Предел статический длительный

Прочность является главным критерием работоспособности для большинства деталей. Поломки частей машин не только приводят к простоям, но и могут быть причиной несчастных случаев. Различают статическую и усталостную прочность деталей. Нарушение статической прочности происходит тогда, когда величина рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала. Обычно это связано с перегрузками. Усталостные поломки детали вызываются длительным действием переменных напряжений, величина которых превышает характеристики усталостной прочности материала (например. О-1). Основы расчетов на прочность изложены в разделе сопротивления материалов. [c.211]

В результате исследований малоцикловой усталости жаропрочных и коррозионно-стойких сталей при неизотермическом нагружении в диапазоне переменных температур 100. .. 700 °С показано, что предельное состояние определяется параметрами термомеханического нагружения (максимальной температурой, формой циклов нагрузки и температуры, длительностью выдержки при экстремальных значениях нагрузки и температуры), а также механическими свойствами применяемых материалов (пределами статической и длительной прочности, деформационной способностью) в рассматриваемом диапазоне температур. [c.28]

При статическом длительном нагружении допускаемые напряжения определяются из кривых длительной прочности и полной деформации ползучести. В зависимости от соотнощения пределов ползучести и пределов длительной прочности для определения допускаемых напряжений выбирается меньшая для заданного времени работы величина. При этом запас прочности по напряжениям (для длительной прочности) принимается л = 1,4 ч- 1,6. [c.485]

При статическом длительном нагружении запасы прочности определяют из кривых длительной прочности и полной деформации ползучести как отношение предела длительной прочности к рабочему напряжению при расчете по разрушающим нагрузкам или как отношение условного предела ползучести к рабочему напряжению при расчете по предельным деформациям. За условный предел ползучести принимается напряжение, обеспечивающее допустимую скорость деформации или допустимую суммарную деформацию за определенный срок службы при заданной температуре. [c.539]

Различают разрушение деталей вследствие потери статической прочности или сопротивления усталости. Потеря статической прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала (например, <г,). Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Потеря сопротивления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превышающих предел выносливости материала (например, сг-г). Сопротивление усталости значительно понижается при наличии концентраторов напряжений, связанных с конструктивной формой детали (галтели, канавки и т. п.) или с дефектами производства (царапины, трещины и пр.). [c.5]

Различают статические и усталостные поломки деталей. Статические поломки происходят тогда, когда величина рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала а . Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Усталостные поломки вызываются длительным действием переменных напряжений, величина которых превышает характеристики усталостной прочности материала (например, 0,1). [c.6]

При перегрузках с общим числом цш лов от 100 до 5-10 допускаемое напряжение оценивают в зависимости от временного предела выносливости в соответствии с наклонным участком кривой Велера в малоцикловой области. При ударном действии предел выносливости составляет 0,85—0,95 от предела выносливости при плавном циклическом нагружении. Коэффициенты безопасности следует выбирать несколько большими, чем при расчете па длительную выносливость, из-за опасности даже однократного превышения предела статической и ударной прочности. [c.294]

В современных же агрегатах значительная часть деталей подвергается длительным статическим нагрузкам при повышенных температурах или повторным нагрузкам (в том числе и знакопеременным) при нормальных и повышенных температурах или же работает в условиях воздействия на них агрессивных сред, резких тепловых ударов или радиоактивного излучения. Для изготовления таких деталей требуются высокопрочные, жаропрочные, кислотоупорные металлические и неметаллические материалы стали, сплавы, пластические массы, обладающие повышенными специальными свойствами (пределом прочности, длительной прочностью, пределом ползучести, пределом выносливости, сопротивлением термической усталости, коррозионной стойкостью и Т.Д.). [c.245]

