Переменные напряжения. Усталость

S. ПЕРЕМЕННЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ. УСТАЛОСТЬ [c.636]

Переменные напряжения (коррозионная усталость) [c.336]

Переменные напряжения (растягивающие, первого рода), в том числе и знакопеременные напряжения, как известно, вызывают явление усталости металлов. Если переменные напряжения превышают, величину предела усталости металла, то через некоторое число циклов переменных нагружений, которое тем меньше, чем больше напряжения, развиваются треш,ины усталости и деталь разрушается (кривая 1 на рис. 233). Ниже определенного значения переменного напряжения (предела усталости) металл не разрушается даже при очень большом числе циклов, так как это напряжение является асимптотой для кривой усталости. [c.336]

Переменные напряжения совсем не вызывают усиления общей коррозии. Ускоренное разрушение деталей происходит в результате появления сетки микроскопических трещин, переходящих в крупную трещину коррозионной усталости, механизм зарождения и развития которой сходен с таковым при коррозионном растрескивании, но приходится только на периоды растягивающих напряжений (рис. 236). Трещины коррозионной усталости могут быть как транскристаллитного, так и межкристаллитного типа. [c.337]

Разрушение металла, вызываемое одновременным воздействием агрессивной среды и переменных растягивающих напряжений, называется коррозионной усталостью. В химической иро-мышленности передки случаи такого разрушения деталей аппаратов и машин. Разрушение вследствие усталости обычно сопровождается образованием меж- и транскристаллитных трещин, развитие которых идет главным образом в период приложения растягивающих напряжений. В условиях переменных напряжений разрушение металлов и сплавов происходит при напряжениях, меньших чем наиряжения, необходимые для возникновения коррозионного растрескивания при растягивающих нагрузках. [c.106]

Для разрушения от усталости недостаточно переменности напряжений. Необходимо также, чтобы напряжения имели определенную величину. [c.589]

Максимальное напряжение, при котором материал способен сопротивляться, не разрушаясь, при любом произвольно большом числе повторений переменных напряжений, называется пределом выносливости или пределом усталости. [c.589]

Для стали при температуре выше 300°С наблюдается понижение предела усталости примерно на 15—20% на каждые 100°С повышения температуры. Правда, у ряда сталей при повышении температуры от 20 до 300°С предел усталости повышается. Однако это повышение, по-видимому, связано с физико-химическими процессами, происходящими при одновременном влиянии нагрева и переменных напряжений. [c.609]

Вопросы усталости, и в первую очередь малоцикловой усталости, совершенствование методов испытания на усталость, обоснование деформационных критериев малоцикловой усталости, установление физической модели накопления повреждений при повторно-переменных нагрузках, кинетики развития усталостных трещин в тех или иных условиях нагружения, статистический аспект усталости, а также разработка инженерных методов расчета элементов конструкций на прочность при повторно-переменных напряжениях с учетом различных факторов (вида напряженного состояния, конструктивно-технологических особенностей, температуры, начальной напряженности и т. п.). [c.664]

При суммировании повреждений обычно для обеспечения надежности учитывают действие переменных напряжений, начиная от 0,7 предела выносливости (в предположении, что высокие напряжения могли понизить предел выносливости). В связи с высокими показателями степени при напряжениях в уравнениях кривых усталости действие малых напряжений не существенно, и поэтому в большинстве случаев, и в частности для типовых режимов, можно суммировать действие всех напряжений, что идет в запас прочности. [c.189]

Действие контактных напряжений ниже предела выносливости относительно больше, чем изгибных, и поэтому для них вводится дополнительное ограничение не учитывается повреждающее действие переменных напряжений за общим числом циклов нагружений 2,4Ы с,> где Nhq — число циклов до перелома кривой усталости. [c.189]

Весьма характерно, что при действии повторно-переменных нагрузок разрушение происходит в результате постепенного развития трещины, называемой усталостной трещиной. Термин усталость обязан своим происхождением ошибочному предположению первых исследователей этого явления о том, что под действием переменных напряжений изменяется структура металла. [c.306]

Существенно влияют на возникновение и развитие усталостных трещин дефекты внутреннего строения материала (внутренние трещины, шлаковые включения и т. п.) и дефекты обработки поверхности детали (царапины, следы от резца или шлифовального камня и т. п.). Процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению, называют усталостью, а разрушение вследствие распространения усталостной трещины — усталостным разрушением. Свойство материала противостоять усталости называют сопротивлением усталости. [c.307]

Для расчетов на прочность при действии повторно-переменных напряжений необходимо знать механические характеристики материала. Они определяются путем испытания на усталость образцов на специальных машинах. Наиболее простым и распространенным является испытание образцов при симметричном цикле напряжений. Принципиальная схема машины для испытания образцов на изгиб показана на рис. XII.4. [c.310]

При конструировании деталей, работающих в условиях возникновения переменных напряжений, рекомендуется принимать следующие меры для повышения сопротивления усталости [c.320]

