Чувствительность материала к надрезам

Значения эффективных коэффициентов концентрации Ко, определенных для различных концентраторов с учетом и чувствительности материала к надрезу, приводятся в справочной литературе. [c.167]

Коэффициент чувствительности материала к надрезу определялся по формуле q=K —1/ао—1. Его величина изменялась в зависимости от 1//-Q и 1// ,. [c.142]

Чувствительность к надрезу. Для оценки чувствительности материала к надрезу в качестве показателя ее используют отношение прочности надрезанного образца к пределу текучести сго,2. Увеличение значений этого отношения >1 означает возрастание способности материала к пластической деформации в вершине надреза. Считается, что величина этого отношения может быть использована в качестве меры сопротивления материала катастрофическому хрупкому разрушению. Во всех случаях радиус в вершине V-образного надреза был выбран таким образом, что теоретический коэффициент концентрации напряжений Kt был равен 10. [c.305]

Для деталей, работающих при переменных нагрузках, существенное значение имеет чувствительность материала к надрезам. Ковкий чугун по сравнению с серым чугуном имеет повышенную чувствительность к надрезам, но она меньше, чем у стали. По мере повышения механических свойств ковкого чугуна нарастает чувствительность к надрезам. [c.122]

И В тех случаях, когда материал деталей пластичен. Степень опасности вырезов, отверстий, канавок, мест соединений и других концентраторов напряжений зависит от их относительных размеров, вида нагружения и чувствительности материала к надрезам. Некоторые примеры влияния геометрических особенностей на усталость показаны на рис. 7.29—7.32. Более подробное обсуждение концентрации напряжений содержится в гл. 12. [c.196]

Усталостная прочность При наличии концентрации напряжений оказывается большей, чем та, которая определяется при непосредственном применении теоретического коэффициента концентрации в случае гладкого образца. Повышение прочности зависит от размера концентратора или соответствующего максимального градиента напряжения и легко определяется по радиусу закругления выреза в точке с наибольшим напряжением. Были предложены различные формулы, связывающие выносливость гладких и надрезанных образцов. Рекомендуемая формула (5.12), по-видимому, лучше всего соответствует экспериментальным данным,, а также удовлетворяет различным предельным случаям. Эта формула включает коэффициент ослабления концентрации, находящийся в обратной зависимости от чувствительности материала к надрезу. Учет коэффициента ослабления приводит к дополнительному повышению расчетной усталостной прочности по сравнению с той, которая соответствует теоретическому коэффициенту. В первом приближении коэффициент ослабления концентрации напряжений зависит от прочности материала при растяжении или, иными словами, от выносливости гладких образцов. [c.131]

V - коэффициент, характеризующий чувствительность материала к надрезу [c.67]

Рис. 3.28. Чувствительность материала к надрезу и трещине

Увеличение чувствительности материала к надрезу с повышением прочности объясняется тем, что, чем прочнее материал, тем ниже его пластические свойства, а значит, тем меньше его способность сглаживать неблагоприятные для усталостной прочности пики напряжений у концентратора. [c.413]

Переходы от головок к рабочей части образца должны быть тем более постепенными, чем чувствительнее материал к надрезу и к резким переходам сечения [19]. [c.19]

Критерием чувствительности материала к надрезу часто служит отношение условных пределов прочности гладкого и надрезанного образцов (ов/сгв ). Для хрупких материалов это отношение всегда больше единицы. Для пластичных оно может оказаться меньше единицы, если жесткость надреза недостаточна и образец с надрезом имеет возможность существенно пластически деформироваться. Поэтому для получения сопоставимых результатов особенно важно унифицировать форму, образцов и методику испытаний. В наиболее распространенных испытаниях на растяжение угол надреза (см. рис. [c.196]