Станки с ЧПУ должны обеспечивать высокие точность и скорость отработки перемещений, заданных УП, а также сохранить эту точность в заданных пределах при длительной эксплуатации, Конструкция станков с ЧПУ должна, как правило, обеспечивать совмещение различных видов обработки, автоматизацию загрузки и выгрузки деталей, автоматическое или дистанционное управление сменой инструмента, возможность встройки в общую автоматическую систему управления. Высокая точность обработки определяется точностью изготовления и жесткостью станка. В конструкциях станков с ЧПУ используют короткие кинематические цепи, что повышает статическую и динамическую жесткость станков. Для всех ИО применяют автономные приводы с минимально возможным числом механических пе [c.340]

Детали, подвергающиеся длительной повторно-переменной нагрузке, разрушаются при напряжениях значительно меньших предела прочности материала при статическом нагружении. Это имеет большое значение для современных многооборотных машин, детали которых работают в условиях циклических нагрузок при общем числе циклов, достигающем за весь период службы машины многих миллионов. Как показывает статистика, около 80% поломок и аварий, происходящих при эксплуатации машин, вызвано усталостными явлениями.-Поэтому проблема усталостной прочности является ключевой для повышения надежности и долговечности машин. - [c.275]

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]

Следует иметь в виду, что для экспериментального получения абсциссы и ординаты каждой точки указанной диаграммы (кроме точки В, абсцисса которой равна пределу прочности и определяется в результате статических испытаний) необходимо испытать целую серию образцов. Следовательно, построение диаграмм пределов выносливости по более или менее значительно.му числу точек связано с весьма длительными и дорогостоящими экспериментами. Поэтому обычно пользуются схематизированными диаграммами пределов выносливости, построенными по двум или трем экспериментально полученным точкам. Вопрос о таких схематизированных диаграммах и об их использовании для расчетов на прочность кратко изложен в п. 4. [c.303]

На рис. 7.24 показана схема кривых предельных напряжений при повышенной Гг и высокой Ti температурах по параметру тр. При температуре Ti для рт— -0 разрушение определяется в основном временем, которое слабо зависит от частоты, и при Оа=0 <Тт=(з,)г1, где (з т1 — предел длительной статической прочности при температуре Ti и времени тр. С уменьшением От возрастает амплитуда Оа, достигая при От=0 предела выносливости при симметричном цикле ( r-i)ri для времени Тр, получаемого по кривой усталости, наносимой в координатах и монотонно спадающей с рос- [c.162]

Для сравнительной оценки сопротивления материалов статической водородной усталости можно сократить продолжительность испытаний до 200 ч (базовое), применяя образцы с острым кольцевым надрезом и создавая жесткие условия нагружения. Концентратор напряжения (надрез) облегчает зарождение трещины, уменьшает инкубационный период и ускоряет испытания. Уровни напряжения изменяются через интервал, равный 0,1 от предела прочности образца с надрезом. Напряжение, при котором образец ие разрушился за базовое время, принимается за условный предел длительной прочности на базе испытания 200 ч. [c.90]

Причиной поломок деталей машин в подавляющем большинстве случаев является усталость материала, т. е. явление внезапного разрушения при пониженных против предела прочности напряжениях от действия переменных нагрузок. Результаты статических испытаний и испытаний на удар дают возможность только до некоторой сте-пени судить о способности f материала переносить длительно действующую переменную нагрузку. Для определения этой важной характеристики материала, нужной для расчета на прочность машин и сооружений, работающих при переменных напряжениях, производят особое испытание материала, называемое испытанием на выносливость или на усталость. [c.347]

Для изготовления дисков турбин и защищающих их от температурного воздействия плоских дефлекторов необходимы материалы с высокой жаропрочностью, которая должна быть реализована в течение длительного периода эксплуатации. Имевшие место в эксплуатации полные или фрагментарные разрушения дисков свидетельствовали о том, что в некоторых случаях при низкой жаропрочности материала может иметь место потеря длительной статической прочности материала в пределах существующего ресурса. Такие случаи единичны и они в большей степени относятся к состоянию материала, которое корректируют применительно к реализуемому процессу производства деталей. Случаи потери длительной статической прочности дисков не будут рассмотрены в данной монографии, которая посвящена только процессу усталостного разрушения. [c.535]

