Концентрация напряжений и чувствительность к надрезу

КОНЦЕНТРАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К НАДРЕЗУ [c.202]

Полагают, что материал нечувствителен к концентрации напряжений, если о"/ав>1. Цирконий понижает соотношение оЛ/ов, но даже прп температуре жидкого гелия оно больше единицы при всех исследованных концентрациях циркония (до 25% 2г). Это свидетельствует о том, что сплавы системы Т1—2г мало чувствительны к концентрации напряжений и способны к их перераспределению в области надрезов. [c.100]

Во многих работах [15, 16, 21—30, 59] отмечается, что номинальное значение предела усталости при наличии концентрации напряжений, а следовательно, и чувствительность к надрезу, зависит от градиента напряжений у поверхности концентратора. Наличие высоких градиентов [c.118]

При повышенных температурах даже при очень большом числе циклов кривая усталости не имеет горизонтального участка. Так, для гладких образцов даже при 100 млн. циклов горизонтальный участок не наблюдается. Влияние концентрации напряжений с повышением температуры в общем уменьшается, однако для ряда сталей, по-видимому, опять-таки за счет физико-химических процессов чувствительность к надрезу сплава увеличивается. При температурах порядка 500—бОО С в стали начинаются процессы ползучести, имеющие место также и при переменных нагрузках даже при симметричном цикле. [c.609]

Из данных табл. II. 14 следует, что исследуемые пластмассы по чувствительности к концентрации напряжений можно разделить на три группы. Наиболее чувствительны к надрезу пластмассы ФПБ и текстолит НТК. Наличие надреза у образцов этих пластмасс снизило величину ударной вязкости на 18—22%. [c.156]

Необходимо также подчеркнуть влияние надрезов на усталость пластмасс. У большинства материалов усталостная прочность снижается в месте надреза вследствие концентрации напряжений в этом месте. Это особенно относится к материалам с большой чувствительностью к надрезам, какими являются термореактивные пластмассы, не содержащие волокнистых наполнителей [21], и аморфные полимеры в области стеклообразного состояния (рис. 73) [21 и 22]. [c.62]

Несколько позднее обнаружили, что различные сорта стали и других металлов обладают разной чувствительностью к надрезу. Ввиду важности этого вопроса были проведены исследования в направлении определения влияния концентрации напряжения на предел усталости. [c.7]

Чередование областей, обогащенных и обедненных примесями и легирующими элементами, в грубодисперсной структуре, состоящей из пластин -фазы, приводит, по-видимому, к увеличению неравномерности пластической деформации и концентрации напряжений. Это способствует образованию микротрещин, ответственных за снижение прочности и пластичности и повышение чувствительности к надрезу. [c.348]

КОЭФФИЦИЕНТЫ КОНЦЕНТРАЦИИ УСТАЛОСТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ПОКАЗАТЕЛЬ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К НАДРЕЗАМ [c.413]

В противоположность теоретическому коэффициенту концентрации напряжений Kt коэффициент концентрации усталостных напряжений К) зависит от свойств материала, а не только от геометрических параметров и вида нагружения. Для учета влияния свойств материала вводится показатель чувствительности к надрезам д, характеризующий соотношение между действительным влиянием надреза на усталостную прочность материала и влиянием, предсказываемым лишь на основе теории упругости. Показатель чувствительности к надрезам определяется следующим образом [c.413]

Входящий сюда теоретический коэффициент концентрации Kt упругих напряжений при заданных геометрических характеристиках надреза и условиях нагружения можно определить по приведенным в справочной литературе графикам, примеры которых даны на рис. 12.3—12.8. Показатель чувствительности к надрезам можно определить по графикам, подобным изображенному на рис. 12.13, или вычислить по ( рмуле (12.21), если известны результаты экспериментального определения постоянной материала р (см. рис. 12.14). [c.417]

