Тепловые деформации и внутренние напряжения

Тепловые деформации и внутренние напряжения [c.61]

При разработке технологического процесса необходимо, учитывая условия соблюдения требуемой точности изготовления деталей, производить соответствующий расчет точности работы линии. При таком расчете точности ЭНИМС рекомендует отводить по 5—10% поля допуска на геометрическую точность станков и на деформацию деталей под действием усилий резания, ло 10—15% —на тепловые деформации и внутренние напряжения, по 30—40% — на износ режущего инструмента. [c.409]

Причины, вызывающие отклонения от форм и взаимного расположения поверхностей деталей, обработанных на фрезерных станках, связаны с 1) неточностью станка 2) погрешностью установки заготовки (ориентации и закрепления) 3) неточностью изготовления, установки, настройки и изнашивания фрез 4) упругими деформациями технологической системы 5) тепловыми деформациями 6) внутренними напряжениями в заготовке. [c.201]

Причинами возникновения сварочных напряжений являются неравномерность распределения температуры при сварке и жесткость свариваемых элементов, препятствующая свободному развитию тепловых деформаций и вызывающая возникновение пластических деформаций. При сварке закаливающихся сталей на развитие сварочных напряжений влияют также структурные превращения в шве и зоне термического влияния, сопровождающиеся изменением объема. В сварных соединениях разнородных сталей проведение термической обработки приводит к появлению нового вида термических внутренних напряжений, обусловленных разностью коэффициентов линейного расширения свариваемых деталей (п. 5 главы II). [c.59]

Разорвавшаяся труба всегда значительно деформирована рядом с местом повреждения часто имеются несквозные трещины, по которым можно узнать, началось ли повреждение с наружной или с внутренней поверхности металла (рис. 6-17,6 и в). Должно быть проверено наличие или отсутствие посторонних включений в металле поврежденной трубы, а также ее разностенности, защемления при тепловых деформациях и т. п. Если труба защемлена даже вдали от ее изогнутого участка, то в этом участке возникает большое дополнительное напряжение. При его изменениях во время растолок и остановов котла могут появиться трещины. Их росту внутри труб способствует разгерметизация котла при остановах. Могут иметь место и другие причины повреждения необогреваемых труб в зоне гиба. [c.155]

Точность вырезаемых деталей и заготовок устанавливается по предельным отклонениям размеров вырезаемых деталей и заготовок от номинальных размеров. Отклонения происходят из-за смещения оси резака при его перемещении по заданному контуру или вследствие деформации листа под,.влиянием теплового воздействия подогревающего пламени и внутренних напряжений в разрезаемом металле. На точность резки влияние оказывает также расширение режущей струи и изменение угла наклона резака. Предельные отклонения вырезаемых деталей и заготовок устанавливаются в зависимости от их номинальных размеров и толщины разрезаемого металла. ГОСТ 14792—80 предусматривает три класса точности резки металла толщиной от 5 до 100 мм для первого класса предельные отклонения оставляют -И-4- 3 мм для второго — 2-i- 4,5 и для третьего — 3,5- - 5,5 мм (табл. 8,8). [c.197]

Образование внутренних напряжений связано с неоднородным распределением деформаций по объему тела. Внутренние напряжения возникают в результате неравномерного распределения температур по объему металла. Например, при быстром нагреве и охлаждении металла происходит неоднородное расширение (сжатие) внешних и внутренних слоев металла. Такие напряжения называются тепловыми. Кроме того, внутренние напряжения могут возникать вследствие фазовых превращений при термической обработке. Эти напряжения называются фазовыми. [c.19]

Погрешности обработки, составляющие обычно наиболее значительную часть суммарной погрешности обработки, обусловлены целым рядом различных технологических факторов, взаимодействующих в процессе резания. Основными из них являются геометрические неточности, упругие и тепловые деформации звеньев технологической системы, упругие деформации материала детали под действием усилий закрепления, размерный износ режущего инструмента и внутренние напряжения в обрабатываемой детали. [c.12]

