Циклы напряжений. Определение предела выносливости

Циклы напряжений. Определение предела выносливости [c.130]

Для легких сплавов величина предела выносливости, найденная по уравнению (6.115), соответствует базе 10 циклов [28]. Определение предела выносливости для образцов и элементов конструкции из легких деформируемых сплавов для других баз по результатам испытаний с возрастающей амплитудой цикла напряжений можно производить по формуле [c.192]

Для определения предела выносливости при действии напряжений с асимметричными циклами строятся диаграммы различных типов. Наиболее распространенными из них являются [c.311]

Для определения предела выносливости испытанию подвергают партию одинаковых образцов. Наибольшее распространение получили испытания на чистый изгиб при симметричном цикле изменения напряжений вращающихся образцов. Первый образец нагружают до высоких напряжений, приблизительно равных 0,5...0,7 от предела прочности материала, в следующих образцах напряжения создают меньшими и при каждом напряжении фиксируют число циклов нагружения, которое выдерживает образец до разрушения. [c.331]

Для определения предела выносливости производят испытания образцов на усталость на специальных машинах. Наибольшее распространение имеют испытания на усталость при изгибе и симметричном цикле напряжений. Предварительно устанавливаемая наибольшая продолжительность испытаний называется базой испытаний, обычно задаваемая числом циклов, обозначаемым Л о- Для стали N0 = 5 миллионов циклов. [c.279]

Опытами установлено, что если наибольшее по абсолютной величине напряжение меньше некоторого определенного значения, то материал не разрушится при неограниченно большом числе циклов. Это напряжение называется пределом выносливости или пределом усталости и обозначается или где индекс/ — коэффициент асимметрии. Например, o i — предел выносливости при симметричном цикле изменения нормальных напряжений То — предел выносливости при пульсирующем цикле изменения касательных напряжений. [c.581]

Для определения предела выносливости испытывают серию образцов, одинаковых по размерам, форме и обработке, в количестве о не мепее 10 штук. Первый образец нагружают так, чтобы создать в нем максимальное напряжение oj заведомо большее, чем предел выносливости образец испытывают до разрушения, которое происходит при числе циклов Ni. Второй образец испытывается при напряжении в нем oj < Oj. Очевидно, потребное для его разрушения число циклов Л а будет больше iVj. [c.583]

Иногда из условий эксплуатации машины заранее известно, что деталь за время своей работы должна воспринять значительно меньшее число циклов, чем принятое при определении предела выносливости. В этом случае более экономично расчет детали вести на долговечность, а не исходить из предела выносливости. Долговечностью образца называют число циклов, необходимое для его поломки при данном цикле напряжений. Кривая выносливости (рис. 22.7, а) позволяет решить вопрос о долговечности образца, так как абсциссы точек этой кривой (Л, , /V.J,. ..) определяют долговечность образца при соответствующих значениях максимального напряжения цикла. [c.584]

Коэффициент запаса прочности. Для определения коэффициента запаса воспользуемся линейной схематизированной диаграммой предельных напряжений (рис. 2.59). На этой диаграмме точка М соответствует максимальному напряжению данного цикла, а точка — пределу выносливости при том же значении характеристики/ . В соответствии с данными рис. 2.59 и выражением (2.158) имеем [c.204]

Опытом установлено, что для каждого материала существует такое наибольшее по абсолютной величине напряжение цикла, называемое пределом выносливости, при котором материа.л выдерживает без разрушения неограниченное или некоторое, наперед заданное, весьма большое число циклов напряжения, называемое базой определения предела выносливости . [c.151]

Неоднократный статистический анализ показал, что при базе испытания более 5-10 десятикратное увеличение числа циклов не приводит к изменению вычисляемого предела выносливости более чем на 10 %. В частности, у технически чистого титана [92] снижение напряжений с (1,05—1,08) iLl до с , т.е. на 5—8 %, влечет за собой по меньшей мер десятикратное увеличение циклической долговечности. Вероятность определения предела выносливости, вычисленная по данным рис. 92, показала (надрезанные образцы сплава ПТ-ЗВ, плоский изгиб), что уменьшение базы в 10 раз (с Ю до Ю ) может с 33 %-ной вероятностью привести к увеличению определяемого предела выносливости со 140 до 154 МПа, т.е. на 10 %. Это же изменение, но с большей вероятностью может произойти при изменении базы в 20 раз (с 5-10 до 10 цикл). Таким образом, к настоящему времени можно считать доказанным существование физического предела выносливости у титановых сплавов при 20°С в пределах 10 %-ной точности при изменении базы испытаний в 10 раз. Достаточно достоверные результаты определения предела выносливости титановых сплавов получаются при базе испытания 10 цикл и более. [c.140]

