Сопротивление усталости деталей

Упругопластическое деформирование металла приводит к возникновению в поверхностном слое заготовки остаточных напряжений, растяжения или сжатия. Напряжения растяжения снижают сопротивление усталости металла заготовки, так как приводят к по явлению микротрещин в поверхностном слое, развитие которых ускоряется действием корродирующей среды. Напряжения сжатия, напротив, повышают сопротивление усталости деталей. Неравномерная релаксация остаточных напряжений искажает геометрическую форму обработанных поверхностей, снижает точность их взаимного расположения и размеров. Релаксация напряжений, продолжающаяся в процессе эксплуатации машин, снижает их качество и надежность. [c.268]

Упрочняющую обработку предпринимают для увеличения сопротивления усталости деталей. Методы упрочнения основаны на локальном воздействии инструмента на обрабатываемый материал. При этом возникают многочисленные зоны воздействия на весьма малых участках поверхности, в результате чего создаются очень большие местные давления. Многочисленные контакты с инструментом приводят к упрочнению поверхности. В поверхностных слоях возникают существенные напряжения сжатия. [c.391]

Различные способы поверхностного упрочнения (наклеп, цементация, азотирование, поверхностная закалка токами высокой частоты ИТ. п.) сильно повышают значения предела выносливости. Это учитывается введением коэффициента влияния поверхностного упрочнения /С . Путем поверхностного упрочнения деталей можно в 2—3 раза повысить сопротивление усталости деталей машин. [c.318]

Неровности, являясь концентраторами напряжений, снижают сопротивление усталости деталей, особенно при наличии резких переходов, выточек и т. п. Так, при уменьшении параметра шероховатости поверхности впадины нарезанной или шлифованной резьбы болтов от = 1,0 мкм до Ra == 0,1 мкм допускаемая предельная амплитуда цикла напряжений увеличивается на 20—50 %, причем в большей степени для болтов из высокопрочных легированных термически обработанных сталей и в меньшей —для болтов из низколегированных и углеродистых сталей, что объясняется большей чувствительностью ле/ ированных сталей к концентрации напряжений. [c.195]

Различные процессы изготовления по-разному влияют на сопротивление усталости деталей, на их износостойкость, на схватывание. Поэтому для каждой детали надо предусмотреть такую технологию ее изготовления, чтобы надежность ее работы в изделии была максимальной. Для уменьшения отказов за счет дефектов производства все детали необходимо тщательно контролировать. Повысить надежность позволяет также улучшение технологии изготовления элементов изделий и их сборки, обеспечение взаимозаменяемости деталей и блоков, введение в технологический режим тренировки систем в условиях, близких к эксплуатационным. [c.177]

Предел выносливости детали определяют экспериментально на некоторой базе испытаний (обычно 10 циклов). Разброс характеристик сопротивления усталости деталей обусловлен нестабильностью механических свойств металла даже в пределах одной плавки, отклонениями в режиме термообработки, отклонениями размеров деталей в пределах допусков, микроскопическими источниками рассеяния, связанными с неоднородной структурой материала и др. [c.264]

Расчет жесткости вала. Упругие перемещения валов оказывают неблагоприятное влияние на работу связанных с ними соединений (шлицевых, прессовых и др.), подшипников, зубча-, тых колес и других деталей (узлов) увеличивают концентрацию контактных напряжении и износ деталей, снижают сопротивление усталости деталей и соединений, понижают точность механизмов и т. п. [c.416]

При переменных напряжениях. Для оценки сопротивления усталости деталей необходимо учитывать их конструктивные формы, размеры, состояние поверхности и другие факторы. [c.17]

Петухов А. Н. Сопротивление усталости деталей ГТД — М Машиностроение, 1993. [c.74]

Задачу увеличения сопротивления усталости деталей машин, актуальную с момента открытия явления усталости металлов до настоящего времени, решали по мере накопления знаний о природе этого явления по-разному. Еще совсем недавно прочность при циклическом деформировании обеспечивали в основном снижением действующих напряжений путем увеличения размеров сечений, уменьшения остроты концентраторов или применения материалов с повышенными прочностными свойствами. Теперь, когда размеры деталей зачастую ограничиваются возможностью их изготовления и немаловажным фактором при конструировании новых машин является уменьшение их металлоемкости, гораздо большее значение приобретают другие направления увеличения сопротивления усталости, связанные с упрочнением только тех мест детали, в которых возникновение усталостного разрушения наиболее вероятно. При этом, как показывает анализ многочисленных исследований, самыми эффективными методами такого упрочнения являются методы, приводящие к существенному торможению роста усталостных трещин. [c.4]

Увеличение сопротивления усталости деталей машин поверхностным наклепом [c.138]