Способность материала воспринимать многократное действие переменных напряжений от заданной нагрузки без разрушения называют сопротивлением усталости. [c.244]

Усталость — процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению (ГОСТ 23207—78). [c.262]

Проверочный расчет. Валы при работе испытывают переменные напряжения, поэтому проверочный расчет их выполняют на усталость, а также на статическую прочность и жесткость. [c.403]

Под влиянием переменных напряжений в наиболее напряженном месте детали либо там, где она имеет внутренние пороки, возникает трещина, которая постепенно разрастается, охватывая все большую часть поверхности будущего излома. Наступает такой момент, когда сечение детали в месте развития трещины оказывается настолько ослабленным, что больше не в состоянии сопротивляться действующим на деталь нагрузкам, и она разрушается. Таким образом, усталостью называют процесс постепенного накопления повреждений материала при действии повтор но-переменных напряжений, приводящий к образованию трещин и разрушению. [c.332]

Процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению, называется усталостью. Способность же материалов воспринимать эти повторные знакопостоянные или знакопеременные напряжения без разрушения называется сопротивлением усталости или циклической прочностью. [c.5]

Циклы переменных напряжений. В изложении, точнее в усвоении, этого по существу несложного вопроса есть одна тру,ц-ность, свойственная всей рассматриваемой теме — обилие новых терминов и определений, которые подлежат усвоению и запоминанию. Подчеркнем, что все термины, обозначения и определения, даваемые преподавателем, должны соответствовать ГОСТ 23207—78 Сопротивление усталости. Основные термины, определения, обозначения . Естественно, говоря о запоминании определений, мы не имеем в виду текстуальное запоминание важно, чтобы учащиеся усвоили смысл этих понятий (циклы напряжений, максимальное, минимальное, среднее и амплитудное напряжения цикла, коэффициент асимметрии цикла) и могли своими словами, не искажая смысла данного понятия, дать его определение. [c.171]

Многочисленными опытами было установлено, что при переменном напряжении, превышающем определенную величину для данного материала, после некоторого числа перемен напряжений в материале появляется трещина. Как установлено последними исследованиями, процесс усталости связан с постепенным накоплением дефектов кристаллической решетки и, как следствие этого, с постепенным развитием усталостных повреждений. Дефект кристаллической решетки постепенно превращается в микротрещину, которая через определенное число циклов нагружения переходит в макротрещину, захватывающую все большую толщину металла. Пластическая деформация сосредоточивается только в устье трещины, поэтому заметных остаточных деформаций при разрушении не обнаруживается. [c.337]

При переменных напряжениях с небольшой амплитудой может оказаться, что предельное состояние пластичного материала будет определяться не усталостью, а текучестью (участок ЕМ) и тогда коэффициент запаса прочности определится по пределу текучести [c.424]

Сопротивление усталости материала оценивается по пределу выносливости (а )й , определяемому на гладких лабораторных образцах малого диаметра, а для суждения о прочности детали при переменных напряжениях необходимо знать ее предел выносливости (o-ikV- Поэтому вводят дополнительное понятие эффективного коэффициента концентрации напряжений детали k )a, определяемого по формуле [c.670]

Многие детали машин подвергаются одновременному действию переменных напряжений и коррозионной среды, что весьма сильно понижает кривую Вёлера и изменяет ее характер металл не имеет предела усталости, так как кривая коррозионной усталости металла все время снижается (кривая 2 на рис. 233). Такой ход кривой обусловлен тем, что если бы переменные напряжения отсутствовали совсем, образец через какое-то время все равно разрушился бы от коррозии. В качестве условного предела коррозионной усталости (выносливости) металла принимают максимальное механическое напряжение, при котором еш,е не происходит разрушение металла после одновременного воздействия установленного числа циклов N (чаще всего N 10 ) переменной нагрузки и заданных коррозионных условий. [c.336]

Повышения стойкости металлов против коррозионной усталости достигают а) устранением вредных переменных напряжений, если они не эксплуатационные, а случайные б) созданием в поверхностном слое металла сжимающих напряжедий, например [c.337]

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, а,,). Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Потеря сопрот1 вления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превышающих предел выносливости материала (например, а ,). 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]

Поломка зубьев (рис. 8.11). Поломка связана с напряжениями изгиба. На практике наблюдается выламывание углов зубьев вследствие концентрации нагрузки. Различают два вида поломки зубьев поломка от больших перегрузок ударного или даже статического действия (предупреждают защитой привода от перегрузок или учетом перегрузок при расчете) усталостная поломка, происходящая от действия переменных напряжений в течение сравнительно длительного срока службы (предупреждают определением размеров из расчета на усталость). Особое значение имеют меры по устранению концентраторов напряжений (рисок от обработки, раковин и трещин в отливках, микротрещин от термообработки и т. п.). Общие меры предупреждения поломки зубьев — увеличение модуля, положительное смещение при нарезании зубьев, термообработка, наклеп, уменьшение концентрации нагрузки по краям (жесткие валы, зубья со срезанными углами — см. рис. 8.13, ж, бочкообразные зубья — см. рис. 8.14, в и пр.). [c.105]