Чувствительность материала к надрезу при усталостных иопытаниях, как и в условиях статического нагружения, определяется в первую очередь его пластичностью. Чем выше пластичность, тем больше работа пластической деформации даже при наличии концентратора напряжений, меньше скорость распространения трещины и больше предел выносливости. Однако нечувствительными к по верхностному надрезу могут оказать-ся и хрупкие материалы, содержащие большое число внутренних концентраторов напряжений (например, серый чугун). Поэтому низкое значение коэффициента следует считать ценным свойством материала толь. ко в том случае, если оно сочетается с высоким предел лом выносливости. [c.299]

СИХ пор используют ДЛЯ оценки относительной чувствительности материала к надрезу. [c.428]

Чувствительность материала к надрезам, резким переходам сечений и поверхностным дефектам тем меньше, чем выше его внутреннее трение. Например, серый и ковкий чугуны и сплавы, имеющие в структуре графит, отличаются высоким внутренним трением и малой чувствительностью к надрезам. Наоборот, сплавы алюминия вследствие их низкого внутреннего трения очень чувствительны к надрезам. [c.153]

Хорошие результаты в отношении чувствительности к надрезам дает статический изгиб надрезанных образцов с диаметром не менее 20 мм, с кольцевой выточкой под углом 90°, глубиной 2 мм, с радиусом закругления 0,1 мм (величина надреза 36% ) [ 41. Неоднородное напряженное состояние при изгибе увеличивает чувствительность к надрезу. Чувствительность материала к надрезу косвенна указывает на относительно низкое значение хрупкой прочности. Для вязких материалов номинальная прочность надрезанных образцов может даже повышаться, так как надрезы способствуют разгру-жению и более равномерному распределению напряжений при испытании [5]. [c.11]

В литературе имеется достаточно много экспериментальных данных по влиянию различных факторов на чувствительность материала к надрезу, в особенности для стали. [c.118]

Существует мнение, что наклеп стальных деталей машин может привести к увеличению чувствительности материала к надрезу, а значит и к уменьшению усталостной прочности деталей с концентраторами напряжений. [c.390]

Результаты испытаний представлены в табл. 2. Они показывают, что усталостная прочность валиков с кольцевой выточкой после наклепа скручиванием увеличивается не меньше, чем у гладких валиков. Это свидетельствует о том, что чувствительность материала к надрезу если и изменяется после наклепа, то весьма незначительно. [c.391]

Увеличения чувствительности материала к надрезу не наблюдается, скорее наоборот наклеп действует тем эффективнее, чем выше концентрация напряжений. [c.404]

Ударная вязкость образцов с надрезами а лишь в небольшой степени зависит от площади диаграммы деформации 2, в большей мере определяется чувствительностью материала к надрезам, которая у разных материалов различна. [c.259]

В качестве характеристики чувствительности материала к надрезу широкое распространение в последние годы получил коэффициент чувствительности [c.173]

Все реальные детали имеют концентраторы напряжений, которыми могут быть случайные дефекты на поверхности металла (глубокие риски, следы от удара зубилом, кернение ударными клеймами и др.), а также концентраторы, определяемые конфигурацией детали или узлы (галтели, выточки, отверстия, переходы от одного сечения к другому и пр.). Вследствие этого чувствительность материала к концентраторам напряжений является одной из его важнейших характеристик, знать которую особенно необходимо при малоцикловом нагружении. При радиусе надреза г=0,1 мм и отношении <У/0 (<У—диаметр у вершины надреза, D —диаметр образца вне надреза) круглых образцов, равном 0,707, растяжение до уровня предела текучести вызывает деформацию в вершине надреза более 3 %, а пластическая деформация захватывает области, отстоящие от концентратора на 0,5—1,0 мм. [c.99]

Аналитические зависимости между а и Кд при растяжении-сжатии и изгибе учитывают циклическую вязкость материала и градиент напряжений у поверхности надреза [44]. Зависимость величины/С от Од с уменьшением радиуса надреза имеет максимум. Восходящая часть кривой Kg=f(ag) может быть аппроксимирована уравнением Кд =Од V [132], которое справедливо при радиусе надреза рн> рПред =о,1-т-0,Змм (в зависимости от испытуемого материала). Параметр v —величина постоянная для данного материала и может служить критерием чувствительности материала к концентрации напряжений. Он характеризует снижение напряжений в образце в условиях пластической деформации и зависит от пластичности материала. [c.121]