Д ля построения кривой распределения предела выносливости и оценки его среднего значения и среднеквадратичного отклонения партию образцов разбивают на 6—7 групп (не обязательно одинаковых). Первую группу в 8—15 образцов испытывают обычным способом для построения кривой выносливости и определения предела выносливости для Я=0,5. Остальные образцы испытывают на щести уровнях напряжений. Самый высокий уровень напряжения выбирают с таким расчетом, чтобы все образцы при этом напряжении сломались до базового числа циклов. Величину максимального напряжения принимают равной l,3-f-l,5 от значения предела выносливости для / =0,5. Остальные пять уровней распределяются таким образом, чтобы на среднем уровне разрушалось около 50%, на двух высоких 70—80% и не менее 90% и на двух низких —не более 10 и 20—30%. [c.62]

По результатам испытаний коленчатых валов тракторных дизелей [19] установлено, что новые критерии усталости можно использовать для определения пределов выносливости деталей машин, если при этом критическое напряжение определять по критическому числу циклов, вызвавшему образование в детали видимой усталостной трещины. [c.85]

Ускоренное определение предела выносливости при заданном базовом числе циклов позволяет также построить кривую усталостного разрушения с использованием структурно-энергетических критериев усталости. Зная величины и a i, по уравнению, вытекающему из диаграммы усталости В. С. Ивановой, можно определить долговечность N образца при напряжении 0>o i [c.108]

При назначении базы для определения предела выносливости следует учитывать свойства материала и коэффициент концентрации напряжений. Абсцисса точки пересечения ветвей кривых усталости для низкоуглеродистых сталей составляет от 1 до 6 млн. циклов среднеуглеродистых 1—9 млн. циклов, а легированных 1—20 млн циклов [8]. Чем больше, тем больше база, при которой происхо дит переход наклонного участка кривой усталости в горизонтальный [c.109]

Вопрос о распространении возникшей в вершине надреза усталостной трещины при увеличении числа циклов рассматриваем как вопрос о возникновении новой усталостной трещины в вершине уже имеющейся. Задача, таким образом, сводится к определению предела выносливости по трещинообразованию для детали с надрезом и трещиной определенной глубины. Такой подход позволяет применить для данного случая известное решение, построенное на основе соотношения предела выносливости гладкого образца и амплитуды усредненного напряжения на некотором расстоянии от вершины надреза. В ряде работ было показано, что с использованием такого подхода можно хорошо объяснить экспериментальные данные. [c.60]

Целью испытаний на выносливость является обычно определение предела выносливости материала (образца, детали) — наибольшего значения максимального напряжения цикла, при действии которого не происходит усталостного разрушения образца после Л/ циклов изменения напряжений (Л/ —заданное техническими условиями число, например 10 , 10 , 10 , называемое базой усталостных испытаний). Иногда испытания на усталость производят при постоянном среднем напряжении цикла а , (в этом случае циклы напряжений отдельных образцов не являются подобными). Предел выносливости при этом определяется не по максимальному напряжению а по амплитуде цикла Од. [c.467]

База испытаний и методика обработки результатов эксперимента. База испытаний принята в 2-10 циклов. Испытания, проведенные на базе 5-10 и 10-10 циклов показали [И], что при эффективных коэффициентах концентрации напряжений k <[ 2,0 (сварные листовые конструкции и клепаные конструкции) предел выносливости определяется на базе Nq = 2-10 а при 2,0 (сварные решетчатые конструкции) на базе 5-10 , причем закон изменения кривой усталости на участке от 2-10 до 5-10 циклов сохраняется прежним. Тем самым для соединений с величиной k 2s 2,0 возможно проведение испытаний на базе N 2 -10 циклов с последуюш,ей экстраполяцией кривых до значений Nq 5 -10 циклов. Это важно, так как проведение испытаний на базе iVg = 5-10 циклов сильно их удлиняет. Что касается результатов испытаний на базе = 10-10 циклов, то никаких уточнений значений пределов выносливости они не внесли. Определение пределов выносливости производилось путем построения усталостных кривых с числом разрушенных образцов в серии не менее шести, причем, как [c.149]

Для определения предела выносливости металла, т. е. того наибольшего значения максимальных знакопеременных напряжений, превы]нение которого приводит к усталостному разрушению, производится испытание на усталость с нало ке-нием переменных напряжений на статические, и кривая усталости строится по максимальным напряжениям цикла или по амплитудным. [c.496]

Обычный способ определения предела выносливости состоит в последовательном разрушении ряда одинаковых образцов под действием напряжений с определенной амплитудой при постоянном среднем или минимальном напряжении цикла. В результате получают зависимость между переменным напряжением Одп и долговечностью N (числом циклов нагружения до разрушения). На рис. 6.2 показана типичная кривая усталости резьбового соединения, начерченная в полулогарифмических координатах. [c.179]