После термического улучшения а [ = 0,5(Jb (рис. 5.5), что выше, чем после отжига или нормализации (о I = 0,3ав). При более высокой прочности (Св > 1300 МПа) среднеуглеродистые стали со структурой троостита отпуска или мартенсита характеризуются пониженным сопротивлением распространению трещины. Кроме того, низкая пластичность сталей высокой прочности повышает их чувствительность к надрезам в наиболее напряженных зонах деталей. В результате в местах концентрации напряжений зарождаются усталостные трещины, быстро приводящие к поломке деталей. Вследствие повышенной чувствительности к надрезу происходит значительное рассеяние значений а и уменьшение о ] до (0,4- [c.296]

Улучшаемые легированные стали применяют для большой группы деталей машин, работающих не только при статических, но и в условиях циклических и ударных нагрузок (валы, штоки, шатуны и др.), концентрации напряжений, а в некоторых случаях и при пониженных температурах. При выборе стали кроме предела текучести, вязкости, чувствительности к надрезу важное значение имеют верхний и нижний пороги хладноломкости, сопротивление усталости. [c.264]

Чувствительность стали к надрезу возрастает с увеличением прочности стали. Наибольшее возрастание коэффициента чувствительности к надрезу по абсолютной величине получается при наличии мягких надрезов и малом коэффициенте концентрации напряжений, тогда как наибольшее возрастание по относительной величине происходит при наличии острых надрезов и большом коэффициенте концентрации напряжений. С увеличением радиуса дна надреза чувствительность к надрезу возрастает, причем в области малых радиусов это возрастание происходит особенно интенсивно. [c.123]

Шаг t болтов и расстояние от болтового ряда до края детали при креплении деталей из ПКМ выбирают с учетом типа наполнителя и направления его ориентации в материале [18, 48], от которых зависит чувствительность последнего к концентрации напряжений и разрушающее напряжение при смятии. Материал на основе стеклянного мата из-за беспорядочного расположения волокон чувствителен к надрезам и смятию при действии нафузки в любом направлении. При этом болтовое соединение хорошо работает, если > 4,5d и f > 3,5d. [c.201]

Конечно, порядок приведенных результатов характерен только для материалов малопластичных, чувствительных к надрезу, т. е. для случаев сохранения начальной или близкой к ней концентрации. У образцов из конструкционных сталей и сплавов при испытании до разрушения, после перехода в пластическую область, сильно уменьшается начальная концентрация напряжения и поэтому эти материалы в меньшей степени чувствительны к надрезу, а следовательно, заранее можно ожидать для них меньшего эффекта от введения разгружающих надрезов (табл. 18.1 и 18.2). [c.117]

Влияние скорости нагружения иа чувствительность к концентрации напряжений различно для различных материалов. Большинство пластичных металлов обладает свойством упрочняться при увеличении скорости нагружения, даже при наличии такого острого надреза, каким является трещина, это наблюдается и у материалов, чувствительных к трещине. [c.135]

Различают коэффициент чувствительности к надрезу для нормальных 9о и для касательных дх напряжений. Практически чаще пользуются коэффициентом чувствительности к надрезу для нормальных напряжений и для простоты обозначают до через д. Возможны два крайних случая при оценке материалов по их чувствительности к надрезу Ко — оа, т. е. перераспределения напряжений по сравнению с существующим в упругой области не происходит д = Ка = 1 —- полное перераспределение напряжений, эффект концентрации снимается полностью = 0. [c.187]

При изыскании новых сплавов необходимо, чтобы при той же (или быть может даже при несколько меньшей) величине Ов сплавы имели бы большую конструкционную прочность, определяющуюся в значительной степени лучшей способностью к перераспределению напряжений в зоне их концентрации. Можно полагать, что увеличение чувствительности к надрезу и трещине с ростом Ов не является общим законом, а лишь особенностью определенных структур, полученных при определенной обработке. Поэтому при создании новых высокопрочных сплавов необходимо не ограничиваться изучением влияния состава и структуры на такие свойства, как предел текучести и временное сопротивление, а изучать основные закономерности влияния состава, структуры и обработки сплава на характеристики конструкционной прочности. [c.254]