Внутренние напряжения возникают под совместным действием силовых и тепловых факторов. Силовые факторы (пластические деформации) вызывают образование сжимающих напряжений, тепловые — растягивающих. Как будет показано в дальнейшем, различные параметры качества поверхности, в том числе и внутренние напряжения, оказывают большое влияние на эксплуатационные свойства особенно деталей, восстанавливаемых различными способами. Поэтому важное значение имеет выбор видов и режимов чистовой механической обработки, которые давали бы минимальное [c.42]

Таким образом, в поперечном сечении 2-2 вследствие неравномерного нагрева из-за различного характера распределения тепловых относительных деформаций продольных волокон к и действительных деформаций А возникают временные упругие относи-. тельные де рмации е и внутренние напряжения а. [c.392]

Тепловые деформации обрабатываемой детали, деталей станка и режущего инструмента в процессе обработки и деформации, возникающие под влиянием внутренних напряжений в материале детали. [c.48]

Погрешности формы и заданных размеров деталей, обработанных на фрезерных станках, вызываются неточностью станка погрешностью установки заготовки (ориентации и закрепления) неточностью изготовления, установки, настройки, а также износом фрез упругими деформациями технологической системы тепловыми деформациями внутренними напряжениями в заготовках. [c.63]

Текстуры образуются вследствие ориентированного воздействия на тело внешних или внутренних сил. Эти силы могут быть вызваны механическими напряжениями, магнитными, электрическими или тепловыми полями и др. Текстуры возникают при различных технологических процессах кристаллизации, пластической деформации, получении тонких слоев и осадков, укладке анизотропных по форме частиц порошков и др. [c.260]

Неупругие деформации и необратимо затраченная за цикл энергия, а также их суммарные, относительные и удельные значения, соответствующие моменту разрушения, изменяются в широких пределах в зависимости от амплитуды напряжений и долговечности. Температура разогрева в деформируемых объемах материала и тепловая составляющая внутренней энергии, а также суммарные, относительные и удельные значения теплового эффекта и тепловой энергии, рассеянной в окружающей среде, также изменяются в широких пределах в зависимости от условий процесса. Поэтому указанные термодинамические характеристики процесса не могут быть приняты в качестве параметров повреждаемости и критериев разрушения металлов. [c.90]

Таким образом, при напряженном состоянии, отличающемся от всестороннего сжатия, металлы проявляют способность приобретать остаточные деформации ). Неупругость проявляется после того как внешняя нагрузка достигнет некоторого определенного значения, зависящего от материала и вида напряженного состояния в образце. Эта способность к необратимым деформациям сохраняется у металлов и при весьма низких температурах, когда тепловые колебания атомных частиц практически отсутствуют. Отсюда следует, что металлические тела могут приобретать пластическую деформацию, внутренний механизм которой не связан с тепловым движением. Такого рода пластичность принято называть холодной или атермической. [c.726]

Специфика процессов сварки, при которой изделия подвергаются сильному местному нагреву, вызываюш ему неравномерное распределение теплового потока, требовала глубокого изучения температурного состояния металла при сварке. Исследование распределения температуры в элементах конструкций при сварке имело огромный теоретический и практический интерес, так как сосредоточенный и непрерывно изменяюш ийся нагрев вызывал внутреннее напряжение и остаточные деформации в конструкциях, а в ряде случаев приводил к их короблению. [c.138]

Изменение линейных размеров существенно сказывается на величину возникающих внутренних напряжений и деформаций в металле. Чем больше коэффициенты теплового расширения, тем больше опасность возникновения трещин. [c.467]

Внутренние остаточные напряжения возникают в процессе быстрого нагрева или охлаждения металла вследствие неоднородного расширения (сжатия) поверхностных и внутренних слоев. Эти напряжения называют тепловыми, или термическими. Кроме того, напряжения появляются в процессе кристаллизации, при неоднородной деформации, при термической обработке вследствие неоднородного протекания фазовых превращений по объему. Их называют фазовыми, или структурными. [c.69]

Внутренние напряжения по своему происхождению могут быть временными и остаточными. К временным относятся те напряжения, которые исчезают после устранения вызвавшей их причины, например, тепловые напряжения, уничтожающиеся после выравнивания температуры в разных частях тела. Если временные напряжения настолько велики, что успевают превысить предел упругости и вызвать пластическую деформацию, то они уже будут остаточными. [c.76]