С увеличением числа уровней амплитуд напряжений сверх указанного ошибка в определении предела выносливости возрастает. Так, для алюминиевых сплавов, как показано методом статистического моделирования испытаний на усталость, при увеличении числа уровней с 3 до 6 средняя квадратическая ошибка определения предела выносливости на базе 10 циклов возрастает на 2 %, а на базе 10° циклов — на 10 %. [c.155]

Предел выносливости о [ (при заданной те лпературе) — наибольшее напряжение, при котором образец выдерживает без разрушения заданное число циклов. При определении предела выносливости при высоких температурах в качестве базы принимают 5, 10, 50 и 100 млн. циклов. [c.29]

Испытание па усталость (ГОСТ 12860—67) проводят для определения предела выносливости, под которым понимают наибольшее значение максимального напряжения цикла, ири действии которого пе происходит усталостного разрун1епия образца после произвольно большого НЛП заданного числа циклов иагружер ия. Цикл напряжения — это атжупносгпь переменных значений напряжений за один период их изменения. За максимальное и минимальное [c.72]

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]

Впервые циклическая долговечность для симметричного цикла была исследована Велером, который установил, что каждой амплитуде Оа соответствует своя циклическая долговеч-ность N, т. е. число циклов напряжений, Е1ыдерживаемых кон- О N струкцией до усталостного разрушения. График, характери- Рис. 8.20 зующий зависимость между амплитудами цикла Оа и циклической долговечностью N для одинаковых образцов, построенный по параметру коэффициента асимметрии цикла (рис. 8.20), носит название кривой усталости. Для сталей кривая усталости при некотором напряжении a/j, называемом пределом выносливости, имеет тенденцию выхода на асимптоту, параллельную оси ON. При N 10 кривая усталости практически приближается к этой асимптоте. Таким образом, при а с практически разрушение не происходит при очень большом числе циклов. Однако у материалов типа алюминия, меди и других не существует определенного предела выносливости и кривая усталости приближается к оси ON при большом числе циклов. Для таких материалов назначается предел ограниченной выносливости а/ лг — наибольшее напряжение цикла, которое материал выдерживает при заданном Обычно yV ,p = ]0 (рис. 8.21). [c.173]

Исходя из выражения (6.14) для предельной амплитуды с учетом ее зависимости от среднего напряжения цикла вт и вводя в рассмотрение отношение (сг 1)д/0 1 (что характеризует переход от сопротивления усталости гладких образцов к сопротивлению усталости конструктивных элементов), получаем зависимость для определения предела выносливости детали при асимметричном цикле [c.127]

Для каждого последующего образца наибольшее напряжение цикла уменьшают на 400 — 200 кПсм в зависимости от быстроты разрушения предыдущего образца и желаемой точности определения предела выносливости. При этом число циклов, необходимое [c.40]

Различают два вида определений предела выносливости длительные (основные) и ускоренные (косвенные). Длительные испытания, проведенные на серии одинаковых образцов, дают возможность установить зависимость между максимальным напряжением цикла Ornas И ЧИСЛОМ 6ГО повторений Л/, нсобходимым для разрушения образца. Эту зависимость представляют обычно графически (рис. 88) в виде так называемой диаграммы выносливости (кривой Велера). Ускоренные методы позволяют лишь косвенным образом приближенно установить величину предела выносливости на основании результато1в испытания одного образца. Использование ускоренных методов возможно только при наличии дополнительного оборудования, и применимы они лишь для стали при испытании на изгиб по специально разработанной методике. [c.152]

Последний образец испытывается при таком напряжении, при котором он не разрушается тосле определенного, установленного опытом числа циклов напряжения (базы определения предела выносливости). Согласно ГОСТу 2860—65 для стали базовое число циклов N = 10, для цветных металлов и сплавов У =10 циклов. В неответственных случаях базовое число может [c.153]

Этот метод предусматривает определение предела выносливости металлов путем испытания одного (или лучше двух-трех образцов с последующим усреднением оценок предела выносливости) при ступенчатом увеличении нагрузки Он основан на гипотезе Паль-мгрена — Майнера о линейном характере накопления усталостных повреждений в материале при программном изменении нагрузки. По этой гипотезе степень повреждения материала пропорциональна отношению числа циклов нагружения при данном уровне напряжения 4i к долговечности при этом уровне напряжения в условиях постоян-k [c.74]

Преимущественное распространение схемы испытаний диаграммы предельных напряжений, используемой в расчетах на прочность. Испытания по определению предела выносливости ап при постоянном коэффициенте асимметрии цикла i =0,il соответствуют испытанию практически незатянутых соединений. Близкой к реальным условиям нагружения оказывается схема испытаний при постоянном минимальном напряжении цикла [194]. [c.230]

