Коэффициент концентрации напряжений Значения для стали

Для углеродистых сталей принимают а = 0,58 и Ь = 0,26, а для низколегированных а = 0,65 и Ь = 0,3. Значение эффективных коэффициентов концентрации напряжений К для стали можно принимать в зависимости от типа шва следующими [c.54]

Теоретический коэффициент концентрации напряжений, определенный для отношения кривой 1 рис. 628 (см. курс Сопротивление материалов Н. М. Беляева), равен =2,25. При этом значении коэффициент чувствительности для стали с ав=95 кг/см будет q=Q J8b (рис. 626). Поэтому действительный коэффициент концентрации напряжений кд == 1+0.785 (2,25 - 1)= 1,98. [c.404]

Коэффициенты в формуле (3.25) определяют по таблицам (см. справочники по сопротивлению материалов). Значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений к для метрической резьбы можно брать в следующих пределах для углеродистых сталей к = 4...6 для легированных сталей с [c.54]

Для сварных конструкций при статических нагрузках масштаб ный фактор е 0,9 [15], эффективный коэффициент концентрации напряжений при статических нагрузках 1,0...1,2 (большее значение для лобовых и фланговых швов [15]), коэффициент безопасности [s]= 1,2...1,3 для углеродистых сталей и 1,3...1,5 для низколегированных. [c.32]

На рис. 158 приведен график приближенных значений для стали различных марок в зависимости от коэффициента Од и предела прочности Ов материала. Как видно из графика, чем выше прочность стали, тем выше ее чувствительность к концентрации напряжений Поэтому применение высокопрочных сталей для изготовления деталей, работающих в условиях переменных напряжений, не всегда оказывается целесообразным. [c.228]

В тех случаях, когда экспериментальные данные по определению эффективного коэффициента концентрации напряжений отсутствуют, а известны значения теоретического коэффициента концентрации напряжений, можно использовать для определения Ка следующую эмпирическую формулу Ка= - -д (а — 1), где д — так называемый коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений легированных сталей значение д близко к 1. Для конструкционных сталей в среднем серого чугуна значение д близко к нулю. Иначе говоря, серый чугун нечувствителен к концентрации напряжений. Более подробнее данные относительно д для сталей приведены на рис. VII. 12, Влияние абсолютных размеров поперечного сечения детали. Опыты показывают, что [c.316]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений меньше теоретического или в редких случаях равен ему, т. е. ( . а. ) он зависит как от геометрии детали (от величины а, или а. ), так и от ее материала. При этом материалы более прочные и менее пластичные оказываются чувствительнее к концентрации напряжений, т. е. при одном и том же значении а, (или а ) значение к, (или к ) для деталей из высокопрочной легированной стали выше, чем для детали из углеродистой стали. [c.334]

Определить допускаемое значение амплитуды крутящего момента, изменяющегося по симметричному циклу, если полированный вал (см. рисунок) изготовлен из стали 2С. Коэффициент запаса прочности п = 2 эффективный коэффициент концентрации напряжений для опорных сечений принять Кх= 1.7 коэффициент = [c.297]

В этих экспериментах для всех значений радиуса при вершине надреза, кроме г=1,25 мм, было установлено, что возникновение нераспространяющихся усталостных трещин возможно уже при симметричном цикле напряжений. В связи с этим была построена общая зависимость пределов выносливости по разрушению и по трещинообразованию при симметричном цикле напряжения-сжатия от теоретического коэффициента концентрации напряжений (рис. 5). Сначала определяли предел выносливости гладкого образца из исследуемой стали (о-1 = 204 МПа). Далее, путем деления этого предела на теоретический коэффициент концентрации напряжений, была получена кривая, которой теоретически должно следовать изменение предела выносливости по разрушению с увеличением концентрации напряжений (кривая 5). Однако экспериментальные результаты показали иное. В области высокой концентрации напряжений пределы выносливости по разрушению оказались независящими от остроты концентратора. Анализ возникновения и развития усталостных трещин в зонах над- [c.14]

