Распределение напряжений в отливках

Распределение напряжений в отливках [c.31]

Спицы шкивов обычно рассчитываются на изгиб в предположении, что вращающий момент М передает /з всех спиц (этим учитывается неравномерное распределение напряжений в отливке). Условие прочности спиц при изгибе [c.170]

Как видно из сравнения, в первом случае напряжение будет меньше в 24 раза и погонный угол закручивания меньше в 195 раз, чем во втором случае. Столь большая разница в прочности и в жесткости объясняется различным распределением напряжений. В замкнутой отливке напряжения по толщине стенки одного знака и примерно одной величины, причем поток напряжений обходит поперечное сечение кругом. В незамкнутой отливке напряжение по толщине стенки изменяет величину и знак по закону треугольника, причем в середине стенки напряжение равно нулю. В первом случае суммарный крутящий момент напряжений в сечении будет равен моменту двух пар сил, действующих в параллельных противоположных стенках (горизонтальных и вертикальных). Плечо каждой пары равно расстоянию между серединами противоположных стенок. [c.196]

И ЛИТОГО орнамента, обусловливающей образование концентраторов напряжений на поверхности. Для экспериментального изучения распределения напряжений в деталях с литым орнаментом рационально применять поляризационно-оптический метод и специальные двухслойные образцы из прозрачных оптически активных материалов, моделирующие по упругим свойствам слои отливки Ч Поляризационно-оптический метод позволяет [c.32]

Чтобы обеспечить точность станка на длительный период, в машиностроении осуществляют мероприятия, устраняющие внутренние напряжения в отливках станин. К их числу относятся конструктивные мероприятия (равномерное распределение металла между всеми частями станины, устранение резких переходов и Др.). присадки в чугун никеля и хрома, способствующие уменьшению внутренних напряжений, а также технологические мероприятия, в частности, так называемое старение. [c.432]

Основные вопросы, связанные с закономерностями возникновения и распределения остаточных напряжений в отливках, рассмотрены в работе [20]. [c.282]

Свойства чугунов зависят и от термообработки отливки. Обычно используется искусственное или естественное старение, которое гомогенизирует чугун и снижает внутренние напряжения в отливке, способствуя равномерному распределению цементита по объему. Можно для примера привести такой режим медленное нагревание до температуры 550...570°С выдержка, зависящая от размеров отливки, и охлаждение со скоростью Ю...25°С/ч с тем, чтобы температура 300°С достигалась через [c.30]

Толщина стенок других элементов цилиндра назначается также в зависимости от основной толщины стенки бочки парового цилиндра. Все распределение металла в отливке должно ь лть по возможности равномерным, так как отдельные скопления больших мас ивов металла вызывают при охлаждении отливки большие внутренние напряжения. Вообще говоря, толщина стенки бочки цилиндра является исходной для определения толщин стенок других элементов отливки цилиндра. Различные ребра и стенки каналов делаются толщиной в пределах [c.318]

Из-за сложности конфигурации и неравномерного распределения напряжений в такой крупной с частями различной толщины и массы отливке, какой является паровой цилиндр паровоза, при наложении на нее ударных и иных нагрузок возникают трещины. Ударные нагрузки появляются при несвоевременном устранении ослабления болтов, клиньев и иных напряженных соединений при [c.270]

Внутренние напряжения в отбелённых отливках весьма велики. Их распределение на экспериментальных отливках закалённых вал- [c.65]

Перейдем к обзору инженерных конструкций. Наиболее опасными с точки зрения механики трещин следует признать крупные сооружения, имеющие обширные области равномерного распределения напряжений всякого рода строительные оболочки-мембраны, сферические и цилиндрические сосуды под внутренним давлением, сварные корпуса крупных морских судов и т. п. Именно для этих конструкций, в первую очередь, разрабатываются нормы проектирования, гарантирующие от опасности трещинообразования. Вспомним любопытный инженерный прием, когда в условиях простого или двухосного растяжения вместо одного толстого листа используют два-три тонких, имеющих суммарную толщину, равную или даже меньшую, чем исходная. Здесь, в сущности, используется закон увеличения характеристики Кс с уменьшением толщины листа. Рассмотрим другую инженерную проблему определение допускаемого размера какого-либо дефекта внутри крупной металлической отливки или поковки. Речь необязательно идет о раковине или трещине. Последние, кстати, достаточно надежно выявляются современными методами диагностики ультразвуковыми, рентгеновскими, магнитными и др.). С помощью подобного рода аппаратуры могут регистрироваться те или иные нарушения сплошности материала по какому-либо физическому параметру, хотя трещины в обычном понимании нет. Подобные дефекты иногда рассматриваются в качестве трещин в расчетах на трещиностойкость. [c.433]