Не менее опасное разрушение металла ю кет иметь место при одноиремеином воздействии на него агрессивной среды и переменных напряжений. Этот вид разрушения известен под шзва-пием коррозионной усталости. Коррозионной усталости подвержены штоки компрессоров и насосов, роторы, диски и лопачки турбин, пароперегреватели, шатуны двигателей и т. и. [c.101]

Переменные напряжения, в том числе и знакопеременные напряжения, внвнвагт в обычных условиях явление усталости металлов. [c.40]

Переменные напряжения не вызывают усиления общей кор-роеии. Ускорение разрушения происходит в результате образования трещин коррозионной усталости, развитие которых происходит аналогично коррозионному растрескиванию, но приходится на периоды растягивающих напряжений. [c.40]

Явление разрушения материала от действия переменных напряжений называют усталостью материала. Способность материала восп Зинимать многократное действие переменных напряжений без разрушения носит название выносливости, или циклической прочности. [c.223]

Число циклов до появления первой трещины и до полного разрушения стержня будет тем больше, чем меньше напряжение. Характерно, что разрушение материала под действием повторно-пере-мепиых нагрузок может произойти при напряжениях ниже предела текучести. Разрушение материала иод действием повторно-переменных напряжений называется разрушением от усталости. [c.588]

Сопротивление усталости материала оценивается по пределу выносливости ( r i)rfo> определяемому на гладких лабораторных образцах малого диаметра, а для суждения о прочности детали при переменных напряжениях необходимо знать ее предел выносливости [c.606]

Предположим, что деталь в опасной точке подвергается действию переменных напряжений с коэффициентом асимметрии т, причем известны соответственно Стмакс и Qg цикла. Как отмечалось выше, все циклы, соответствующие г = onst, лежат на одной прямой. Пд указанным данным на диаграмме рис. 574 заданное напряженное состояние характеризуется точкой М. Следовательно, все точки, лежащие на луче, проведенном из начала координат через данную точку УИ, имеют коэффициент асимметрии, равный т. Точка пересечения этого луча с кривой усталости имеет ординату, равную пределу вы- [c.612]

Пружины, подвергающиеся переменным напряжениям с бс) и>и1им числом циклон (например, клапанные пружины), нужно дополнительно рассчитывать па сопрогин-леиие усталости. [c.412]

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]

Анализ случаев поломок деталей машин свидетельствует о том, что большинство поломок связано с явлением так называемой усталости материалов. Явление усталости металлов заключается в разрушении деталей машин вследствие возникновения в них многократно изменяющихся переменных напряжений, значительно меньших, чем предел прочности или даже предел текучести материала. Опасность этого явления заключается в том, что деталь, выполненная из пластичного металла и нагруженная до напряжений, казалось бы, неопасных, внезапно разрушается без появления остаточных деформаций, которые сигнализировали бы о надвигающейся катастрофе. Долгое время существовало мнение, что при работе детали в условиях циклически меняющихся напряжений, происходит изменение в кристаллическом строении металла. Это мнение основывалось на том, что материал с достаточными пластическими свойствами при длительной работе в условиях переменных напря- [c.327]

В настоящее время доказана ошибочность этого предположения, но термин усталость остался в употреблении. Современная техника микрофотографирования позволила вскрыть истинную причину разрушения. Разрушение при знакопеременных напряжениях происходит вследствие постепенного развития микротрещнны. Наличие двух зон в месте излома вызвано тем, что под влиянием переменных напряжений края трещины то расходятся, то сходятся, на.жимая друг на друга, благодаря чему происходит сглаживание поверхности трещины, ее шлифование . Когда же развившаяся трещина ослабит сечение настолько, что оно не в состоянии сопротивляться действующим нагрузкам, происходит внезапное хрупкое разрушение, характерное даже для весьма пластичных металлов. [c.328]

Объем изучаемого материала невелик и в известной мере ре-цептурен, так как формулы для определения коэффициентов запаса даются без выводов. Достаточно подробно рассматриваются параметры циклов переменных напряжений дается понятие о природе усталостного разрушения, о построении кривой усталости (кривой Вёлера) и экспериментальном определении предела выносливости проводится ознакомление с основными факторами, влияющими на предел выносливости даются формулы для определения коэффициента запаса прочности при одноосном напряженном состоянии и чистом сдвиге, а также при упрощенном плоском напряженном состоянии. Весь подлежащий изучению материал имеется в учебнике [12] менее подробно, но в объеме, достаточном для немашиностроительных техникумов, он изложен в учебнике [22]. [c.170]

При систематическом действии на тело переменных напряжений в местах их наибольшей концентрации могут возникнуть и )ззвиваться трещины, приводящие тело к хрупкому разрушению. Лроцесс возникновения и развития в материале тела трещин от действия переменных напряжений называется усталостью материала. [c.417]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...