Так, например, для стали 1 при аа=3 и глубине надреза 0,5 0,1 и 0,02 мм усталостные трещины возникают при напряжениях 105, 120 и 170 МПа соответственно. Для того, чтобы эти трещины были распространяющимися при тех же условиях нагружения, необходимы напряжения 130, 160 и 205 МПа соответственно. В том же диапазоне изменения глубины надреза (от 0,5 до 0,02 мм) критическое значение радиуса при вершине уменьшается с 0,4 до 0,2 мм, а критическое значение теоретического коэффициента концентрации напряжений с 2,1 до 1,6. [c.75]

Таким образом, интервал между пределами выносливости образцов, охлажденных на воздухе и в воде после отпуска при одной и той же температуре, является областью существования нераспространяющихся усталостных трещин для исследованного материала при наличии определенного уровня остаточных напряжений. Увеличение остаточных сжимающих напряжений приводит к существенному увеличению области существования нераспространяющихся усталостных трещин (см. табл. 14). С увеличением остаточных напряжений сжатия изменяются и критические коэффициенты концентрации напряжений. Для образцов из исследованной стали с остаточными напряжениями —470, —380 и —270 МПа значения а р составляют 1,2 1,4 и 1,75 соответственно. [c.94]

При понижении температуры испытаний стали А до —195 °С предел выносливости по трещинообразованию для образца с (Ха = 4 увеличился почти вдвое по сравнению с пределом выносливости при нормальной температуре (табл. 18). Вместе с тем уже небольшая усталостная трещина ведет к мгновенному разрушению образца, т. е. в отличие от усталостного разрушения при нормальной и умеренной пониженной (—55 °С) температуре, при температуре —195°С разрушение происходит хрупко. Не-распространяющихся усталостных трещин в этих условиях, несмотря на высокое значение теоретического коэффициента концентрации напряжений, обнаружить не удалось. [c.104]

Используя коэффициент чувствительности металла к концентрации напряжений да, для микронеровностей можно приближенно оценить эффективные коэффициенты концентрации напряжений. Для малых радиусов закруглений по дну микронеровностей можно принять да = 0,1- -0,2, причем для легированных сталей значения их будут большими. В этом случае эффективные коэффициенты концентрации, вычисленные по зависимости [c.166]

Для алюминиевых сплавов асимметрия цикла незначительно сказывается на эффективном коэффициенте концентрации. С уменьшением числа циклов, необходимых для разрушения, эффект концентрации напряжений убывает. Для углеродистых и легированных сталей [19], если для JV=10 принять эффективный коэффициент концентрации за единицу, то для jV = 10 он составит 0,9—0,65, причем большие значения этого отношения относятся к меньшим коэффициентам концентрации (ио = 1.8) а меньшие значения — к большим коэффициентам концентрации = 3 -Ь 3,5). [c.501]

Эффективные коэффициенты концентрации подсчитывают по коэ( )фициенту чувствительности металла к концентрации напряжений, значения которых для стали следует выбирать по фиг. 47. [c.508]

Кхл для образцов с концентраторами как отношение максимального напряжения к номинальному в предположении, что динамическая текучесть материала имеет место в испытании на усталость при 10 циклов. Важные данные, представленные в табл. 5.1, указывают на существенное влияние циклической текучести материала на чувствительность к концентрации напряжений. Если речь идет о случае поперечного отверстия, то циклическую текучесть материала следует принимать во внимание при пластическом коэффициенте концентрации напряжений, заметно меньшем теоретического коэффициента /Сг=2,3. Таблица убедительно показывает, что первые два материала, аустенитная и мягкая сталь, обладают способностью противостоять циклической текучести материала, поскольку значения [c.120]