Полная ударная вязкость является интегральной характеристикой, включающей энергию зарождения и распространения трещины Цр. Работу, расходуемую на преодоление упругой и пластической деформации до зарождения трещины, называют работой зарождения трещины разрушения Пз, а работу, затраченную на преодоление пластической деформации в вершине распространяющейся трещины — работой распространения трещины а (ан= 1а+йр). Величина а,, не связана с видом излома, поскольку эта работа затрачивается до образования и распространения трещины. Изменение в зависимости от остроты надреза характеризует чувствительность материала к концентрации напряжений. [c.35]

На первом этапе, охватывающем предвоенные годы, к стали предъявлялось требование максимального предела прочности, отчасти твердости, при определенном уровне требований по пластичности и особенно ударной вязкости. Последняя в этот период являлась универсальным заменителем того комплекса свойств, который в последние годы стали называть критерием надежности. Общеупотребительности понятия ударная вязкость как свойства материала, которое хотя и не входило в расчет но определяло чувствительность материала к параметрам, не поддающимся расчету (например быстрому нарастанию нагрузки, действию надреза и др.), способствовала капитальная работа Н. Н. Давиденкова Динамические свойства материалов (1928 г.). [c.193]

Образцы с различными надрезами (типы IV, V, VII) применяют для определения чувствительности материала к концентрации напряжений, имеющей место в различных деталях около отверстий, резьбы, галтелей, шпоночных канавок и т. п. Влияние концентрации напряжений на величину предела усталости характеризуется эффективным коэффициентом концентрации напряжений, выражающимся формулами (для симметричного цикла) [c.469]

В графиках фиг. 8—42 даны теоретические коэффициенты концентрации, полученные исходя из допущений теории упругости. Применяемое при этом допущение о бесконечно малых размерах частиц материала, из которого выполнена деталь, приводит к ошибкам в случае малой абсолютной величины радиуса закругления по дну концентратора (острый надрез), соизмеримой с размерами частиц реального материала. Поэтому при малой абсолютной величине радиуса по дну концентратора (при коэффициентах концентрации, больших 3—4) следует [5] учитывать а) структуру материала, определяющую чувствительность материала к концентрации напряжений б) наличие значительной относительной деформации в зоне концентрации. [c.448]

Образцы, условия и порядок проведения испытаний. Для испытания металлов на усталость (ГОСТ 25502-79) применяют гладкие образцы круглого и прямоугольного профиля, а для определения чувствительности материала к концентрации напряжений — образцы с надрезами в виде кольцевой выточки V-образного профиля или двухсторонних V-образных вырезов (соответственно для круглых и прямоугольных образцов) и в виде симметричного поперечного отверстия, всего 10 типов I, П-Х, например (рис. 2.45). [c.67]

Испытание образцов с надрезами при однократном нагружении. Ввиду наличия в различных деталях машин и других изделиях всевозможных канавок, вьггочек, отверстий, нарезок, галтелей, необходимых для конструктивных и эксплуатационных целей, возникла необходимость выяснить чувствительность материала к надрезам, для чего производится сопоставление результатов испытания материала в гладких образцах и образцах с надрезом. Наряду с этим определяют и абсолютные значения характеристик материала при наличии надреза в образце. В большинстве случаев налрез снижает пластичность и вязкость материала и мало влияет на прочность. Испытания производят при различных видах деформации образца (растяжение, сжатие, кручение, изгиб), различных геометрических параметрах надрезов, различных абсолютных размерах образцов все эти факторы оказывают существенное влияние на чувствительность к надрезу. Рассматривают чувствительность материала к надрезу по признаку прочности, деформации, вязкости. Наибольшее значение имеют исследования, в которых образцы доводятся до разрушения. В надрезанных образцах, в силу концентрации напряжений, пластические деформации локализуются областью надреза и характер разрушения образца, хрупкий при неинструментальном осмотре, оказывается на самом деле пластичным, что обнаруживается при микроскопическом изучении. [c.301]