Чувствительность к надрезу исследовалась на образцах из различных материалов с надрезам и различной формы. Было установлено, что влияние различных надрезов на сопротивление усталости (эффективный коэффициент концентрации напряжений) не так велико, как можно было бы ожидать на основании теоретических значений коэффициентов концентрации напряжений. Математический расчет коэффициентов Концентрации напряжений для деталей сложной формы может представлять большие трудности. Однако Нейбер [31] получил данные, облегчающие расчет теоретического пика напряжений для многих типов деталей с надрезами. [c.59]

Технологические факторы, т. е. разница в физико-механическом состоянии поверхностного слоя в опасном сечении детали без надреза и с надрезом, могут в значительной степени влиять на показатель чувствительности металла к надрезу. Наличие остаточных напряжений в поверхностном слое надреза часто является причиной расхождения между расчетным и опытным значениями предела усталости, что, естественно, влияет на величину коэффициента чувствительности к надрезу. Это влияние нужно учитывать при рассмотрении циклической прочности высокопрочных материалов при наличии концентрации напряжений [20, 34—36, 54, 55]. [c.119]

Определенные требования предъявляются также к сопротивлению металла термоусталости (для ГТУ, работающих в условиях быстрых пусков и остановов). Как уже отмечалось выше, статистика повреждений показывает, что лопатки часто повреждаются в результате ударов посторонними предметами и обломками поврежденных деталей. В большинстве случаев это приводит к образованию зазубрин, вмятин и царапин, действующих как надрезы, вызывающие концентрацию напряжений и тем самым уменьшающие сопротивление усталости. Большая вероятность ударного повреждения лопаток вызывает повышенные требования по чувствительности лопаточных материалов к надрезам в условиях действия статической и усталостной нагрузок. Материал лопаток с бандажами должен обладать определенной релаксационной стойкостью. Это требование вызвано необходимостью сохранения определенного натяга в бандаже, создаваемого при сборке лопаток и увеличивающегося при [c.38]

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]

Можно сформулировать некоторые общие требования к материалу, удовлетворение которым может позволить считать его надежным. К числу таких требований относятся однородность (имеется в виду квазиоднородность), свойств во всем занимаемом материалом объеме, стабильность свойств во времени, стабильность свойств материала в разных поставках, малая чувствительность к перегрузкам (например, таким свойством в большей мере обладают материалы, находящиеся в пластическом состоянии, чем в хрупком), способность быть нечувствительным к концентрации напряжений (и в этом случае у материалов, находящихся в пластическом состоянии, имеется преимущество перед материалами, пребывающими в хрупком состоянии), малая чувствительность надрезу (например, большое значение удельной ударной вязкости), хорошие технологические свойства (легкость получения изделия из материала посредством обычных технологических процессов). [c.378]

Для более полного представления о служебных характеристиках сплавов проверили влияние ЭШП на чувствительность к надрезу при испытаниях на длительную прочность при 700, 800, 900 и 950° С. Результаты исследования [159] показывают, что при этих температурах ЭШП повышает стойкость гладких образцов и значительно уменьшает чувствительность стали к концентрации напряжений при радиусе надреза 0,5 мм (в 2,5— 50 раз). Существенно увеличивается длительная прочность металла после ЭШП. Так, сталь ЭИ481Ш имела длительную прочность в продольных образцах 155 ч, в поперечных 136 ч, тогда как исходный электродуговой металл разрушался соответственно через 23 и 12 ч. [c.223]

Низколегированные стали с высоким сопротивлением разрыву находят ограниченное применение в сварных металлоконструкциях, так как усталостная прочность соединений из этих сталей не выше усталостной прочности соединений из мягких сталей. Предполагали, что в этом повинен металлургический фактор. Низкая усталостная прочность соединений из низколегированных сталей не является следствием проявления остаточных сварочных напряжений или нескожко более высокой чувствительности к надрезу зоны термического влияния. Прочность определяется степенью концентрации напряжений, вызываемой формой усиления шва. Когда степень концентраций мала (в результате механического удаления усиления шва или при обеспечении плавного перехода шва к основному металлу путем наложения шва с помощью аргонной горелки), то можно получить пределы выносливости сварных соединений, соизмеримые с пределом выносливости малоуглеродистой и низколегированной сталей [29, 112, 235] (см. табл. 8). [c.79]