Зависимость эффективного коэффициента концентрации напряжений для стали и алюминиевого сплава от долговечности в диапазоне от 0,5 до 10 циклов до разрушения приведена на рис. 21 [97]. Сплошные линии на этом рисунке соответствуют результатам испытания стали, штриховые — сплава. Эти результаты показывают, что если при долговечности 10 циклов эффективный коэффициент концентрации напряжений близок к теоретическому, то при долговечности 10 —10 , когда наблюдаются значительные циклические пластические деформации, близок к единице, а при дальнейшем увеличении напряжений и снижении долговечностей значения Kf могут быть меньше единицы. Другими словами, для разрушения образцов с концентраторами напряжения необходимо большее усилие, чем для гладких образцов того же поперечного сечения. Это можно объяснить, если учесть напряженное состояние, имеющее место в концентраторе напряжения (см. рис. 17), а также то, что в этом случае предельное состояние будет определяться величиной приведенных напряжений в соответствии с одной из теорий прочности, например теорией максимальных касательных напряжений. [c.31]

Значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений для наиболее распространенных концентраторов приведены в табл. 8—13. Для червячных валов в нарезанной части к, = 2,3 н- 2,5 к, = 1,7 -- 1,9, большие значения для сталей высокой прочности. [c.311]

Эффективные коэффициенты концентрации подсчитываются по коэффициенту чувствительности металла к концентрации напряжений, значения которого для стали следует выбирать по фиг. 44. [c.459]

Значения коэффициентов т и 7 приведены на рис. 375, из которого следует, что масштабный фактор проявляется резче при наличии концентрации напряжений и для легированных сталей. [c.415]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений меньше теоретического или в редких случаях равен ему, т. е. ка < а<т, кх < а, ) он зависит как от геометрии детали (от величины или аг), так и от ее материала. При этом материалы более прочные и менее пластичные оказываются чувствительнее к концентрации напряжений, т. е. при одном и том же значении аа (или ах) значение ка (или к- для детали из высокопрочной легированной стали выше, чем для детали из углеродистой стали. Поэтому при конструировании деталей из легированных сталей особенно важно выбрать такие формы деталей, при которых не будет существенных концентраторов напряжений. Справочные данные по эффективным коэффициентам концентрации напряжений приведены в ряде учебных пособий и справочников [21, 25, 29, 30, 38, 49, 51, 52]. [c.415]

Конструктивная прочность. Чугун является металлом, наименее чувствительным к концентрации напряжений, особенно в малых сечениях (см. табл. 35 первой части). Коэффициент концентрации напряжений Рк у образцов чугуна с надрезами во многих случаях близок к единице. Отверстия, создающие концентрацию напряжений, выражающуюся для стали коэффициентом Рк = 1,7—2,5, в случае чугуна характеризуются значениями Рк = 1,2—1,5. Резкие (д = 0) или недостаточно плавные переходы сечений могут создавать в чугуне значительные концентрации напряженпй, выражаемые коэффициентом Рк = = 2,7—2,2 однако, переход к более плавным изменениям сечений вызывает понижение Рк чугуна до 1,7—1,8. Литые чугунные валы, обладающие выгодными в отношении расиределен11я напряжений формами, имеют сопротивляемость усталости, близкую к уровню [c.681]

Предел выносливости образцов с надрезом зависит от остроты надреза, материала образца и типа цикла напряжения. Данные по влиянию остроты надреза на прочность двух марок стали приведены в табл. 6.5. Теоретический коэффициент концентрации напряжений изменялся для различных надрезов в пределах от 1,84 до 7,75, однако понижение предела выносливости, обусловленное надрезами, было значительно меньще, чем можно было бы ожидать на основании теоретических значений коэффициента концентрации. [c.97]