Го- Тогда для учета тепловых воздействий, которым подвергается упругое изотропное тело, достаточно в обычном законе Гука деформации вх, е и е , изменить на величину а АГ, а сдвиговые деформации оставить без изменений. Число а, называемое коэффициентом температурного расширения материала, является одной из важнейших физических постоянных. Различие этих коэффициентов для материалов деталей, жестко соединенных между собой, приводит при изменении температуры к возникновению значительных деформаций, например, к изгибу биметаллической пластины. Если же конструкция не имеет возможности свободно деформироваться, то могут возникнуть большие внутренние напряжения, приводящие к разрушению. Античные статуи, например, быстро разрушались из-за различия коэффициентов температурного расширения золота и слоновой кости или мрамора. [c.175]

Поверхностные слои инструментов горячей деформации в каждом цикле нагрев — охлаждение изменяют свой объем. При нагреве поверхностные слои должны были бы расшириться, но более холодные внутренние слои препятствуют этому, вследствие чего вначале внешние слои упруго сжимаются (рис. 30). Если температурный градиент от поверхности внутрь детали достаточно велик, то при данном коэффициенте теплового расширения напряжение сжатия при доминирующей температуре достигнет действительного предела текучести (предела ползучести) и в поверхностном слое произойдет пластическая деформация (сжатие). При быстром охлаждении этот же слой должен был бы постепенно сжиматься, но из-за предшествовавшей пластической деформации и из-за сопротивления теперь уже более нагревшихся внутренних слоев протекание этого процесса затруднено или он вообще не происходит и, таким образом, поверхностный слой сначала упруго, а затем пластично растягивается. При восстановлении первоначальной температуры размер поверхностного слоя совпадает с его первоначальным размером, но в нем остается растягивающее напряжение, величина которого соответствует пределу текучести стали. Поэтому в новом цикле нагрев — охлаждение возникает дополнительная остаточная деформация (см. рис. 30). Если можно было бы повышение температуры поверхности ограничить так, что возникла только упругая деформация, то диаграмма напряжение—деформация стала бы обратимой и термическая усталость не наступила. [c.47]

Если прикладываемое напряжение меньше внутреннего, то дислокации не могут преодолеть препятствия до тех пор, пока тепловые колебания решетки не внесут дополнительную энергию. Поскольку возможность получения дополнительной тепловой энергии зависит от времени и температуры, напряжение текучести будет зависеть от скорости деформации и температуры. Если прикладываемое напряжение больше внутреннего, то будет наблюдаться быстрое скольжение и напряжение текучести не будет зависеть от скорости деформации. В соответствии с этой теорией напряжение текучести при высокой скорости деформации будет больше, чем при статической нагрузке, но выше определенной скорости — напряжение текучести не будет зависеть от скорости деформации. Деформация будет нарастать катастрофически при любой величине прикладываемого напряжения, поскольку эффект упрочнения не будет проявляться. Данное явление представлено графически зависимостью напряжение — деформация на рис. 3.24. Интересно отметить, что Друкер предложил эту зависимость за несколько лет до того, как Котрелл изучил движение дислокаций при высоких скоростях деформации. Каба- [c.57]

Механические свойства поверхностных слоев у металлов часто отличаются от внутренних вследствие изменения структуры и состава от выгорания, обезуглероживания, поглощения углерода, кислорода, водорода из окружающей среды, наличия внутренних напряжений вследствие деформации при структурных изменениях, вследствие различия теплового расширения структурных составляющих и т. п. [c.81]

При нагреве металлического цилиндра поверхностный слой, расширяясь в сторону свободной поверхности (в относительно длинных цилиндрах в основном в радиальном направлении), претерпевает пластическую деформацию. При этом происходит увеличение диаметра не только за счет теплового расширения, но и за счет пластической деформации (за счет увеличения удельного объема пластически деформированного металла). В первый период охлаждения для закалки в поверхностном слое возникают внутренние растягивающие напряжения и происходит пластическая деформация горячего и еще весьма пластичного металла. При этом внутренние напряжения частично снимаются. Дальнейшее охлаждение, когда пластичность поверхностного слоя значительно снижается, пластическая деформация прекращается и этот слой растягивается, вызывая в сердцевине значительные сжимающие напряжения. Этот период соответствует температуре 250—400° С. когда структурных превращений в поверхностном слое еще нет. [c.286]