Методом направленной кристаллизации получают 1) отливки из жаропрочных сплавов со структурой, представляющей собой совокупность дендритных столбчатых зерен, ориентированных вдоль определенных кристаллографических направлений, в которых действуют максимальные рабочие напряжения в деталях при этом в пределе устраняются поперечные границы зерен, являющиеся потенциальными очагами разрушений 2) монокристал-лические отливки 3) эвтектические композиты — отливки эвтектической структуры с нитевидными (или пластинными) волокнами ведущей упрочняющей фазы (например, карбидов), ориентированными в направлении кристаллизации и распределенными во второй матричной фазе. [c.360]

Закономерности возникновения и распределения остаточных напряжений по сечению отливки имеют тот же характер, что и при остывании детали после нагрева. Остановимся на некоторых специфических особенностях формирования остаточных напряжений применительно к отливкам. Величина остаточных напряжений, возникающих в отливках, зависит от трех основных факторов неравномерного охлаждения отливок, сопротивления формы усадке металла и разницы в коэффициентах температурного расширения разных частей отливки. [c.280]

На величину остаточных напряжений, возникающих в отливках от неравномерного охлаждения их в форме, влияют конструкция деталей, температурные поля в них, свойства материала. Основное влияние оказывает не абсолютная разница температур в разных частях отливки, а характер их изменения по сечению. Так, при распределении температуры в сечении отливки по линейному закону напряжения в ней отсутствуют. На величину остаточных напряжений оказывает влияние скорость охлаждения отливки, особенно при температурах, соответствующих переходу металла из пластического в упругое состояние. Для чугуна этот температурный интервал равен 400—700° С. Изменение скорости охлаждения отливки при температурах ниже и выше этого интервала практически не сказывается на величине остаточных напряжений. Ускорение охлаждения отливки в этом интервале увеличивает остаточные напряжения от температурных перепадов по толщине стенки. [c.281]

Г После затвердевания и охлаждения в форме стальные отливки имеют крупнозернистую структуру с пониженной прочностью. Для получения мелкозернистой структуры и снятия внутренних напряжений, возникающих при усадке, стальное литье подвергают отжигу или нормализации. При отжиге измельчается зерно, снимаются внутренние напряжения и достигается более равномерное распределение химических элементов в отливке Механические свойства стали для отливок в отожженном состоянии должны соответствовать требованиям, приведенным в табл. 3. [c.49]

Если не принять этой меры предосторожности, то отливка будет обработана начисто в напряженном состоянии, так как крепления не позволяют ей после обдирки принять форму, соответствующую новому распределению напряжений. После снятия со станка отливка сразу же покоробится. [c.328]

С. чугуна. Белый чугун вследствие присущей ему хрупкости и большой твердости для С. мало пригоден, в связи с чем изделия, предназначенные для С., отливаются из серого чугуна. С. чугуна связана с известными затруднениями, т. к. у чугуна переход из твердого состояния в жидкое происходит сразу, без промежуточного перехода в тестообразное состояние. Возникающие при отливке чугуна напряжения всегда очень велики они объясняются сильной усадкой материала и неравномерным распределением Г. В особенности опасные напряжения возникают в местах перехода от тонких сечений к толстым. Вследствие слабой теплопроводности графита при С. чугуна всегда существует опасность, что шов получится пористый и с раковинами. Кроме того и поглощение при С. расплавленным материалом кислорода из воздуха и из сварочного пламени ведет к образованию небольших газовых пузырей. Сварку чугуна газовым пламенем можно производить"Холодным и горячим способами. В общем применение сварки чугуна ограничивается ремонтными работами. В связи с опасностью появления трещин вследствие внутренних напряжений и возможностью отбеливания чугуна в месте С. газовое пламя для ответственной С. его непригодно. В целях предупреждения слишком сильного выгорания кремния во время процесса С. работа ведется пламенем с избытком горючего газа. В качестве присадочного материала применяют богатые кремнием чугунные стержни, напр, состава [c.106]

