Прочность при циклических напряжениях

ПРОЧНОСТЬ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЯХ [c.294]

ГЛ. II. ПРОЧНОСТЬ ПРИ циклических напряжениях [c.410]

Критерием прочности при циклическом напряжении служит неравенство [c.172]

Кроме того, рискуя быть обвиненными в выхолащивании курса, авторы сочли целесообразным дать в конце учебника таблицу основных формул сопротивления материалов под шуточной рубрикой Запомни на всю оставшуюся жизнь . Нам представляется, что этот материал, являясь выжимкой важнейшей информации, позволит еще раз укрупненно представить содержание курса, и его задачи, а также усвоить суть прочностного расчета, состоящую в том, что в двух частях основного условия прочности стоят независимые величины в правой механические прочностные свойства материала, а в левой напряженное состояние объекта под нагрузкой. Используя эту информацию, студенту далее легко сосредоточиться на запоминании конкретных выражений (формул) для левой части условия прочности при разных видах нагружения. Для студен-тов-заочников эта концентрированная информация будет играть роль краткого справочника. Вопросы же инженерного приложения этой информации для решения конкретных задач подробно рассмотрены в пятнадцати главах пособия. В полной мере нашла отражение в пособии последняя концепция требований к общепрофессиональным дисциплинам для механических направлений и специальностей. В частности, всесторонне рассмотрены вопросы оценки прочности при циклических напряжениях, которые вызывают усталость материала. Учитывая также, что в последние десятилетия быстро развиваются новые, весьма перспективные направления в науке о прочности, в частности, механика разрушения, прочностная надежность, механика материалов, и в них уже разработаны инженерные методы расчета, мы сочли необходимым познакомить студентов с результатами работ в этих направлениях вплоть до решения практических задач. [c.12]

Если при регулярном режиме нагружения максимальное напряжение рабочего цикла <т = а - -а меньше предела вьшосливости детали для данной асимметрии цикла, то расчет на прочность при циклических напряжениях вьшолняют как проверочный. Условие прочности при таком расчете имеет вид [c.355]

ПРОЧНОСТЬ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ НАПРЯЖЕНИЯХ [c.386]

Так как при циклических напряжениях начало разрушения связано с образованием местной трещины, понятна та роль, которую играет в усталостной прочности детали состояние ее поверхности. Совершенно очевидно, что в случае чистой и тонко обработанной поверхности предел усталости возрастает. При грубой обработке наличие мелких поверхностных дефектов приводит к снижению показателей усталостной прочности. При этом для материалов, обладающих большой чувствительностью к местным напряжениям, влияние состояния поверхности будет более заметным. [c.402]

О том, как рассчитываются детали при циклических напряжениях, речь впереди. Сейчас же можно сказать следующее. При циклических напряжениях разрушение начинается с образования местной трещины в окрестности наиболее напряженной точки. Со временем эта трещина развивается и приводит к полному разрушению конструкции. Поэтому инженер, будучи озабочен прочностью коленчатого вала, должен среди множества его угловых положений, среди множества сечений отыскать наиболее напряженную точку, в которой может предположительно образоваться усталостная трещина, а затем назначить соответствующий коэффициент запаса. Во всех задачах, которые мы до сих пор в курсе сопротивления материалов рассматривали и еще будем рассматривать, мы считаем коэффициент запаса заданным. Но выбор коэффициента запаса входит также в [c.93]

Влияние концентрации напряжений на прочность при циклическом нагружении [c.483]

Для оценки прочности при циклически изменяющихся напряжениях необходимы экспериментальные данные о характеристиках усталости материала в форме кривых усталости, функций статистического распределения их параметров, коэффициентов, описывающих изменение этих параметров в связи с неоднородностью напряженного состояния, абсолютными размерами элементов конструкций, их технологическим упрочнением и влиянием среды. Эти данные получают испытанием на усталость лабораторных образцов, моделей и элементов П 163 [c.163]

