляется с одной кривой усталости. Это ограничивает применение метода при тензо.метрировании деталей машин. В данном случае необходимо отодвинуть тензорезисторы от опасной точки, так как напряженное состояние в ее окрестности редко бывает простым — линейным или чистым сдвигом. Тогда, если имеется кривая усталости, построенная по данным испытаний образцов, необходимо оценить влияние концентрации напряжений и других конструктивных и технологичных факторов. Из-за этих затруднений необходимо располагать методом прогнозирования усталостной долговечности при сложном напряженном состоянии. В связи с тензометрированием сделанный анализ относится к случаю плоского напряженного состояния. [c.401]

Для проведения расчетов на циклическую долговечность при переменных нагрузках, помимо характеристик сопротивления усталости материалов, представленных в виде кривых и поверхностей усталости, необходима также информация о закономерностях накопления усталостных повреждений по мере увеличения числа циклов нагружения. Считается, что мера усталостного повреждения V равна нулю для начального состояния материала и равна единице для момента появления заметной усталостной трещины. Ее появление означает, что процесс разрушения переходит из стадии накопления собственно усталостных повреждений (из инкубационной стадии) в стадию роста усталостной трещины. Задача заключается в получении зависимости v = v (а, п), где о — уровень амплитуд напряжений, устанавливаемый при испытаниях постоянным /г число циклов нагружения (рис. 2.1). Когдаэта зависимость в координатах [v, n/N (а) ], где N (о) — число циклов до разрушения при уровне напряжений а, описывается одним и тем же уравнением и не зависит явно от уровня напряжений а, процесс накопления усталостных повреждений называется автомодельным [4]. Такой процесс показан на рис. 2.2. Так, в случае степенного закона накопления усталостных повреждений [c.16]

При переменных напряжениях кривая выносливости позволяет решить вопрос долговечности образца, так как абсциссы точек этой кривой определяют долговечность образца при соответствующих значениях максимального напряже1ния цикла. [c.243]

Произведенные в ЦНИИТМАШ испытания на усталость нри асимметричном цикле сплавов ЭИ607 и ЭИ612 при температуре 650° на базе до 300 час. показали [3], что прочность гладких лабораторных образцов, испытанных при переменных напряжениях, не превышающих 30% от действующих одновременно статических напряжений растяжения, практически совпадает с длительной прочностью образцов, подвергнутых только статическому нагружению. Наложение переменных напряженпй порядка 50% от статических снижает величину разрушающего статического напряжения для заданной долговечности на 5—7%. Повышение величины переменного напряжения до 65—70% от статического приводит к понижению статического разрушающего напря/кения на 50—75%. [c.312]

Константа в предыдущем равенстве свидетельствует о том, что расчет на усталость при переменных нагрузках и соотиетствующих им напряжениях мох<по заменить расчетом п]31 како 1-лийо постоянной нагрузке с соответствующими ей напряжением и циклической долговечностью. Нл этом основании и записан последний член равенства. [c.149]

Закономерности разрушения материала при длительном нагружении достаточно хорошо могут быть описаны с помощью разработанной физико-механической модели межзеренного разрушения, которая базируется на математическом описании процессов зарождения и роста пор, обусловленного как пластическим деформированием, так и диффузией вакансий, а также на введенном в гл. 2 при анализе внутризеренного вязкого разрушения понятии — потере микропластической устойчивости. Модель позволяет прогнозировать долговечность при статическом и циклическом длительном нагружениях элементов конструкций в условиях объемного напряженного состояния и переменной скорости деформирования. В частности, с помощью указанной модели могут быть описаны процессы залечивания межзе-ренных повреждений при сжатии и рассчитана долговечность в условиях циклического нагружения при различной скорости деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. [c.186]

Рассматриваются два варианта посадки роликового. подшипника, а - без дистанци-онного кольца и радиус галтели г = мм б - между внутренним кольцом подшипника и запле-чиком установлено дистанционное кольцо и радиус галтели г = 8 мм. Какой вариант обеспечивает большую долговечность соединения при действии переменных напряжений [c.225]

Рис. 36. Зазисидмость вероятности разрушения от долговечности резьбовых со-единений при различной амплитуде переменных напряжений а резьба накатана, г=0,18 мм б — то же, г=0,3 мм в — то же, г=0,б мм-г —резьба нарезана, г—0,63 мм / —/2.—испытания при различных амплитудных значениях напряжений