В условиях серийного изготовления кристаллизаторов наиболее предпочтительной является отливка корпуса в закрытый кокиль, так как в этом случае обеспечивается наибольшая размерная точность (рис. 30). Для уменьшения вероятности образования трещин в графитовой вставке необходимо обеспечивать равномерность распределения напряжений по поверхности [c.515]

За последнее время все большее распространение получает способ изготовления заготовок коленчатых валов путем отливки их из леги--рованных сталей и высокопрочных, легированных магнием, чугунов. Литые коленчатые валы отличаются меньшей, чем штампованные валы, стоимостью, а также меньшим весом. К положительным сторонам литых коленчатых валов относятся также высокая износостойкость шеек и возможность получения рациональных форм составных элементов вала в отношении равномерности распределения металла и напряжений, а также величины напряжений. [c.202]

В стальных отливках, даже если они медленно охлаждались в форме, всегда велики внутренние литейные напряжения. Дело в том, что отливки с равномерной толщиной стенок сравнительно редки обычно отливки состоят из массивных частей, сопряженных с более тонкостенными. Затвердевают отдельные части отливок неодновременно и охлаждаются также неравномерно. А там, где есть неравномерность распределения температуры, там неизбежны внутренние напряжения. [c.230]

При термической обработке серого чугуна с пластинчатым графитом изменение структуры происходит только в металлической основе, графитные же включения, как правило, не изменяются. Обычный серый чугун, содержащий значительное количество относительно крупных пластинчатых включений графита, редко подвергают термической обработке, поскольку форма и характер их распределения остаются прежними, а значительная протяженность межфазовых границ графит-металл и малая прочность сцепления слоев в графитовых вьщелениях резко снижают его прочность. Поэтому термическая обработка такого чугуна не приводит к существенному улучшению его прочности. Обычно отливки из серого чугуна подвергают низкотемпературному отжигу для снятий остаточных напряжений. [c.692]

Эти напряжения тем меньше, чем равномернее распределена в детали масса металла, чем проще отливка, чем меньше ее размеры и чем медленнее остывает литье. Стремление к равномерному распределению массы металла по всей отливке влечет за собой необходимость иметь во всех местах отливаемой детали возможно одинаковые толщины ее элементов. Последнее в особенности должно соблюдаться при стальных отливках, ибо усадка стали значительно больше, чем усадка чугуна (усадка стали, примерно, 1/50, а чугуна — 1/100). [c.122]

Температурные напряжения и деформации возникают при неравномерном распределении температур в отливке, что определяется геометрической формой отливки, расположением литников и прибылей, свойствами формовочных материалов и красок, наличием холодильников и другими факторами. Это вызывается тем, что быстрее нагревающийся (охлаждающийся) элемент отлнвки не в состоянин полностью реализовать свое тепловое расширение (сжатие), так как сно частично, а в некоторых случаях полностью, подавляется сопротивлением примыкающих элементов той же отливки, температура которых и.зменяется медленнее. Таким образом, тепловая деформация любого элемента в связанной системе сопровождается его силовой деформацией, причем знаки этих деформаций всегда противоположны (в быстрее нагревающихся элементах развиваются деформации и напряжения сжатия, а в остывающих — растяжения). Из этого вытекает известная закономерность, согласно которой вначале быстрее охлаждается тонкая часть, и она поэтому растянута, а толстая часть, значит, сжата затем после выравнивания скоростей охлаждения тонкой и толстой частей отливки знаки деформации и напряжений (временных илн остаточных) изменяются обратно [9]. [c.662]

Рис. IX.7. С.хема образования напряжений в отливке а — отливка со стержнем и перемычкой б—распределение телше-ратур I и напряжений а в отливке

Напряжения в отливке представляют, как правило, сумму трех видов напряжений термических, усадочных и фазовых. Из-за нелинейного распределения температуры по сечению отливки на ее поверхности образуются напряжения сжатия, а в центральной зоне — напряжения растяжения. Механическое тормол<ение усадки приводит к возникновению растягивающих напряжений. Фазовые напряжения возникают из-за различия в коэффициентах термического расширения и плотности фаз в сплавах с многофазной структурой. [c.49]