Ударная прочность образцов с надрезом всегда меньше, чем без надреза [172, 233, 235, 245]. Главная причина этого состоит в том, что надрез является концентратором напряжения. Наибольшая концентрация наблюдается в случае острых надрезов с малым радиусом кривизны у их вершины [см. уравнение (5.13)]. Однако есть и другие причины, по которым надрез уменьшает ударную прочность, причем у одних полимеров более резко, чем у других. В образце без надреза деформация развивается по всей длине, а в образцах с надрезом большая часть деформации развивается вблизи вершины надреза, так что материал в надрезе претерпевает чрезвычайно высокую скорость деформации по сравнению с образцом без надреза [1, 245]. При высоких скоростях деформации пластичный материал может разрушаться хрупко, и его ударная прочность понижается. Поэтому различие в ударной прочности между образцами с надрезом и без надреза обычно больше для пластичных, чем для хрупких материалов [246]. Еще один фактор, обусловливаюш,ий чувствительность материала к надрезу, связан с тем, что процесс разрушения состоит из зарождения и роста трещин. В образце с надрезом трещина уже создана, и количество энергии, поглощенной при разрушении, определяется только энергией роста трещин. В случае образцов без надреза энергия, затрачиваемая на инициирование трещины, складывается с энергией, затрачиваемой на рост трещины. [c.184]

В работе Хана и сотр. [54] изучались мартенситные стали AISI, 4340 и ЗООМ, которые были термически обработаны на 140—210 кГ/мм . Испытывались образцы с надрезом при постоянной нагрузке. Электролитом служила дистиллированная вода. Сталь 4340, отпущенная при 204, 315° С до уровня прочности 200 я 160 кГ/мм , разрушилась через 10 мин. при напряжениях, составляющих всего 10% от предела текучести (стог) или 50% от предела прочности образца с надрезом. Разрушений не наблюдалось лишь при напряжении, меньшем 14 кГ/мм . Когда же сталь была отпущена при 425° С на прочность 143,5 кГ/ммР, время до разрушения значительно возросло, а критическое напряжение увеличилось до 31,6 кГ/мм . Аналогичные результатьг были получены и со сталью ЗООМ. Хан и сотр. [Й] показали, что склонность этих сталей к КР (по терминологии авторов степень охрупчивания) находилась в прямолинейной зависимости от чувствительности материала к надрезу. Время до разрушения образцов при заданном значении приложенного напряжения линейно увеличивалось с увеличением отношения прочности образца с надрезом к пределу прочности (коэффициент действия надреза). [c.117]

Испытания на ударный изгиб по Шнадту [1, 2, 105] позволяют оценить чувствительность материала к надрезу. Испытания проводят на образцах с переменной остротой надреза и неизменным живым сечением (см. рис. 26). Чтобы устранить искажающее влияние деформации сжатия, в отверстие диаметром 5 мм на скользящей посадке вставляют каленый стальной штифт. Все точки рабочего сечения образца испытывают напря- [c.194]

Е язкостью наз. работа, израсходованная на деформацию. Т. к. гладкие деталп в практике не встречаются, а любая деталь или элемент сооружения щ [еет надрезы (всякие изменения формы и сечения детали резьба, отверстия, выкружки и т. п.), а также В1гут-реннио надрезы (включения др. веществ, неоднородность структуры и т. п.), то вязкость материала определяется опытами с надрезанными образцами. Чувствительность материала к надрезу также относится к М. с. [c.220]

