Стадии при кручении

При кручении цилиндрического стержня в упругой стадии в поперечном сечении возникают касательные напряжения, которые определяются по известной формуле [c.550]

Если считать, что процесс усталостного разрушения на стадии возникновения усталостной трещины состоит из двух этапов (1 — возникновение поверхностных трещин в результате скольжения в наиболее благоприятно ориентированных зернах и 2 — преодоление трещиной границы зерна и распространение ее на несколько зерен), то можно предположить, что на первом этапе основное влияние на разрущение оказывают амплитуда касательных напряжений и их градиент, а на втором — максимальные нормальные напряжения. Таким образом, параметром, которым различаются переход от первого ко второму этапу развития начальной усталостной трещины при изгибе и кручении, является критический размер трещины. При изгибе это примерно одно-два кристаллических зерна, при кручении — площадка размером до 1 мм. Сопоставление числа первичных усталостных трещин, возникающих на поверхности образцов при кручении и изгибе, в условиях действия критического напряжения сдвига на базе 10 циклов нагружения, показывает, что при кручении начальных трещин образуется значительно больше (табл. 10). [c.84]

При кручении стержня круглого или кольцевого поперечного сечения в упругопластической стадии справедлива гипотеза плоских сечений. В соответствии с ней деформация сдвига в точке, находящейся на расстоянии г от центра тяжести поперечного сечения. [c.62]

При растяжении — сжатии трещины зарождаются в основном под углом 45° к оси образца, другие стадии развития трещины выражены менее существенно, чем при кручении. [c.50]

Вид напряженного состояния. Представляет интерес рассмотреть соотношение неупругих деформаций за цикл иа стадии стабилизации, характеризующих рассеянное усталостное повреждение в момент зарождения магистральной усталостной трещины при различных видах нагружения. Количество таких экспериментальных данных весьма ограничено и в основном они получены при линейном (растяжение) и плоском (кручение) напряженных состояниях. Результаты исследования неупругих деформаций при симметричном цикле растяжения — сжатия и кручения при многоцикловом нагружении описаны в работе 11711. Достоинством результатов, полученных в этой работе, является то, что испытания при растяжении и кручении проводились на одинаковых образцах и при кручении было обеспечено однородное напряженное состояние, т. е. было исключено влияние градиента напряжений. [c.77]

Для случаев окончательного разрушения, т. е. достижения трещинами размера 15—20 мм, значения неупругой деформации на стадии стабилизации при кручении и растяжении — сжатии при одном и том же числе циклов до разрушения могут быть различны, что связано с различными условиями распространения магистральной трещины при различных условиях нагружения. [c.81]

Расчет платформы на кручение. На стадии проектирования необходимо оценивать напряженно-деформированное состояние платформы при кручении. Особенно важно определить угловую жесткость платформы, так как от этого параметра во многом зависит нагруженность рамы и устойчивость самосвала при разгрузке. Хотя в этом случае к конструкции предъявляют противоречивые требования. Чтобы удовлетворить условию благоприятного нагружения рамы, платформа должна быть мягкой. При жесткой платформе происходит перегрузка одного из лонжеронов от перераспределения реакций в результате перекосов самосвала. В то же время, чтобы обеспечить достаточную устойчивость самосвала при разгрузке, платформа должна быть жесткой. При смещенном центре тяжести груза относительно продольной оси автомобиля смещение еще более увеличивается при закручивании мягкой платформы. При этом следует учитывать, что центр тяжести груза находится высоко в результате подъема платформы при разгрузке и даже небольшое поперечное его смещение может привести к потере устойчивости всего самосвала. Если платформа очень мягкая, то самосвал вообще не сможет выполнить своей эксплуатационной функции, так как подъем платформы со смещенным грузом окажется невозможным. [c.135]

Таким образом, предлагаемая расчетная схема учитывает основные конструктивные особенности несущих платформ при кручении и может применяться на стадии проектирования с целью создания рациональных конструкций. [c.140]