Отсюда константа А, материала может быть определена как отношение пределов выносливости при чистом изгибе и чистом кручении. Geile- Величина константы Х, близкая к нулю, получена для хрупких, чувствительных к концентрации напряжений материалов, и величина, близкая к 0,6- 0,7, — для мягких материалов, имеющих низкую чувствительность к надрезу. [c.395]

Предел выносливости составляет 0,8—0,9 от предела прочности для гладких круглых образцов и 0,28—0,35 для образцо с надрезом с теоретическим коэффициентом концентрации напряжений порядка 3,5. Чувствительность к надрезу при 400° С ниже, чем при комнатной. [c.441]

Чувствительность к надрезу в условиях статических нагрузок проявляют хрупкие и малопластичные металлы (литые алюминиевые сплавы, пизкоотиуш енные стали), у которых под влиянием концентрации напряжений снижается сопротивление пластической деформации и разрушению (см. п. 21). Степень этого снижения определяется характером концентрации и способностью металла к пластической деформации. [c.116]

Для конструкционных материалов эффективный коэффициент концентрации напряжений меньше статического (теоретического) коэффициента концентрации напряжений (фиг. 98). Только у материалов, особо чувствительных к надрезу и другим резким изменениям формы, = а . Для материалов, мало чувствительных к резким изменениям формы, например для технических серых чугунов, в структуре которых содержится б . ЛЬ-шое количество графитовых включенп , коэффициент 13близок к единице. [c.154]

По данным Г. В. Уншка [109], относящимся к асимметричным циклам нагрузок при растяжении — сн<атии, эффект концентрации напряжений существенно уменьшается с увеличением доли постоянной нагрузки цикла (сТт), т. е. с увеличением коэффициента асимметрии г. Чувствительность к надрезу при асимметричных циклах нагрузок, по этим данным, зависит от асимметрии цикла и с повышением средних напряжений цикла уменьшается. [c.175]

На рис. 32 показаны результаты исследований Н. А. Один-та и С. Е. Гуревича [17] циклической прочности и Bg,кгс/мм чувствительности к надрезу высокопрочной ста--ли, которая по химическому составу и механиче- ским характеристикам (ав = 219 кгс/мм , HR 55) близка к стали 40ХЗСМВФЮ (ов = 200 кгс/мм2, HR 53). Они установили, что с увеличением статической прочности увеличивается и циклическая как при отсутствии, так и при наличии концентрации напряжений. [c.67]

Рис. 86. Зависимость коэффициента чувствительности к надрезу д (для стали 45Х5ГСНМВ [37]) и эффективного коэффициента концентрации напряжений (для стали 40ХН7,5С [38]) от статической прочности стали

Для БЧШГ характерно снижение коэффициентов выносливости К = а 1/Оз и концентрации динамических напряжений = а 1 о , при повышении временного сопротивления. Так, при Од, равном 900, 1100 и 1350 МПа, средние значения равны соответственно 0,49 0,45 0,33, г. К 1,57 1,47 1,25. При этом низкая чувствительность к надрезу обеспечивается [c.545]

Высокая концентрация напряжений в Т-образном хвосте лопаток из сплава ЭИ612 вызвала образование в нем трещин (рис. 1.5) в процессе длительной эксплуатации по причине низкой длительной пластичности материала заготовок, его чувствительности к надрезу и высокой релаксационной стойкости стали при рабочей температуре. [c.16]

Определенные коррективы в схему может вносить наклеп материала, образующийся как в процессе механической обработки при изготовлении надреза, так и в связи с пластической деформацией при перераспределении напряжений в зоне концентрации. В случае уменьшения длительной прочности наклепанного материала по сравнению с ненаклепанным при о э.н < э.гл может иметь место чувствительность к надрезу, и, наоборот, при увеличении длительной прочности наклепанного материала по сравнению с ненаклепанным при (Гэ. > <Гэ.гл материал может быть нечувствителен к надрезу. [c.159]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...