Существующие наработки лопаток около 10000 ч и указанные выще характеристики процесса разрушения лопаток из-за ползучести при термических циклах нагружения в пределах указанной выше наработки после ремонта позволили утверждать, что потеря длительной статической прочности лопаток была связана с повышенными монтажными напряжениями в сечениях, прилегающих к бандажным полкам лопаток. [c.623]

Рассчитав снижение предела выносливости и статической прочности, можно получить количественные критерии накопленного усталостного повреждения в зависимости от относительной длительности составляющих амплитуд спектров. [c.37]

При переменных нагрузках в образцах с концентратором начало развития макроразрушения может отмечаться после 10—20% общей долговечности, а в гладких образцах из материалов с высокой твердостью (инструментальных, подшипниковых и подобных сталей) после 80—90%. При длительном статическом нагружении время жизни образца с трещиной также колеблется в широких пределах и составляет 50% и более от общей долговечности. Скорости развития хрупкой и вязкой трещин при однократном нагружении резко различны. Так, в закаленной и отпущенной при 200°С стали 50 скорость развития трещины 1300 м/с, а после отпуска при 600 С — 300 м/с [105]. [c.8]

Другим базовым испытанием свойств материалов при неизотермическом длительном малоцикловом нагружении оказывается испытание с целью определения располагаемой пластичности материала. Такие данные могут быть получены при монотонном статическом растяжении образца с варьируемой в широких пределах скоростью деформирования в условиях заданного температурного цикла (рис. 1.3.1, д). [c.45]

Определение доли длительного статического повреждения осуществлено по результатам испытаний, выполненных с целью получения значений располагаемой пластичности материала при монотонном статическом растяжении образца с варьируемой в широких пределах скоростью деформирования в условиях заданного температурного цикла 200 860° С длительностью 5,5 мин. На [c.52]

Результаты исследований показали, что длительное влияние статических напряжений и среды не вызывает существенных изменений механических свойств и коррозионного растрескивания. В то же время циклическими испытаниями установлено, что у образцов сварных соединений значение условного предела выносливости значительно меньше, а интенсивность снижения коррозионноусталостной прочности больше, чем у основного металла. Металлографические исследования свидетельствовали о том, что разрыхления и трещины возникают главным образом по границам зон термического влияния. Это обусловлено тем, что циклическая нагрузка интенсифицирует коррозию под напряжением по сравнению со статической, в большей степени приводя к неоднородности физикомеханических и электрохимических свойств в металле сварного соединения. Трещины распространяются преимущественно внутрикристаллитно, что говорит [c.236]

Степень повреждения на данный период работы материала в опасной точке оценивают относительной величиной а принятого параметра условно принимают, что в исходном состоянии детали <п = 0, а в момент достижения предельного состояния а=1, т. е. степень повреждения может меняться в пределах от О до 1. Учитывая особенности процесса упругопластического деформирования при термоусталостном нагружении, считают [13, 25, 40, 71], что формирование предельного состояния обусловлено накоплением и взаимосвязью усталостных и длительных статических повреждений, оцениваемых либо во временной (как отношение соответственно чисел циклов и времен [71]), либо в деформационной трактовке [40] в обоих случаях суммирование осуществляют на основе принятой гипотезы. [c.16]

В работе [2] предложено оценивать сопротивление циклическому нагружению с помощью деформационных критериев, а сопротивление действию статической составляющей От — с помощью предела длительной прочности. Диаграмма предельного состояния в координатах га—Щ наглядна, но на основании ее трудно составить расчетные уравнения, позволяющие оценивать долговечность при отсутствии непосредственных экспериментальных данных. [c.158]