Некоторые исследователи, использующие электрохимические измерения, относительно легко определяли такие величины, как потенциал н ток коррозии при испытании материала иа коррозионную усталость. Таким образом, коррозионную усталость материала можно быстро оценить без длительного сбора лабораторных данных, которые необходимы в методе Мак Адама. Эндо и Комаи [19] получили уравнение, связывающее возрастание тока коррозии с количеством циклов при коррозионной усталости. Это уравнение, как установлено, аналогично уравнению, связывающим рост трещины с числом циклов и, следовательно, увеличение тока коррозии связано с полной длиной трещины, что подтверждено последующими измерениями. Это уравнение также учитывает величину переменных напряжений, частоту и температуру. Поскольку величина тока коррозии находится в определенной связи с потенциалом коррозии, то распространение коррозионно-усталостного разрушения может быть прослежено путем измерения потенциала. При дальнейшем продолх ении этой работы было показано [20], что произведение начальной плотности тока коррозии ( к) и полного времени до разрушения (ткр) связано с чувствительностью материала к надрезу (л) и отношением значения усталостной прочности на воздухе и в коррозионной среде (к), уравнением [c.290]

Для ответа на вопрос о чувствительности материала к надрезу в данных условиях следует значение эквивалентного напряжения для образцов с надрезом (Гэ. сравнить со значением эквивалентного напряжения гладкого образца (Гэ.гл, которое учитывает изменение начального напряжения в процессе деформации, особенно на стадии III ползучести. Для материалов, разрушающихся в условиях заданной температуры с малой пластичностью фру о э.гл почти совпадает с <Гогл. Для расчета о э.гл необходимо знать изменение относительного сужения ф во время испытания на длительную прочность. Однако обычно измеряется изменение во времени не сужение ф, а удлинение при ползучести р. Непосредственно вычислить ф = ф(р) можно лишь для образцов, у которых не образовалось шейки. Для перерасчета ф = [р(т)1 при наличии шейки можно воспользоваться зависимостью, полученной при аппроксимации экспериментальных данных. [c.158]

Прн оценке чувствительности материала к концентрации напряжений важно получить острый надрез без существенного изменения свойств материала. Этого достигают с пoмoш lЮ абразивного материала, нанесенного на вольфрамовую нить соответствующего диаметра. При этом получают надрезы с радиусом закругления от [c.138]

Полученные опытные значения ff-i были использованы для расчета предложенного в работе [122] критерия чувствительности материала к концентрации напряжений v, учитывающего размеры образца и величину градиента напряжений у поверхности концентратора. Значения v для различных типов надреза существенно различались, поэтому были найдены средние значения V p, по которым рассчитывали значения r i. Опытные rfl i и расчетные o i пределы выносливости для надрезов остротой 1,5 и 0,5 мм оказались близки друг к другу, а для надрезов остротой 0,1 мм расхождение достигало 25% в сторону занижения значений o-i. [c.147]

Аналогичные результаты получены на углепластиках,. У-стек-лопластиках и борсик-титане, где в каждом случае расслоение по границе раздела приводило к почти полной нечувствительности к надрезу [11, 72]. С повышением прочности в поперечном направлении композиционного материала бор — алюминий механизм притупления надреза изменяется на механизм пластического течения матрицы, коллинеарного вдоль упрочняющих волокон, и увеличивается чувствительность к надрезу. Однако даже в этом случае чувствительность образца к надрезу была меньше, чем у такого конструкционного сплава, как Ti — 6% А1—4% V. Сравнительные данные приведены на рис. 29. [c.478]

Fatigue not h sensitivity — Чувствительность усталости к надрезу (q). Оценка результата воздействия надреза или отверстия определенного размера и формы на усталость материала измеряемого как [c.954]

Кд = a V, которое справедливо при радиусе надреза р > 0,1 ,3 мм (в зависимости от испытуемого материала). Параметр V — величйна постоянная для данного материала и является критерием чувствительности материала к концентрации напряжений, он характеризует снижение напряжений в образце в условиях пластической деформации и зависит от пластичности материала. [c.190]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...