Одним из наиболее эффективных и технологически простых средств существенного повышения сопротивления усталости деталей и уменьшения их чувствительности к концентрации напряжений при циклическом деформировании является поверхностное пластическое деформирование (ППД), которое в настоящее время успешно применяют при изготовлении деталей из различных металлических материалов (сталь, чугун, сплавы алюминия, титана, магния, бронзы и латуни, сверхтвердые сплавы и др.). При этом пределы выносливости деталей в зависимости от свойств материалов и применяемых для их обработки режимов поверхностного наклепа могут увеличиваться в 2 раза и более, а долговечность — на порядок и более. [c.138]

Особенно эффективно ППД для деталей, имеющих различные концентраторы напряжений, в значительной степени снижающие их сопротивление усталости. Объяснение факта большего влияния поверхностного наклепа на сопротивление усталости деталей, содержащих концентраторы напряжений, состоит в том, что благоприятные остаточные напряжения сжатия, возникающие при этой обработке, обладают, как и напряжения от рабочей нагрузки, свойством концентрироваться у выточек, галтелей, пазов и других геометрических элементов детали. [c.138]

Особого внимания заслуживает вопрос о применении теории подобия к оценке сопротивления усталости деталей при сложном нагружении, создаваемо.м изгибающими и скручивающими моментами. Такой вид нагружения характерен для многих деталей и встречается довольно часто. [c.101]

Существенное влияние на сопротивление усталости деталей, а следовательно, и на их надежность оказывает качество по- [c.3]

Тельности и температуры испытания положительное влияние поверхностного наклепа снижается и переходит в отрицательное. Так, на малой базе испытаний 10 циклов наклеп повышает сопротивление усталости при 700 и 800° С соответственно на 68,7 и 50% по сравнению с неупрочненным состоянием, а на базе 10 циклов при 700° С обкатка роликами повышает сопротивление усталости лишь на 27,5%, а при 800° С — снижает на 9,7%. Обширные экспериментальные данные о влиянии деформационного упрочнения на сопротивление усталости деталей из жаропрочных и титановых сплавов приведены в работе И. Г. Гринченко [13]. [c.172]

По ряду причин, в том числе экономического и технического характера, программные испытания натурных деталей не всегда возможны или могут быть проведены лишь в ограниченном объеме. Поэтому возникает необходимость разработки методов, позволяющих производить оценку характеристик сопротивления усталости деталей по результатам испытаний образцов. В области усталости при стационарных режимах нагружения такие методы основаны иа изучении закономерностей подобия усталостных разрушений в связи с эффектом концентрации напряжений, неоднородности напряженного состояния и величины напрягаемых объемов, с привлечением статистических представлений о природе усталостных явлений [4, 5, 18, 30]. Возможность применения этих закономерностей в условиях нестационарной нагруженности в достаточной мере не проверена и представляет одну из основных задач программных испытаний. [c.40]

На рис. 24 показано изменение сопротивления усталости деталей (кривая /) и образцов (кривая 2), а также программа [c.40]

Между тем известно, что для углеродистых, мало- и среднелегированных сталей сопротивление усталости деталей в условиях коррозии, особенно в морской воде, катастрофически снижается [11, 12]. Таким образом, использование пропиток, подобных древесной смоле, приводит к резкому снижению надежности и срока службы стальных канатов. При этом необходимо учитывать, что большое количество канатов не сразу поступает в эксплуатацию, а некоторое время (иногда значительное) сохраняется на складах. [c.68]

Для оценки статистических характеристик сопротивления усталости деталей, в частности средних значений и коэффициентов вариации пределов выносливости, в Институте машиноведения АН СССР [12] разработана ста- [c.127]

Опыт промышленного применения методов статистической оценки характеристик сопротивления усталости, теоретические и экспериментальные исследования позволили распространить указанные методы на случаи расчета характеристик сопротивления усталости деталей сложной формы поперечного сечения с предельно острыми надрезами для чисел циклов в диапазоне 10 — 10 на детали машин, изготовленные из легких сплавов. [c.128]

Повышение сопротивления усталости деталей от цементации объясняется не только повышением прочности (твердости) поверхностных слоев, но также и благоприятным воздействием остаточных напряжений, возникающих в цементованных слоях. При этом влияние остаточных напряжений тем больше, чем резче концентрация рабочих напряжений в деталях. [c.257]

Комбинированные способы упрочнения рабочих поверхностей деталей. Практика и лабораторные опыты показывают, что в результате поверхностной пластической деформации удается существенно повысить сопротивление усталости деталей, подвергнутых термохимическим обработкам — цементации, цианированию и др. [c.260]