При холодном гнутье труб на малые радиусы гиба со стороны сжатых и растянутых волокон металла получается значительный наклеп, повышающий пределы текучести и прочности, не приводя, однако, к заметному понижению пластичности. В металле возни- кают остаточные внутренние напряжения, которые в процессе эксплуатации при определенных условиях (переменные тепловые и механические напряжения) могут привести к образованию трещин. Поэтому в зависимости от назначения трубопровода, марки стали и пластических деформаций после гнутья в ряде случаев производят термическую обработку труб. Термическая обработка производится в электрических (типа ПН-15Б), или камерных печах, а также в печах с выкатным пазом, на газовом, мазутном топливе или при помощи индукционного нагрева. [c.84]

Местное расплавление металла детали (основного и присадочного) вызывает изменение химического состава наплавленного слоя и микроструктуры детали в близлежащих слоях, т. е. в зоне теплового влияния, размеры которой зависят от вида, режима сварки и толщины свариваемого металла. Чем выше скорость сварки, тем меньше зона теплового влияния Так как при газовой аплавке интенсивность нагрева меньше, чем при наплавке в электрической дуге, то и зона теплового влияния будет больше из-за неравномерного нагрева деталей при аплавке возникают внутренние напряжения после сварки, которые очень снижают усталостную прочность и вызывают деформацию детали. Внутренние напряжения снимают при термической обработке детали. [c.23]

Другой причиной макроприработки является деформация контактирующих тел при действии нагрузок, тепловых полей или перераспределения внутренних напряжений. В результате полный начальный контакт поверхностей будет нарушен и для его восстановления потребуется определенный период времени. При этом колебание нагрузок и тепловых полей может привести к нестационарному процессу изнашивания, когда на протяжении всего периода эксплуатации будут контактировать то одни, то другие участки поверхностей трения. [c.379]

Анализ полей деформаций и напряжений в цилиндрическом корпусе при тепловой нагрузке в период выхода на режим Ai (для нулевого полуцикла) показывает, что максимальные интенсивности упругопластических деформаций и напряжений возникают в переходной зоне (рис. 4.55). Причем действительные значения деформаций (штриховые линии) в опасном сечении достигают 0,45 % и почти в 2 раза превышают значения деформаций, полученные при упругом расчете (сплошные линии). Существенно, что характер распределения и уровень упругопластических деформаций на внутренней и внешней поверхностях примерно одинаковы. Об этом свидетельствуют также форма и размеры зон упругопластических деформаций в характерные момеигы времени нагружения на этапе нагрева. [c.224]

ВОСПРИИМЧИВОСТЬ — характеристика (диэлектрика, показывающая его способность поляризоваться в электрическом поле магнетика, показывающая его способность намагничиваться в магнитном поле) ВЯЗКОСТЬ [—свойство жидкостей и газов оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой динамическая — количественная характеристика сопротивления жидкости или газа смещению одного слоя относительно другого кинематическая— отнощение динамической вязкости к плотности жидкости или газа магнитная — отставание во времени изменения магнитных характеристик ферром нетика от изменения напряженности внешнего магнитного поля объемная — величина, характеризующая процесс перехода внутренней энергии в тепловую при объемных деформациях среды (вторая вязкость) структурная — вязкость, связанная с возникновением структуры в дисперсных системах ударная — поглощение механической энергии твердыми телами в процессе деформации и разрущения под действием ударной нагрузки] [c.228]