Значения эффективного коэффициента концентрации напряжений Ка для метрической резьбы соединений винт—гайка из углеродистых сталей принимают равными 4—6, из легированных сталей с Ов <С 130 кгс/мм 5,5—7,5, из титановых сплавов 4,5—6 большие значения принимают для винтов из более прочных материалов и термически обработанных до изготовления резьбы. Для резьбового соединения типа винт—стяжка (или гайка, рабо-таюш,ая на растяжение), в котором распределение нагрузки между витками более равномерное, чем в обычном соединении. Ка уменьшают на 30—40%. [c.147]

Значения параметров aнекоторые выводы. Во-первых, с увеличением температуры ко- эффициенты гпт и Ште уменьшаются, причем в области низких температур (Г С—140°С) очень резко при увеличении температуры от —196 до —140 0 величина гпт падает более чем в три раза, однако при Г — 100°С она практически не изменяется. Параметр гптг, как отмечалось ранее, можно интерпретировать как коэффициент концентрации напряжений в голове дислокационного скопления. Уменьшение шт с увеличением температуры деформирования можно рассматривать как следствие затупления дислокационного скопления (увеличения б ск) При увеличении Т, обусловленное процессами поперечного скольжения и переползания дислокаций.,При таком изменении геомет- [c.106]

Для определения концентрации напряжений воспользуемся диаграммой (рис. 279), изображающей эффективный коэффициент концентрации напряжений для прнзматвческоГо стержня из прочной стали по осредненным данным ряда авторов в зависимости ог р = г/Ь. Принятое обозначение р// = у/Н связано с величиной соотношением рд = иру Как видно Из выражений (22) и (24), напряжения изгиба и смятия определяются только относительной шириной шлица и и относительным радиусом галтели р /. Число шлицев и абсолютные их размеры не имеют значения. Соединения с малым числом крупных шлицев и с большим числом мелких шлицев (рис. 280,д) равнопрочны, если профили шлицев геометрически подобны. [c.261]

Кщ — эффективный коэффициент концентрации напряжения для углеродистых сталей Ка = 3.0- 4,5 для легированных сталей /Се = = 4,0-4-5,5 Сольшие значения относятся к болтам с rf 24 мм для резьб, изготовляемых накаткой, указанные значения Ко уменьшают на 20—50% Оа — амплитуда цикла. [c.294]

На рис. 7.16, а для круглого ступенчатого вала с галтелью сопряжения, описанной по кругу радиуса г, в зависимости от отношения rjd при D/d = 2 приведены значения коэффициента концентрации напряжений н эф, фективных коэффициентов концентрации (А д = / /е (при d = 30-т-50 для двух сталей с пределом прочности 50 и 20 KZ jMM. Увеличение радиуса галтели-при d = = 50лшот 1,5 до Ь мм (г/d от 0,03 до 0,1) снижает в 1,7 раза, а для стали с Чь — Ь кгс1мя — в 1,3 раза. С повышением прочности стали и размеров сечения приближается к и улучшение конструктивной формы [c.152]

В определенном интервале температур механизм вязкого разрушения изменяется. Как указывалось вьш1е, остановка в распространении трещины обусловлена уменьшением значений коэффициента концентрации напряжений, так как размер а растет медленнее, чем Ь, и дефект превращается в округлую пору. Если же размера увеличивается быстрее, чем 6, концентратор становится более действенным, напряжение в его устье возрастает. В пределе, в устье дефекта напряжение может достигать теоретической прочности (для стали, т. е. для любого сштава железа 0,1 [c.26]

Предположение о существовании перегиба кривой Ог подтверждается опытными данными И. А. Одинга и С. Е. Гуревича, полученными при испытаниях на усталость образцов из сталей СтЗ и ЗОХГСА. На изломах круглых образцов с концентраторами напряжений, испытывавшихся на усталость при круговом изгибе с вращением, определяли минимальное расстояние X от вершины надреза до границы зоны долома. Отношение k/d значительно уменьшается при увеличении теоретического коэффициента, концентрации напряжений Оо, в области малых значений аа и практически не изменяется в области высоких значений аа- Показательным является тот факт, что перегиб зависимостей kld = f aa соответствует критическим значениям для исследованных сталей для стали СтЗ аскр = = 3,1 для стали ЗОХГСА аакр = 4,3. Так как значение аакр существенно зависит от параметра К то ход кривых k/d = f aa подтверждает перегиб кривой зависимости <. , = (па), как и зависимости 02=f(aa). [c.22]