Валы из модифицированного чугуна благодаря простоте получения в чугунной отливке сложной формы могут иметь конфигурацию, обеспечивающую более равномерное распределение напряжений. Многие из мероприятий, уменьшающих концентращ.ю напряжений и улучшающих распределение напряжений, легче осуществимы в литых валах. Кроме того, при полых шейках наружные нагружаемые слои металла получаются у литых валов более плотными. [c.533]

Хотя корродирует обычно вся поверхность металла, на участках, подвергшихся закалке, либо в местах максимального искривления или напряжения возникает также сильная местная коррозия. Характерно, что этот вид коррозии встречается на деформирующихся участках конструкции либо в местах высоких циклических напряжений и совсем не обязательно на участках, находящихся под наиболее высокими статистическими нагрузками или напряжением. Следует подчеркнуть различие между участками с равномерно распределенными нагрузками и отдельными участками, подвергшимися закалке, где важную роль играет чередование напряжения или усталости [26]. Примеры таких участков, особо подверженных сильной местной коррозии, приведены Джаппом [26] — это 1) раковина в отливке горизонтального бруса под [c.295]

Жизнь большинства металлов и сплавов начинается после Металлургического получения слитков или отливок будущих изделий. Дальнейшая судьба металла зависит главным образом от микро- и макроструктуры материала. Металл затвердевает, но и после этого продолжается медленная перестройка его структуры под действием внутренних напряжений они порождаются неоднородностью распределения примесей, неправильной стыковкой отдельных кристаллов и другими дефектами, образующимися при затвердении. Этот процесс стабилизации, называемый естественным старением, в крупных отливках продолжается в течение нескольких лет, изменяя размеры, форму и напряженное состояние изделия. При обработке металла ультразвуком в процессе кристаллизации такая стабилизация внутренней структуры, а следовательно, и свойств металла происходит сразу при затвердевании отливки. При этом измельчаются микро- и макрозерна, уменьшается степень неоднородности распределения включений по всему объему материала. Вследствие структурных изменений улучшаются и механические свойства металла — повышаются его прочность и пластичность. [c.12]

В стальнЫ Х отливках, даже если они медленно охлаждались в форме, всегда велики внутренние литейные напряжения. Дело в том, что большинство стальных отливок имеет стенки различной толщины, которые затвердевают не одновременно и охлаждаются также неравномерно. А там, где неравномерно распределение температуры , 1ам неизбежны внутренние напряжения. [c.261]

Указанное относится также к образованию деформаций и напряжений по сечению отливки или ее элемента, например стержня усадочной решетки. Здесь наружные слои играют роль тонких частей, а внутренние — толстых. Таким обра-зо.ч, помимо напряжений, возникающих в стержнях решетки (или отливках, сочетающих тонкие и толстые сечения) из-за взаимного силового влияния, в каждом из них наводятся собственные напряжения, обусловленные неравномерным распределением температур по сечению. [c.662]

При крупных трещинах на поверхности образуются приливы (гребешки) высотой 0,3—0,5 мм, а при отсутствии сквозных каналов образуются мелкие воздушные поверхностные раковины, создающие на поверхности отливки газовую шероховатость. Испарение летучих через открытую поверхность зависит от коэффициента внешней диффузии испаряющейся с поверхности жидкости и внутренней диффузии О, поступающей к поверхности испаряющейся жидкости. Если внешняя диффузия окажется больше внутренней, будут создаваться условия трещино-образования на поверхности испарения, которое будет тем больше, чем толще слой керамики. Условия испарения, а следовательно, и условия трещинообразования будут определяться соотношением с( 6, характеризующим связь между диффузионным полем по толщине керамики и массо-обменом на ее поверхности. При поджигании спирта происходит быстрое удаление жидкости из пор гелеобразной массы и объемная ее усадка. Так как гель распределен между зернами огнеупорного наполнителя, то в системе гель—наполнитель возникает внутреннее напряжение, приводящее к образованию микро- и макротрещин. Ориентация трещин обычно нормальная к плоскости горения . По мере удаления от поверхности горения наблюдается увеличение раскрытия трещин, обусловленное поступлением спирта в глубину стенки вследствие явления термовлагопровод-ности. [c.134]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...