При значительных деформациях приходится считаться с поворотом главных осей напряжений, который происходит при кручении. Поэтому при больших деформациях отличают простой сдвиг (при кручении) от чистого сдвига при плоской деформации [21], например при прокатке широкого листа. Для стадии установившейся ползучести распределение касательных напряжений по сечению круглого скручиваемого стержня [15] приведено на рис. 3.16. [c.143]

Истинное сопротивление сдвигу (истинный предел прочности при кручении) /к —конечная ордината кривой /тах = /( тах). Как правило, кривая кручения Лl = f(0) на конечной стадии вблизи точки разрушения практически [c.44]

Для того чтобы определить предельную степень деформации сдвига при кручении, достаточно определить в месте разрушения угол наклона риски ф, напечатанной типографским способом на поверхности образца (рис. 13) вдоль его образующей, к первоначальному ее положению. Показатель напряженного состояния во всем объеме образца на всех стадиях его скручивания до разрушения равен нулю. [c.46]

Между тем, при кручении условия монотонности деформации не удовлетворены. В этом можно убедиться на основании того факта, что как бы мы не направили две взаимно-перпендикулярные риски, предварительно нанесенные на свободную поверхность закручиваемого стержня, риски эти при кручении не будут сохранять свою взаимную перпендикулярность, а угол, составляемый ими в различных стадиях деформации, будет различен. [c.332]

Однако при исследовании начальной стадии развития пластической деформации или изучении распределения деформаций в случае неравномерного распределения напряжений (например, при изгибе, при кручении или при испытаниях надрезанных образцов) 168 [c.168]

Произведенными подсчетами установлено, что при учете кручения значения Х(ц) и для наиболее распространенных гибкостей возрастают не более чем на 2— 6%, что позволяет при рассмотрении упруго-пластической стадии работы кручением ветвей пренебрегать. При таком допущении получим [c.188]

Существует много различных путей, по которым коррозия в алюминиевых сплавах может проникнуть вглубь вдоль плоскостей, параллельных поверхности. Некоторые из случаев расслаивания материала в результате коррозии по своему существу представляют собой межкристаллитную коррозию с той характерной особенностью, что она происходит в сплаве, зерна которого вытянуты вдоль плоскости прокатки. Существует, однако, другой заслуживающий внимания путь коррозии вдоль плоскостей, параллельных поверхности. Может случиться, что на ранней стадии прокатки сляб пристанет к обоим валкам, так что две его половинки открываются как пасть крокодила если эти обе половинки впоследствии приводятся в соприкосновение, может показаться, что они приварились друг к другу, но из-за образования окиси в то время, когда половинки были раздвинуты, приварка часто является некачественной. Если такой металл склонен к коррозионному растрескиванию, трещины (начинающиеся из точек на поверхности металла), которые в иных условиях продвигались бы поперек образца, отклонятся в сторону и пойдут параллельно поверхности. У образцов такого материала, подвергающихся обычным испытаниям на стойкость против коррозионного растрескивания при воздействии внешних усилий в продольном направлении, часто наблюдается исключительно большое время до разрушения, но эти данные не являются показателем высокого качества сплава несмотря на то, что подвергавшиеся коррозионному испытанию образцы могут выдержать статические напряжения в продольном направлении, они сравнительно легко ломаются при кручении. [c.622]

Следует отметить, что целесообразно при проведении экспериментов на кручение или растяжение подсчитывать модули при разгрузке, а не на стадии нагружения. При этом используется явление задержки ползучести при уменьшении напряжения, тогда как на стадии нагружения возможны погрешности вследствие процесса ползучести (рис. 11.2). На рис. 11.3 представлены экспериментальные кривые зависимости нормального модуля упругости от температуры для ряда конструкционных материалов. [c.411]