Один из основных видов коррозионного разрушения газонефтепромыслового оборудовармя — статическая водородная усталость (СВУ), т.е. снижение длительной прочности стали в результате водородного охрупчивания в условиях статического нагружения металла. Предел статической водородной усталости, соответствующий максимальному напряжению, при котором не наблюдается коррозионного растрескивания, зависит от многих взаимосвязанных факторов химического состава, термической обработки и механических свойств стали, уровня приложенных напряжений, количества поглощенного водорода, состояния поверхности и др. Влияние этих факторов не только взаимосвязано, но в некоторых случаях и противоположно. Поэтому нельзя рассматривать предельные напряжения, при которых не происходит сероводородного растрескивания, как абсолютные значения дог скаемыч напряжений. которые могут быть использованы при проектировании оборудования их следует рассматривать как сравнительные величины при сопоставлении стойкости различных металлов. [c.35]

Если длительность такта превышает задержку в некоторых элементах, т. е. для некоторых k имеем Xh O, то в модели (4.57) последовательностной схемы появляются отдельные неявные относительно Vh выражения, а это приводит к необходимости решать подсистемы логических уравнений в пределах каждого такта. Если задержки не учитывать во всех элементах, то имеем синхронную модель (4.56), с помощью которой анализируются установившиеся состояния в схеме и могут определяться статические и динамические риски сбоя. Синхронная модель — это система логических уравнений [c.250]

Прочность сцепления (связывающая способность клея). Клеевые соединения хорошо выдерживают скалывание (сдвиг), хуже — отрыв и отдирание. Испытание сводится к определению предела прочности при статическом сдвиге (табл. 25.1). Кроме того, устанавливается прочность при отрыве (равномерном и неравномерном), а также прочность при длительно действующих постоянных и переменных вибрационных нагрузках. При соединении резиновых материалов определяют сопротивление отслаиванию и расслаиванию. Прочность клеевых соединений может превышать прочность склеиваемых материалов. [c.406]

Прочность — главный критерий работоспособности для большинства деталей. Деталь не должна разрушаться или получать пластические деформации при действии на нее нагрузок. Различают статическую потерю прочности и усталостные поломки деталей. Потеря прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел текучести а,, для пластичных материалов или предел прочности ст для хрупких материалов. Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Усталостные поло.мки вызыва -отся длительным действием переменных напряжений, значение которых превышает характеристики выносливости материалов (например, о ,). Основы расчета на прочность и усталость были рассмотрены в разделе Сопротивление материалов . Здесь же общие законы расчетов на прочность т усталость рассматривают в применении к конкретным деталяму [c.260]

Особенности кинетических диаграмм разрушения. В первых исследованиях, касающихся оценок кинетики докритического роста трещип при длительном статическом нагружении в водных средах, рассматривались преимущественно закаленные низкоот-пущенные стали с пределом текучести выше 1500 Н/мм . Было показано, что скорость распространения трещины прямо пропорциональна коэффициенту интенсивности напряжении растущей коррозионной трещины. Дальнейшее распространение подходов линейной механики разрушения па более широкий круг высокопрочных материалов и коррозионных сред выявило более сложный характер зависимости viK). Типичная кинетическая диаграмл1а коррозионного растрескивания в координатах gv-K представлена на рис. 42.3. На участках I и III скорость роста трещины увеличивается с повышением X, а в пределах участка II, охватывающего значительный диапазон значений К, наблюдается стабилизация скорости. Существуют различные суждения о причинах четко выраженных участков диаграммы коррозионного растрескивания. Их связывают с влиянием в пределах каждого участка доминирующего механизма воздействия среды. Второй горизонтальный участок часто связывают с релаксацией напряжений в вершине трещины вследствии ее интенсивного ветвления. Характер зависимости v K) во многом зависит от структуры сплава и типа среды. Для высокопрочных сталей с мартенситной структурой с пределом текучести 1500 Н/мм и выше на кине- [c.341]