Нами была создана рентгеновская установка на базе аппарата УРС-55, с выносной рентгеновской трубкой в защитном кожухе, позволяющая производить исследования на поверхности крупногабаритных изделий. Обычно исследования методом рентгено- структурного анализа, в том числе и рентгеновские измерения напряжений, выполняются на образцах в специальных рентгеновских камерах. Создание такой установки дало возможность исследовать остаточные напряжения на наружной и внутренней поверхностях сварных швов промышленных сосудов высокого давления без вырезок образцов. Исследовалось взаимодействие остаточных напряжений с механическими напряжениями при нагружении сосуда внутренним давлением, при первом нагружении, циклике. Исследовался металл сварного шва после разрушения сосуда внутренним давлением. Параллельно измерялись деформации зерен металла различных зон сварных соединений методом микроструктурных измерений, который успешно освоили молодые специалисты Теплова Галина Викторовна и Гончарова Виктория Вольфовна. [c.177]

Это позволяет до изготовления и пуска создаваемого энергетического оборудования провести исследование деформаций, напряжений и тепловой нагруженпости узлов конструкций с целью их улучшения, оценки прочности и выбора по напряжениям допускаемых режимов эксплуатации. Данные" тензометрии при стендовых испытаниях, которая может быть выполнена в значительно большем числе точек, чем на работающем оборудовании, позволяют также правильно выбрать места установки тензорезисторов и сократить их количество при измерениях на работающем оборудовании. Эти данные дают также получаемые для рассматриваемых типовых режимов соотношения между деформациями, напряжениями и температурами в точках наружных и внутренних поверхностей стенок (и по их толщине) оборудования, что позволяет по измерениям, проведенным на внешней поверхности, судить о напряжениях на внутренней поверхности, где во многих случаях установить тензометры в подготавливаемом для эксплуатации оборудовании нельзя. Тензоизмерения при стендовых испытаниях проводятся также для проверки метода и средств, подготовляемых для тензометрии оборудования при его эксплуатации. Проверка всех результатов, получаемых при тензометрии на стендах, и прямое определение действительной напряженности и нагружен-ности узлов оборудования выполняются путем натурной тензометрии при его монтаже, пуске и эксплуатации. [c.107]

Позже Коттрелл [73, с. 338] обобщил этот подход и на другие случаи, когда анизотропная деформация зерен, вызванная немеханическими причинами (например, тепловым расши- . рением), приводит к внутренним напряжениям (в случае теп- 1 лового расщирения необходимо циклически изменять темпера- [ туру, чтобы регенерйровать внутренние напряжения). Он кон- [ стажировал, что при небольшом приложенном напряжении та- кой материал ведет себя как ньютоновская жидкость вне зави- симости от его внутренних пластических свойств, поскольку I напряжение уже перешло через его предел текучести . Это явление называют мягкой, или предельной, ползучестью . ] [c.252]

Материалы для ручной сварки инаплавкисталь-н ы X деталей. Свариваемость стальных деталей зависит от содержания в них углерода. В общем случае детали из малоуглеродистых и углеродистых сталей свариваются хорошо, из среднеуглеродистых — удовлетворительно, из высокоуглеродистых — плохо. Следует иметь в виду, что в конструкциях автомобилей из малоуглеродистых сталей изготовляют преимущественно детали и узлы из тонкого стального листа (кабины, оперение, облицовку и т. д.), сварка которых затруднена из-за опасности прожога металла Сварка деталей из легированных сталей затруднена вследствие того, что легирующие элементы дифунднруют в металл шва, вызывают образование тугоплавких окислов, остающихся в металле после его остывания, могут приводить к частичной самозакалке остывающего металла, различной тепловой усадке металла шва и детали, к хрупкости металла в горячем состоянии и в результате всего этого к возникновению значительных внутренних напряжений, деформаций и трещинообразований. Кроме того, при сварке полностью или частично нарушается термическая обработка деталей, восстановление которой в условиях ремонтных предприятий не всегда возможно или экономически нецелесообразно. [c.100]

Образование внутренннх напряжений связано в основном с неоднородным распределением деформаций по объему тела. Так, внутренние напряжения возникают в процессе быстрого нагрева или охлаждения металла вследствие неоднородного расширения (сжатия) поверхностных и внутренних слоев. Эти напряжения называются тепловыми. Кроме того, напряжения возникают в процессе кристаллизации, при неоднородной деформации, при термической обработке вследствие неоднородного протекания структурных превращений по объему и т. д. Эти напряжения называются фазовыми, или структурными. Внутренние напряжения различают и по другому признаку (как предложил [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...