Новая теория нераспространяющихся усталостных трещин, предложенная X. Фукухарой, основана на предположении о достижении амплитудой истинного напряжения в зоне вершины трещины критического разрушающего напряжения. Анализ амплитуд истинных напряжений проведен с использованием закономерностей наложения концентраторов напряжений, а критическое напряжение разрушения определено с учетом влияния скорости нагружения и температуры. Теоретическое решение получено для изгиба при вращении круглых образцов с периферическим концентратором напряжений и растяжения-сжатия по симметричному циклу бесконечной пластины с центральным эллиптическим отверстием. Наиболее интересной особенностью полученного теоретического решения является его применимость для определения пределов выносливости как по трещино- [c.42]

Определение предельной длины нераспространяющихся усталостных трещин было проведено также в надрезах образцов из стали 45 и галтелях крупных валов из легированных сталей после их поверхностного упрочнения. Как видно из рис. 63, концентраторы напряжений имеют нераспространяющиеся трещины в широком интервале напряжений от предела выносливости по разрушению (a ip = 235 МПа) до предела выносливости по тре- щинообразованию (o-it=100 МПа). Измерение длин трещин в исследованных концентраторах напряжений позволило построить кривые роста трещин по числу циклов нагружения в зависимости от уровня напряжений (рис. 66). Чем выше номинальные напряжения, действующие в сечении с поверхностно-наклепанным концентратором напряжений, тем интенсивнее рост трещи- ны на первом этапе ее развития, тем позже по числу циклов [c.159]

Расчет деталей на предел выносливости заключается в определении максимального напряжения, предела выносливости, не вызывающего разрушения детали в течение N циклов нагружения. Значение пределов выносливости можно определить по способу С. В. Серенсена и Р. С. Кинасошвнли для симметричных и асимметричных циклов, т. е. коэффициентом асимметрии г = = —1 0. [c.145]

Предельная амплитуда цикла для образцов из стали ОХ 12НДЛ при постоянном среднем напряжении, равном 20 кгс/мм , на базе 10 циклов с частотой 400 цикл/мин равна 4,5 кгс/мм (рис. 39, кривая 2). Предельная амплитуда цикла при постоянном = = 1 кгс/мм равняется 7,0 кгс/мм (кривая /), а среднее напряжение, соответствующее пределу выносливости, 7,5 кгс/мм . Для определения снижения предельной амплитуды цикла в случае, когда среднее напряжение изменяется циклически, амплитуда изменения среднего напряжения принималась для образцов из стали 0Х12НДЛ равной 6 кгс/мм , т. е. среднее напряжение цикла изменялось от 8 до 20 кгс/мм с частотой 4 цикл/мин (предельная амплитуда цикла 7,0 и 4,5 кгс/мм ). При изменении среднего напряжения цикла с частотой 4 цикл/мин и амплитудой 6 кгс/мм предельная амплитуда образцов равнялась 2,5 кгс/мм (кривая 3). [c.74]

Экстраполяция кривой усталости, не имеющей горизонтального участка, в область больших долговечностей не должна превышать достигнутого числа циклов на нижн уровне амплитуды напряжений для соответствующей вероятности разрушения более чем в 2—5 раз. В противном случае возможны не приемлемые по величине погрешности определения предела выносливости при этих долговечностях. [c.154]

Нижний уровень амплитуды цикла напряжений для объектов испытаний, имеющих горизонтальный 5щасток на кривой усталости, выбирают равным расчетному значению предельной амплитуды ио формуле (6.52). Для элементов из магниевых, алюминиевых, титановых и других сп.чавов, у которых отсутствует горизонтальный участок на кривой усталости, нижний уровень амплитуды цикла напряжений выбирают из диапазона 1,0—1,2 от оценки предельной амплитуды для принятой базы испытания ио формуле (6.46). В случае выбора левой границы указанного диапазона отпадет необходимость экстраполяции кривой усталости в область базовой долговечности, что нри принятом уровне ошибки определения предела выносливости приводит к снижению общего числа испытуемых объектов и к увеличению машинного времени испытаний на нижнем уровне напряжений. И наоборот, выбор правой границы диапазона для нижнего уровня амплитуды цикла вызовет потребность экстраполяции кривой, что при заданном уровне ошибки приведет к увеличению числа объектов испытаний и снижению машинного времени, которое в основном определяется временем испытания на нижнем уровне напряжения. [c.160]

Испытание на усталость (ГОСТ 25502—79) проводят щля определения предела выносливости, под которым понимают наибольшее значение максимального напряжения цикла, при действии которого не происходит усталостного разрушения образца после произвольно большого или заданного числа циклов нагружения. Цикл напряжения — это совокупность переменных значений напряжений за один период их изменения. За максимальное огпмх или минимальное напряжение цикла принимают наибольшее или наименьшее по алгебраической величине напряжение. Цикл характеризуется коэффициентом асим.метрии Я = Ес- [c.102]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...