Расчеты по допускаемым напряжениям и по предельным нагрузкам приводят к различным результатам в случаях, когда в упругой стадии работы системы напряжения в поперечных сечениях ее элементов распределены неравномерно (например, при изгибе или кручении), и в тех случаях, когда система статически неопределима (даже при равномерном распределении напряжений). [c.274]

Указанная пропорциональность между нагрузкой и деформацией наблюдается в начальной стадии кручения образца затем, так же как и при растяжении или сжатии, пропорциональность нарушается и наступает быстрое увеличение угла закручивания при незначительном увеличении крутящего момента. Последний возрастает вплоть до разрушения образца. Шейка на образце не образуется. На рис. 35, а представлена диаграмма кручения для малоуглеродистой стали, а на рис. 35, б — диаграмма для чугунного образца [c.68]

Рентгенографическое исследование металлов и сплавов в области многоцикловой усталости привело к самым разноречивым результатам. Три участка на кривой изменения ЫВ (где Ъ — текущая, а S — первоначальная ширина дифракционной линии (310) a-Fe) от числа циклов выявлено при усталостных испытаниях стальных образцов на кручение, изгиб, растяжение — сжатие [90] (рис. 17). Относительная ширина линии (310) a-Fe быстро увеличивается на начальной стадии испытания, стабилизируется на второй и вновь увеличивается перед разрушением. Три стадии относительного изменения ширины линии фиксируются только при разрушении образца, при напряжениях выше предела усталости. При напряжениях ниже предела усталости третьей стадии, предшествующей разрушению, не наблюдается. [c.36]

Участок установившейся стадии текучести на кривых Б достигается лишь в таких процессах, как прессование (выдавливание) или испытания на кручение (е = 3,0 и более) при умеренных скоростях деформации (е<10°с ). [c.11]

Структура, взаимодействие компонентов и механические свойства композиционных материалов в значительной мере зависят от методов и режимов их изготовления [54]. Так, например, ири изготовлении композиции по режимам, характеризующимся отклонением параметров процесса от оптимальных в сторону снижения температуры, давления и сокращения времени выдержки, реализуется лишь начальная стадия физико-химического взаимодействия компонентов механизм разрушения полученного композиционного материала определяется в этом случае прочностью связи матрицы с волокном. Материал ири нагружении разрушается за счет накопления трещин на границе матрица—волокно и последующего раздельного разрыва частично связанного пучка армирующих волокон и матрицы. Разрыв какого-либо волокна приводит обычно к отслоению его от матрицы, вследствие чего в процессе дальнейших испытаний данное волокно не несет нагрузки. При таком механизме матрица разрушается с образованием воронок вокруг индивидуальных волокон или их комплексов зона разрушения матрицы обычно локализована в плоскости, перпендикулярной к направлению нагрузки волокна выдернуты из матрицы на значительную длину, область разрывов отдельных волокон распределена вдоль оси образца. Такой материал характеризуется высокой ударной вязкостью, сравнительно невысокой прочностью ири растяжении, низкими значениями циклической прочности, прочности при сдвиге, сжатии, изгибе, кручении и т. д. [c.10]

При сдвиге, растяжении или сжатии величина почти одинаковая (10 —10- ). При изгибе и кручении коэффициент упрочнения на стадии / больше ц упрочнение близко к параболическому. [c.22]

Как задача о кручении стержня, так и задача об изгибе (чистом и поперечном) решается не только для условий чисто упругой работы материала, но и применительно к упруго-пластической стадии его работы, а также применительно к работе стержня при указанных на него воздействиях, если материал обладает свойством вязкоупругости. [c.8]

Чистое кручение круглого цилиндрического вала при работе материала в упруго-пластической стадии [c.36]