Результаты испытаний на усталость позволили построить зависимости пределов выносливости по трещинообразованию и разрушению от остроты надреза для средне- и низкоуглеродистой сталей при изгибе с вращением и кручении (рис. 19). Эти зависимости подтвердили теоретический вывод о том, что напряжения, необходимые для развития усталостной трещины в зоне существования нераспространяющихся трещин, не зависят от остроты надреза. Из полученных зависимостей были определены пределы выносливости гладких образцов Or и тд, максимальные напряжения Стдкр и тнкр, при которых еще возможно существование нераспространяющихся усталостных трещин, и максимальный эффективный коэффициент концентрации напряжений Кат- Далее по формулам (4) и (5) были подсчитаны значения т и Какр- Анализируя результаты этих расчетов (табл. 4), можно сделать вывод, что совпадение параметров, определяющих область существования нераспространяющихся усталостных трещин, полученных теоретически и экспериментально, оказалось достаточно хорошим. [c.45]

Различную чувствительность к концентрации напряжений при циклическом деформировании при нормальной и пониженной температурах характеризует зависимость эффективного коэффициента концентрации напряжений Ко =о а к от теоретического коэффициента Со (рис. 45). Значения Ка увеличиваются с увеличением иа, причем при пониженной температуре это увеличение более существенно. С понижением температуры становится более заметной и разница эффективных коэффициентов концентрации напряжений, основанных на пределе выносливости надрезанного образца по трещинообразованию Ко = = a i/a iT и разрушению Д аг = (T-i/ f-ip. Вследствие этого область, характеризующая существование нераспростраияющихся усталостных трещин для стали А при пониженной температуре (—55 °С), больше, чем при нормальной. Отметим также различный характер роста значений Ка с увеличением оа для сталей А и Б, что является следствием различной чувствительности этих сталей к концентрации напряжений при понижении температуры. [c.105]

При анализе закономерностей изменения пределов выносливости по трещинообразованию и разрушению от термической обработки и поверхностного наклепа необходимо учитывать следующее. Пределы выносливости материала зависят от его свойств, величины и распределения остаточных напряжений термического или механического происхождения, а также формы концентратора напряжений (наличия нераспространяющихся трещин в исходных острых надрезах). В связи с этим при сравнении пределов выносливости по трещинообразованию различных материалов, полученных на одинаковых образцах, необходимо иметь в виду следующее. Различие в пределах выносливости может быть следствием того, что для одного материала выбранный концентратор напряжения имеет закритическое значение теоретического коэффициента концентрации напряжений (аа>асткр) и в нем имеются нераспространяющиеся усталостные трещины, а для другого материала концентратор тех же размеров имеет докритическое значение этого коэффициента (ао<аокр) и в нем нет нераспространяющихся трещин. Наличие в зоне надреза остаточных сжимающих напряжений термического происхождения снижает влияние остаточных напряжений, возникающих в результате последующего поверхностного наклепа, так как возможности увеличения сопротивления усталости за счет этих напрял<ений уже в какой-то мере исчерпаны. Так, для стали 08 после закалки и старения (см. рис. 61, а) наблюдается отклонение от полученной зависимости, которое можно объяснить следующим образом. Термическая обработка приво- [c.151]