Усталость материалов характерна только для деталей машин, испытываюших во время работы переменные напряжения. Опыты показывают, что детали машин, подвергающиеся длительное время переменным напряжениям, могут разрушаться при напряжениях, значительно меньших предела прочности а , а во многих случаях даже меньших предела текучести а , данного материала детали при статическом напряжении. При этом разрушение происходит без заметных остаточных деформаций мгновенно, т. е. имеет ярко выраженный хрупкий характер даже в случае, если материал детали обладает высокой пластичностью. [c.15]

Опытом установлено, что при длительном действии циклических напряжений детали машин и сооружений (даже из пластичных материалов) разрушаются внезапно без заметных бста-Т0Ч1НЫХ деформаций при напряжениях, меньших предела прочности и даже предела текучести. Разрушения такого рода существенно отличаются от разрушений при действии статических или малое число раз повторяющихся нагрузок. Их особенность заключается в том, что задолго до разрушения в материале начинается процесс постепенного развития микроскопических трещин, возникающих в отдельных кристаллитах и вырастающих затем (В одну большую трещину, распростраияющую-ся на значительную часть сечения детали. Образовавшаяся тре- [c.148]

Центральным вопросом в поиске оптимальной структуры сплава является связь его механических свойств со структурными параметрами. Исследования корреляций между деталями структуры и отдельными показателями механических свойств различных сплавов претерпели ряд периодов, связанных с появлением новых представлений о макро-, микро- и субмикроструктуре, с одной стороны, и о статической, динамической усталостной и длительной прочности — с другой. Долгое время предметом изучения было установление зависимостей между размером зерна, меншластиночным расстоянием в перлите и главными показателями прочности, определяемыми при статических испытаниях,— пределом текучести и временным сопротивлением (пределом прочности). Как известно, большим достижением на этом этапе исследований явилось соотношение Петча — Холла [c.6]

Б00°С снижает усталостную прочность на 20—25 %. Это снижение находится на уровне и даже несколькр меньше, чем снижение статической прочности под влиянием соответствующего повышения температуры. Интересно то, что предел выносливости надрезанных образцов значительно меньше зависит от температуры испытания, чем предел выносливости гладких образцов. Изменение усталостной прочности более значительно при отрицательных температурах, чем в диапазоне 20-450°С. Многие исследователи связывают уровень циклической прочности титановых сплавов при повышенных температурах (выше 300°С) непосредственно с длительной прочностью, отождествляя влияние длительности действия статической и циклической нагрузок. Циклическое нагружение в различных температурных областях вызывает различный характер разрушения, особенно в начальной стадии. В диапазоне —196 —+ 200°С разрушение начинается и распространяется преимущественно по двойникам, в области 200—400°С наблюдается обычное для высоких температур разрушение по телу зерен, при более высоких температурах разрушение происходит главным образом по границам зерен. [c.164]

При отсутствии- концентраторов напряжения начиная с некоторой температуры, разной для разных сплавов, усталостная прочность становится выше статической прочности при одинаковом в обоих случаях времени действия нагрузки. При наличии надреза предел выносливости часто оказывается ниже предела длительной прочности и в области очень высоких температур завпснт от состояния поверхности, способа изготовления надреза. [c.150]

Усталость при высоких температурах представляет собой сложный процесс, в котором определенную роль играют явления ползучести и повреждения, характерные для длительного статического высокотемпературного нагружения [97, 111]. Этим обстоятельством в значительной степени объясняется отсутствие физического предела выносливости для материалов, испытываемых при высоких температурах. Высокотемпературную усталость можно считать одной из разновидностей коррозионной усталости. Тем не менее целесообразно особо рассмотреть этот вид нагружения, поскольку при высокотемпературной усталости в материале происходит ряд специфических процессов, прямо не связанных с коррозией. Так, при испытании образцов из литейного никель-хромового сплава ЖС6К при 900°С наблюдалось резкое снижение значений микротвердости от головок к рабочей зоне образцов, что можно объяснить весьма существенным разу-142 [c.142]