Влияние качества обработки поверхностей деталей. При статических нагрузках качество обработки рабочих поверхностей деталей оказывает незначительное влияние на их прочность. При циклических нагрузках разрушение деталей связано с развитием усталостных трещин, возникающих в поверхностном слое. Развитию этих трещин способствует возникшая в результате механической обработки детали шероховатость поверхности в виде рисок, царапин, следов резца и т. п., которые являются концентраторами напряжений. С увеличением шероховатости поверхности предел выносливости снижается, что учитывается коэффициентом влияния шероховатости поверхности Ki , представляющим собой отношение предела выносливости образца с данной шероховатостью поверхности к пределу [c.23]

Эффективный коэффициент концентрации при циклических напряжениях. При расчетах на циклическую прочность концентрация напряжений характеризуется эффективным коэффициентом концентрации при циклических напряжениях [c.201]

Прочность при циклическом нагружении. В машинах, имеющих движущиеся части, силы, действующие на звенья кинематических цепей, периодически изменяются во времени. При этом в этих звеньях (в том числе и в стойках — в неподвижных рамах или корпусах машин) возникают циклические, т. е. периодически изменяющиеся с течением времени, напряжения. Такие переменные напряжения могут возникать и под действием постоянных по величине и направлению сил. Например, сила тяжести вызывает циклические напряжения в теле вращающегося ротора турбины. [c.170]

Каждая точка кривой AB диаграммы характеризует цикл. Точка А соответствует пределу выносливости при симметричном цикле (ст = 0 = ст i) точка С - пределу прочности при статическом напряжении (а = = ст Сд = 0) точка В - пределу выносливости при отнулевом цикле, (а = сТд). Площадь диаграммы, ограниченная кривой AB и осями координат, определяет область безопасных (в отношении усталостных разрушений) циклов напряжений. Пусть точка М, характеризующая заданный цикл (Стд, aj, расположена внутри области ОАВС, тогда циклическая прочность (выносливость) материала обеспечена. [c.187]

Задачу увеличения сопротивления усталости деталей машин, актуальную с момента открытия явления усталости металлов до настоящего времени, решали по мере накопления знаний о природе этого явления по-разному. Еще совсем недавно прочность при циклическом деформировании обеспечивали в основном снижением действующих напряжений путем увеличения размеров сечений, уменьшения остроты концентраторов или применения материалов с повышенными прочностными свойствами. Теперь, когда размеры деталей зачастую ограничиваются возможностью их изготовления и немаловажным фактором при конструировании новых машин является уменьшение их металлоемкости, гораздо большее значение приобретают другие направления увеличения сопротивления усталости, связанные с упрочнением только тех мест детали, в которых возникновение усталостного разрушения наиболее вероятно. При этом, как показывает анализ многочисленных исследований, самыми эффективными методами такого упрочнения являются методы, приводящие к существенному торможению роста усталостных трещин. [c.4]

Механические свойства оцениваются не только пределом прочности при растяжении, но и поведением при циклическом напряжении. [c.210]

В результате расчета прочности при циклическом нагружении определяются коэффициенты запаса прочности по деформациям (напряжениям) и по долговечности по указанным в п. 1.3 критериям. Полученные в расчете коэффициенты запаса прочности по напряжениям и долговечности должны быть не ниже требуемых. [c.217]

В процессе эксплуатации металл трубопроводов претерпевает структурные и фазовые изменения под давлением нагрузок и высокой температуры, которые приводят к снижению его прочности и сокращению срока службы. Кроме того, снижение прочности вызывается циклическими напряжениями, которые возникают при включении и отключении трубопроводов из-за частых пусков и остановов котлов. [c.245]

В целом создается первое впечатление, что подобного рода разрушение связано с изменением кристаллической структуры металла. Именно этим и обт.яснялось в свое время разрушение при циклических напряжениях. Описанное явление получило тогда название усталости, а направление исследований, связанных с прочностью, стало называться усталостной прочностью. В дальнейше.м точка зрения на пршшны усталостного разрушения изменилась, но сам термин сохранился. [c.389]