Диаграмма т = т(у). Для расчета круглого скручиваемого цилиндра на чистое кручение в любой стадии работы материала необходимо иметь для материала вала диаграмму т = т(у). Эту диаграмму можно построить, либо используя непосредственно опыт с тонкостенной осесимметричной цилиндрической трубкой, изготовленной из исследуемого материала и подвергаемой чистому кручению, либо путем пересчета результатов опыта с осевым растяжениям образца. В первом случае в опыте замеряются — крутящий момент и —угол закручивания. Учитывая при этом практическую однородность напряженного состояния во всем объеме трубки, вследствие ее малой толщины и, следовательно, вследствие практически равномерного распределения напряжений по толщине трубки, определим т и у из уравнений одинаково справедливых в рассматриваемом случае (однородность поля напряжений) и в упругой и в пластической стадиях работы материала [c.36]

Понятие о кручении призматических стержней произвольного поперечного сечения при упруго-пластической стадии работы идеально-пластичного материала [c.82]

Усталостная трещина зарождается, в зависимости от особенностей данного металла и рода напряженного состояния, на разных стадиях циклического деформирования. Исследования [120, 144 показали что при однородных напряженных состояниях (например, растяжение — сжатие гладких образцов) и слабо неоднородных напряженных состояниях (кручение круглых образцов) в относительно однородных металлах (например, конструкционные стали) трещина возникает после накопления 0,8—0,9 общего числа циклов, необходимых для разрушения. Для менее однородных металлов (серые чугуны) в этих же условиях нагружения трещина возникает после накопления 0,2—0,3 общего числа циклов, необходимых для разрушения. В относительно однородных металлах (конструкционные стали) при условии большой неоднородности напряженного состояния (например, концентрации напряжений) трещина возникает в пределах 0,3—0,4 числа циклов от разрушающего числа. [c.20]

Выше было показано, что для исследованных сталей в области напряжений, превышающих предел выносливости, неупругая деформация за цикл на стадии стабилизации определяется в первую очередь размерами и числом микротрещин, возникающих в процессе циклического нагружения. На рис. 47 представлены начальные участки диаграмм деформирования и кривые усталости при циклическом кручении и растяжении — сжатии. При построении диаграмм деформирования использовали соотношения [c.77]

В целом, как уже указывалось, тарировочные графики различных материалов не совпадают. Поэтому при определение напряжений по распределению твердости необходимо предварительно по результатам испытаний материала на растяжение, сжатие или кручение и измерений твердости на различных стадиях деформирования строить тарировочный график для каждого из исследуемых материалов. [c.83]

Значительно более сложным является вопрос о влиянии истории деформирования на связь между твердостью и напряжениями. Наиболее важные в этом отношении результаты бы- ли получены при испытании тонкостенных образцов из стали, меди и латуни на кручение. По результатам испытания образца № 1 на кручение была построена диаграмма о —НУ—ёо. На рис. 34 приведены результаты испытания образцов из стали 20. Образец № 2 вначале закручивали в одном направлении, затем его разгружали и в дальнейшем закручивали в противоположном направлении. На первой стадии закручивания результаты, полученные при испытании второго образца, естественно, совпадали с результатами испытания первого образца. После разгрузки- и изменения направления деформирования предел текучести вследствие эффекта Баушингера понижается. Однако пластическая деформация в новом направлении не приводила [c.85]

На стадии предварительного испытания образцов необходимо соблюдать условие однородности напряженного состояния, т. е. необходимо обеспечить постоянство напряженного состояния для всех точек испытуемого образца. Это условие соблюдается, например, при растяжении, частично при сн атии короткого образца и при кручении тонкостенной трубки. Изменегтие свойств материала в этих испытаниях происходит одновременно во всем объеме образца и легко аоддается количественной [c.84]

Для испытаний были приняты круглые тонкостенные образцы (см. рис. 25), рабочая часть которых оставалась неизменной при кручении и растяжении — сжатии. Выбор таких образцов позволил обеспечить практически однородное напряженное состояние при кручении и получить полностью сопоставимые результаты при кручении и растяжении — сжатии. Концентратор наносился на образец в виде сверления на рабочей части диаметром 1,3 мм. Как известно, такой концентратор соответствует теоретическому коэффициенту концентрации напряжений а = 4 (при кручении) и а = 3 (при растяжении — сжатии). Зарождение и распространение магистральных трещин на ранних стадиях исследовалось на сталях 45, I2XH3A и 40Х [16П. Состояние и механические свойства исследованных сталей приведены в табл. 4, [c.46]