В настоящее время существует ряд таких предложений по оценке напряжений и деформаций в упругопластической области. Наибольшее распространение получают соотношения, разработанные в [26, 27], а также уточнение этих зависимостей, предложенное в [28]. На рис. 18 приведены вычисленные на основе интерполяционного соотношения Нейбера Ks К = аа значения коэффициентов концентрации напряжений Ks и деформаций Kg, для полосы с отверстием (обд = 3) в зависимости от числа циклов для стали Х18Н9 при 650° С. Эти коэффициенты получены расчетом по изохронным кривым с учетом измерения асимметрии от полу-цикла к полуциклу [29]. Как отмечалось выше, для рассматриваемой стали стабилизация диаграммы деформирования наступает [c.57]

Влияние типа концентратора таково, что образцы с кольцевой выточкой обнаруживают наибольший предел прочности, обычно даже много ббльший, чем предел прочности гладких образцов, т. е. статический коэффициент концентрации напряжений по величине меньше единицы, с минимальным значением 0,67. Так, для образцов из стали 5Л 4340 с различными типами кольцевых выточек Закс [1090] получил величины Кз в диапазоне от 0,68 до 0,82. Другие типы концентраторов, например, галтель или 1ноперечное отверстие, обнаруживают зачастую малую чувствительность к 1концентрацни, давая величины Кз, примерно равные единице. [c.186]

Согласно последнему исследованию Е. М. Шевандина и его сотрудников [168] влияния концентрации напряжения на усталостную прочность стали в воздухе установлено, что с увеличением остроты надреза концентратора и ростом коэффициента концентрации напряжений как при изгибе, так и при растяжении — сжатии происходит уменьшение усталостной прочности малоуглеродистой и низколегированной сталей до экстремального значения и при дальнейшем увеличении остроты надреза усталостная прочность практически не изменяется. Наименьший радиус надреза, отвечающий достижению экстремального значения усталостной прочности, может быть назван предельным. При изгибе и растяжении — сжатии для образцов сечением 30—60 мм он имеет величину около 0,3 мм (в среднем 0,2—0,5 мм). [c.123]

Для приближенного анализа напряжений и деформаций в збнах концентрации может быть использована интерполяционная формула Нейбера K Ks —2) расчетом по изохронным кривым циклического деформирования. На рис. 34 приведены значения коэффициентов концентрации напряжений и деформаций при температуре 650° С для полбсы с отверстием (ао = 3) из стали 12Х18Н9Т в зависимости от числа циклов, рассчитанные с учетом изменения асимметрии от полуцикла к полуциклу. По известным коэффициентам /Се и К. можно определить значения максималь- [c.208]

В табл. 34 приведены результаты расчетов коэффициентов концентрации напряжений К/, и для различных значений долговечностей для исследованной стали 1Х2М для стали 45 были получены аналогичные результаты. Значения коэффициентов Kf рассчитывались по формуле (VI. 3). Коэффициенты Zg и определялись по формулам (VI.2). [c.279]

И полному разрушению. На рис. 58 в обобщенном виде представлена зависимость сопротивления многоцикловой усталости рбраз-цов с надаезом из низкоуглеродистой стали (0,22 % С) при испытании в условиях симметричного растяжения — сжатия. Для получения различных значений теоретического коэффициента концентрации напряжений изменяли радиус надреза, не изменяя его глубины. [c.186]

В табл. 8 в качестве примера, иллюстрирующего излагаемую методику, приведены пределы выносливости при изгибе с вращением для образаов из углеродистой стали (ffu = 558 МПа) разли щых диаметров гладких и с надрезами. Испьтгывали круглые образцы диаметром 7,5—75 мм, гладкие и с глубокими надрезами различных радиусов кривизны на дне надреза. Профиль надрезов соответствовал спрямленной гиперболе. Теоретические коэффициенты концентрации напряжений определялись по формуле Неибера в зависимости от отношения а/р, где в = d/2. Значения критерия подобия 0 подсчитывались по формуле (43) при L — nd. Максимальные напряжения в зоне концентрации о шах = соответствуют преде- [c.163]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...