При циклических напряжениях в детали может возникнуть явление усталости, при симметричном цикле прочность ее определяется величиной предела выносливости a p = r i. [c.153]

Предельная прочность при циклических нагрузках достигается значительно раньше, чем при статических. Усталостное разрушение может возникнуть при напряжениях ниже предела текучести. Особенность миагоциклоБОй усталости — макродеформация объема металла, как правило, отсутствует. Деталь в целом деформируется упруго, но происходит местная повторная упруго-пластическая деформация отдельных наиболее неблагоприятно ориентированных по отношению к силовому полю кристаллов, сопровождающаяся циклическим наклепам. После достижения критической степени искажения решетки происходит разрыв межатомных связей. [c.9]

Тем не менее первоначальные исследования дали противоречивые результаты. Бэйкер и Крэтчли [6] обнаружили, что армирование алюминия кварцевым волокном мало улучшает усталостную прочность при знакопеременном изгибе. Подобным образом Хэм и Плэйс [20] установили, что армирование меди вольфрамовой проволокой неожиданно оказывается неэффективным для повышения усталостной прочности при циклическом растяжении. Причиной плохого поведения композитов алюминий — двуокись кремния в условиях усталости, вероятно, являются технологические затруднения, но Хэм и Плэйс [20] сделали вывод, что при циклическом нагружении в результате усталостного упрочнения вблизи конца трещины матрица ведет себя почти упругим образом, что вызывает концентрацию напряжений, достаточную для разрыва близлежащих волокон. [c.397]

Расчет на прочность при циклическом действии релаксирую-щего в каждом цикле термического напряжения имеет два основных этапа. Во-первых, необходимо определить величину пов реждения, создаваемого в материале в каждом цикле при действии релаксирующего напряжения и возникновении деформации ползучести. Во-вторых, эти повреждения следует суммировать тем или иным способом с циклическим повреждением, накапливающимся от цикла к циклу. [c.112]

Экспериментально установлено, что циклическое нагружение ускоряет процессы релаксации макронапряжений и может вызвать полное снятие их при температурах, при которых степень термически активируемого возврата незначительна. Так, например, снятие макронапряжений, создаваемых поверхностным наклепом в образцах из стали 50, практически начинается при напряжениях, превышающих 0,7 r i (где — предел выносливости гладкого поверхностно наклепанного образца). При циклических напряжениях 0,9a j снимается преобладающая часть макронапряжений [38]. При большом градиенте напряжений изгиба и кручения (образцы малого диаметра) макронапряжения полностью снимаются при напряжениях, превышающих предел выносливости. На образцах большого диаметра (малый градиент изгибающих напряжений) возможно полное снятие макронапряжений при напряжениях, равных пределу выносливости. Основная часть релаксируемых в заданных условиях нагружения остаточных макронапряжений снимается в первый период циклической наработки —до 1 млн. циклов. Поэтому чем выше уровень циклических напряжений, тем меньше роль и значимость остаточных макронапряжений в их влиянии на усталостную прочность при прочих равных условиях. [c.143]

В связи с разработкой норм прочности для аппаратов химического машиностроения широкие исследования малоцикловой прочности при двуосном напряженном состоянии проведены К. Д. Айвзом, Л. Ф. Куистрой и И. Т. Таккером на трех типичиых материалах для сосудов давления. Круглые пластины 1 (рис. 2.55, а) испытывали в условиях переменного циклического изгиба за счет гидравлического давления, подаваемого попеременно в обе полости камеры 2. Циклические деформации в центральной зоне пластины непрерывно измерялись с помощью тензодатчиков, а обратная связь при автоматическом управлении процессом циклического нагруже-иия осуществлялась с помощью штока 3. Управляющая система обеспечивала испытания в жестком режиме циклического деформирования материала. В центре пластины на каждой из поверхностей при ее нагружении возникает двумерное поле деформаций, причем реализуется только случай равенства радиальной и окружной деформации (ь>/ее=1), а зона одинаковых пластических деформаций охватывает значительную центральную часть пластины. [c.118]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...