На рис. 49 приведены зависимости неупругой деформации за цикл на стадии стабилизации от числа циклов до зарождения трещин размерами 0,2 мм при кручении и 0,05—0,1 мм при растяжении — сжатии. За продолжительность до зарождения усталостной трещины принимали число циклов до выхода на стадию стабилизации процесса неупругого деформирования и определяли его по зависимостям Ун W и Де (п). При отсутствии стадии стабилизации за число циклов до обра- [c.80]

Необходимо отметить два варианта фрагментации длинных цилиндрических частиц. Разделение цилиндра происходит вследствие сдвига при кручении с образованием конуса-впадины и конуса-выступа на ответных фрагментированных частях цилиндров. Следует подчеркнуть, что на поверхности контактного взаимодействия на перемычках наблюдаются сферические частицы, у которых выявляется конусообразная впадина небольших размеров. Это указывает на последовательность формирования сферических частиц из фрагментов первоначальной цилиндрической частицы больших размеров. Необходимо указать на формирование частиц, имеющих форму, близкую к цилиндрической, но отличающихся выраженной ячеистой структурой поверхности (см, рис. 86,6). Фрагментирование этих частиц происходит по границам ячеек. Сохранившийся рельеф поверхности указанных частиц свидетельствует о том, что он сформирован непосредственно перед доломом образца. Частица не имеет следов обкатки в виде смятия поверхности в результате пластической деформации. Если исходить из того, что эта частица характеризует первую стадию последующего формирования сферических частиц, то ее ячеистая структура поверхности может быть сопоставлена с вторичной ячеистой дислокационной структурой, формирующейся в металле при циклическом нагружении [36, 210—212], Тогда формирование цилиндров первоначально связано с развитием трещины в материале по границам вторичной ячеистой дислокационной структуры, образующей границу объема металла, подвергающегося ротационной пластической деформации [c.180]

Отметим, что эффект от расчета по предельному равновесию возрастает с уменьшением внутреннего радиуса сечения, так как при этом увеличивается зона сравнительно малонапряженного материала (в упругой стадии деформации). В пределе при Га = О, т. е. для сплошного круглого сечения при кручении имеем [c.571]

Испытания велись сначала на стадии упругого деформирования отдельно при растяжении и отдельно при кручении с целью проверки известных способов расчета трубчатых валов в области упругих деформаций. Выводы, к которым привело сопоставление теории и полученных экспериментальных данных, описываются в следующем разделе. Затем исследовалась несущая способность трубчатых валов и их фланцевых соединений при одновременном действии растягивающей силы и крутящего момента, отношение которых выдерживалось во время нагружения приблизительно постоянным, равным 13 т1тм. Эти опыты позволили сформулировать исходные допущения, на которых построен расчет несущей способности вала. Результаты этого расчета сопоставляются с полученными при испытании моделей валов гидротурбин экспериментальными значениями предельных нагрузок. [c.376]

Для определения прочности при статических HaqjysKax образцы испытывают на растяжение, сжатие, изгиб и кручение. Испытание на растяжение - самый распространенный и экономичный вид испытаний, потому что он дает хорошо воспроизводящиеся характеристики, имеющие четкий физический смысл и воспроизводит условия нагружения металла аппарата, работающего под внутренним давлением. Однородное одноосное напряженное состояние, реализуемое на начальных стадиях испытания, позволяет прямо сравнивать достигнутые напряжения с расчетными напряжениями в конструкциях. [c.278]