Отсутствие прямой зависимости между долговечностью и величиной усталостной зоны при высокотемпературной усталости иллюстрируется примером обрыва пера лопатки из сплава ЖС6К после наработки, составляющей всего около 1 % ресурса. Уже это обстоятельство свидетельствует о действии высоких переменных напряжений. Тем не менее усталостная зона в изломе занимала более 60% площади поперечного сечения. Волокнистое строение зоны долома подтверждает, что в процессе работы не успело произойти разупрочнение материала на границах зерен. [c.157]

Анализируется бимодальный закон распределения долговечности конструкционных материалов при действии переменных напряжений с постоянной амплитудой. Проведено сравнение расчетных и экспериментальмых зависимостей числа циклов до разрушения при сложеюм нагружении, когда напряжения с высокой частотой накладываются на циклически изменяющееся напряжение с постоянной амплитудой и заданной асимметрией циклической нагрузки. [c.423]

Старение деталей машин, их несущая способность и прочность при переменной нагруженности зависят от концентрации напряжений, абсолютных размеров, свойств материалов и качества поверхностного слоя деталей, окружающей среды п других факторов. Металлографические, рентгеновские и исследования, выполненные с помощью электронных микроскопов, позволили открыть ряд новых явлений, сопровождающих повторную деформацию и последующее (часто внезонное) разрушение материалов под действием повторных нагрузок. Это явление называется пределом выносливости металлов. Субми-кроскопические трещины усталости образуются на ранней стадии деформирования, после числа циклов, составляющего 10—20% общей долговечности. Видимая трещина образуется незадолго до окончательного разрушения детали. С помощью методов дефектоскопии в ряде случаев можно контролировать величину и скорость распространения трещин в деталях машин и определять пределы безотказной работы при медленно развивающихся трещинах усталости. [c.223]

Дучинский В. И. Выносливость элементов сварных мостовых конструкций при переменных и знакопеременных напряжениях. Исследование прочности и долговечности сварных мостовых конструкций (Труды ЦИИМС), 1956. [c.168]

При действии меняющихся но величине переменных напряжений вычисление прочности и долговечности сводится к определению приведе1шых напряжений а, и чисел циклов N , по которым уста лвлива отся запасы прочности и долговечности. [c.481]

Особенно большое влияние на долговечность конструкций при колебаниях температуры оказьщает коррозия, так как при коррозии на поверхности образуется мелкая сетка трещин, которые повреждают наружный слой металла и являются концентраторами напряжений. В свою очередь, переменные напряжения способствуют разрушению окисной пленки и облегчают непосредственный контакт металла с теплоносителем, что также усиливает коррозию. С(сорость роста трещин при этом увеличивается во много раз. При воздействии коррозионной среды предел вьшосливости сталей значительно снижается, причем различные стали имеют существенно различную чувствительность к воздействию коррозионной среды. [c.47]

Условия нагружения конструкции. В. г абораторных условиях при определений а, применяют переменные изгибающие напряжения симметричного цикла. График усталости для данного вида нагружения показан на рис. 3.31. Если деталь нагружена переменными напряжениями, величина которых a,nax== i и Omin = 0 l, ТО ДОЛГОВеЧНОСТЬ такой детали составит один миллион циклов (10 ). При более низком симметричном напряжении ог долговечность возрастает до трех миллионов циклов (3-10 ). И, наконец, при некотором переменном напряжении (ог) эта деталь выдержит как угодно много циклов. [c.125]

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]

В результате такого анализа определяются зоны, в которых основные силовые элементы подвержены тяжелым спектрам переменных напряжений и имеют высокую концентрацию напряжений, остаточные деформации при статических испытаниях, минимальные запасы по статической прочности, усталостной долговечности и живучести, ограниченную контролепригодность. В этих зонах также возможно проявление многоочаговых усталостных повреждений. [c.422]

Физически процесс уставания материала связан с воздействием на конструкцию переменных во времени нагрузок (напряжений). Особенностью усталости является то, что практически обнаруживгюмые признаки деградации (усталостные макротрещины) образуются лишь на заключительной стадии исчерпания долговечности (при приближении к предельному состоянию). В начальной стадии эксплуатации накапливающаяся усталость не может быть обнаружена никакими средствами и методами. Важной особенностью усталости является ее весьма локальный, почти точечный характер на первой стадии. Стадия роста усталостной макротрещины расширяет пространство, занятое усталостью, но оно все-таки и в этом случае локализуется в окрестности траектории развития трещины. [c.443]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...