При наличии смешанного излома усталостные признаки наиболее устойчиво сохраняются в очаге разрушения, признаки нетипичного для усталости разрушения сначала появляются в зоне развитого разрушения. Следует иметь в виду, особенно при анализе эксплуатационных изломов, что в ряде материалов признаки преимущественно усталостного характера могут наблюдаться и в том случае, когда значение переменной составляющей (относительно предела выносливости) невелико, а. значение статической составляющей (относительно предела длительной прочности) существенно. Например, в литейном никелевом сплаве ЖС6У при асимметричном переменном изгибе при 950°С изломы имели типично усталостное строение при следующих относительных значениях переменной и статической составляющих fa = 0,45aw, am=0,8—0,9 Одл (da — переменная составляющая, От — статическая составляющая, aw и Одл — соответ-венно пределы выносливости и длительной прочности на 100-ча-совой базе). Лишь при ста<0,45 aw при той же статической составляющей нагрузке в зоне развитого усталостного разрушения наблюдались небольшие по размерам участки со строением, характерным для высокотемпературного статического нагружения (рис. 116). [c.144]

Для построения кривой располагаемой пластичности материала использованы данные по длительной пластичности в условиях испытаний на ползучесть (фполз) и статического нагружения с широкой вариацией времен до разрушения (фстат)- На рис. 1.2.3 приведены соответствующие экспериментальные данные. Наблюдается выраженная зависимость располагаемой пластичности от времени, причем в диапазоне времен деформирования до 50 ч происходит переход от внутризеренного к межзеренному разрушению. Несколько больший темп охрупчивания характерен для испытаний на ползучесть, однако уже после 25—50 ч разница практически исчезает и происходит стабилизация процесса изменения пластичности. Не наблюдается различия также и в пределах весьма малых времен разрушения. [c.24]

Исследования и опыт показывают, что по мере развития ЕЭЭС существенно изменяются некоторые ее свойства (прежде всего динамические), порой определяющим образом влияющие на ее надежность. Например, часто внезапные крупные возмущения, происходяпще в каком-либо районе системы, распространяются на большие территории, т. е. ощущаются генераторами, значительно отдаленными от места возмущения (повышается связность системы) возникают сложные длительные переходные процессы повышается вероятность каскадного развития аварий (см. 1.5), Изменение динамических свойств ЕЭЭС по мере ее развития определяется усложнением структуры электрических сетей, повышением пропускной способности электропередач, ухудшением электрических и электромеханических характеристик оборудования и увеличением напряженности режимов системы. При этом существует противоречивая ситуация повышение пропускных способностей (усиление) связей, с одной стороны, обеспечивает большую возможность обмена электроэнергией и взаимопомощи смежных районов ЕЭЭС при авариях, способствует увеличению уровней статической и динамической устойчивости, а с другой - способствует развитию аварийных процессов, которые, если они своевременно не локализуются, могут охватывать в пределе всю систему [91]. [c.24]

В условиях малоциклового нагружения старение протекает на фоне повторного деформирования за пределами упругости. Последнее обстоятельство определяет повышенную интенсивность процессов, сопровождаюш их остаривание, так что за времена порядка 5—10 мин в основном происходит снижение пластических свойств. В качестве примера в табл. 1 приведены данные о статической прочности и пластичности малоуглеродистой низколегированной стали при температуре 270° С, полученные при длительностях нагружения до разрушения в диапазоне 1,5— 105 мин. Можно отметить весьма слабую зависимость прочностных характеристик и особенно свойств пластичности от времени нагружения. Для подтверждения полученного результата проведены испытания той же стали при малоцикловом жестком нагружении при частотах нагружения порядка 1 и 0,1 цикла мин. [c.41]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...