ИПД кручением. К настоящему времени выполнено несколько исследований эволюции структуры в процессе ИПД кручением, направленных на выявление закономерностей формирования уль-трамелкозернистых структур. В одной из первых таких работ [23] была изучена эволюция микроструктуры в монокристаллах Си, Ni и сплаве ХН77ТЮР при ИПД кручением, где на заключительной стадии формировались наноструктуры с размером микрокристаллитов порядка 100 нм. [c.31]

В данной работе проведены исследования кинетики ползучести на первой стадии алюминия марки А1 при напряженном состоянии кручения. Опыты проводились на двух партиях цилиндрических образцов (диаметр 2,5 мм, расчетная длина 50 мм) 1) отжиг в течение 1 час при 500 С и 2) отжиг в течение 1 час при 355 °С. В обоих случаях охлаждение вместе с печью. Для заданного значения а испытывались 10—15 образцов каждой партии в температурном диапазоне 20—280 °С. При этом обращалось особое внимание на предельные значения температурного интервала, в котором при o= onst имеет [c.199]

При перемещении кинематической системы в предельной стадии ее размеры в направлении, в котором панель имеет кривизну, меняются за счет пластических деформаций бетона у трещин в зонах пластических шарниров. Изменение длины диска сопровождается его поворотом относительно криволинейного шарннра. Поворот и укорочение дисков осуществляется в сложной системе пластических зон и трещин, которая возникает в процессе разрушения панели. В расчете условно принято, что все деформации, обеспечивающие работу кинематического механизма, сосредоточены по линиям излома панели, образующим конверт. Поворот элементов цилиндрической панели около криволинейного ребра сопровождается их кручением, которым в расчете пренебрегаем. Условно принято, что деформации текучести арматуры в полке при повороте дисков сконцентрированы в трех сечениях у ребер и в середине пролета плиты панели. В этом случае в расчете можно принять, что прогиб по поперечному сечению панели в предельной стадии линейно увеличивается от ребер к центру. Линейные перемещения дисков в криволинейном направлении зависят от прогиба панели. Принято, что по поперечному сечению панели перемещения дисков, как и прогибы, распределяются по треугольной эпюре. При этом максимальное перемещение A/ a,t определяется в центре панели в соответствии с рис. 3.27 [c.232]

Фактически из экспериментальных данных найти определенную выше поверхность ползучести очень трудно, поэтому авторы находили ориентировочные размеры этой поверхности косвенным путем в результате тщательной обработки результатов экспериментов. В этой работе была обнаружена зависимость направления а от времени, что, как считают авторы, является следствием влияния обратимой вязкоупругой деформации, причем асимптотическое направление вектора ёц совпадало с нормалью к поверхности ползучести. Изучение последующих поверхностей ползучести показало наличие эффекта, аналогичного эффекту Баушингера в пластичности при изменении направления кручения с сохранением постоянного напряжения сдвига возникал участок первой стадии ползучести с увеличенной деформацией и скоростью по сравнению с теми, которые имели место при первоначальном направлении кручения. Указанный эффект почти не наблюдался в направлении, нормальном к первоначальному нагружению. При резком изменении температуры происходило разупрочнение, приводящее к уменьшению эквивалентной поверхности ползучести. Изменение температуры при постоянном напряженном состоянии вызывало изменение скорости деформации, но не инициировало первую стадию ползучести. Увеличение уровня напрягкений при постоянной температуре вновь вызывало появление первой стадии ползучести. [c.139]

Это объясняется тем, что на стадии легкого скольжения основной вклад в деформацию дают дислокации, вышедшие на поверхность металла. На стадии деформационного упрочнения деформация осуществляется путем микросдвигов по линиям скольжения с образованием развитого микрорельефа на деформированной поверхности. Происходит почти линейное увеличение плотности дислокаций от степени пластической деформации с интенсивным возрастанием механохимического эффекта, что приводит к ускорению анодного растворения металла. Поскольку пластическая деформация металла при комнатной температуре осуш,ествляется путем микросдвигов, то нет различия в течение локальных процессов при растяжении, сжатии, кручении, т.е. при различных видах деформации. [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...