На основании проведенных исследований и данных практики установлено, что в результате термохимических обработок (цементации или цианирования) сопротивление усталости деталей значительно повышается особенно благоприятны эти обработки для деталей с концентраторами напряжений поверхностный наклеп цементованных или цианированных деталей является средством дополнительного существенного повышения их усталостной прочности поверхностное пластическое деформирование цементованных деталей наиболее эффективно может осуществляться дробеструйным наклепом и обкаткой роликами особенно эффективен метод поверхностного наклепа цементованных или цианированных деталей, усталостная прочность которых понижена из-за грубого шлифования поверхностный наклеп может быть использован как средство устранения полюсных разрушений цементованных зубьев шестерен дополнительное повышение сопротивления усталости цементованных или цианированных деталей путем поверхностного наклепа происходит в связи с благоприятным изменением эпюр остаточных напряжений в поверхностных слоях деталей. [c.264]

Сопротивление усталости деталей [c.59]

Управлять остаточными напряжениями можно путем изменения силы тока и давления или путем дополнительной обработки без тока. Для получения благоприятных напряжений сила тока не должна превышать 400...500 А (при геометрии пластины =30 мм г=15 мм) работать следует с возможно меньшим давлением при скорости 6...10 м/мин, применяя при этом комбинированную обработку. Однако, как уже указывалось, сопротивление усталости деталей зависит в основном от структуры поверхностного слоя и поэтому почти при всех режимах ЭМО оно повышается. [c.65]

К основным недостаткам существующих способов подготовки поверхностей под металлизацию следует отнести недостаточную стабильность характеристик прочности сцепления. Так, напри-.мер, при использовании пескоструйной обдувки численные показатели прочности сцепления различаются в 10... 12 раз, при нарезании рваной резьбы в 15... 16 раз. Многие из таких способов снижают сопротивление усталости деталей до 50. ..60%. Если приведенные способы применимы для подготовки под металлизацию деталей из нормализованных и улучшенных сталей, то для подготовки поверхностей твердых закаленных деталей их применить нельзя. [c.124]

Центробежно-шариковая обработка (рис. 56) дает незначительное снижение шероховатости поверхности, увеличивает микротвердость поверхностного слоя на 20—50 % (на стальных деталях), толщину наклепа до 0,8 мм и сопротивление усталости деталей в 1,5—3 раза. [c.282]

Упругие перемещения (деформации) валов и осей, как правило, оказывают неблагоприятное влияние на работу связанных с ними соединений (шлицевых, шпоночных и др.), подшипников, зубчатых передач и других деталей и узлов, увеличивают концентрацию напряжений, снижают сопротивление усталости деталей и соединений, увеличивают износ, понижают точность механизмов и т. д. Большие перемещения сечений (перекосы) валов от изгиба могут привести к заклиниванию. [c.419]

Упрочняющую обработку предпринимают для увеличения сопротивления усталости деталей. Методы упрочнения осно- [c.440]

Сопротивление усталости деталей с покрытиями из порошков снижается на 7... 12 % по сравнению с этим показателям у новых деталей. [c.334]

На сопротивление усталости деталей влияет огромное число факторов, совокупное значение которых носит неопределенный характер и не всегда может быть оценено по раздельному влиянию каждого из них. [c.289]

Обработка микрошариками является наиболее простым и эффективным средством повышения сопротивления усталости деталей с [c.350]

Достигаемое повышение сопротивления усталости деталей на гладких участках — на 20...40 % деталей, типичных для машиностроения форм с концентрацией напряжений,— на 8()...100%, при особо реэкой концентрации напряжений — до Трех раз. [c.33]

К настоящему времени в нашей стране и за рубежом проведено большое количество экспериментальных и теоретических работ, прямо или косвенно освещающих явление остановки развития усталостных трещин. Эти исследования имеют большое научное и практическое значение, так как анализ причин остановки развития усталостных трещин позволяет разрабатывать обоснованные практические рекомендации по увеличению сопротивления усталости деталей машин. Вместе с тем отсутствие обобщающих публикаций по проблеме нерас-иространяющихся усталостных трещин несомненно тормозит и развитие исследовательских работ в этой области и практическое применение их результатов. Автор надеется, что сделанные им систематизация и обобщение имеющихся в этой области сведений окажутся полезными для лиц, занимающихся вопросами повышения сопротивления усталости и долговечности деталей машин. [c.5]

Особенности распределения остаточных напряжений от поверхностного наклепа. Поверхностное пластическое деформирование (наклеп) широко применяют в настоящее время для увеличения сопротивления усталости деталей машин и частей сооружений из разнообразных металлических материалов. Основой благоприятного проявления поверхностного наклепа в этом случае является возникновение в поверхностных слоях обрабатываемых деталей остаточных напряжений сл<атия [c.24]

Для выяснения возможности использовать упрощенные уравнения подобия для оценки сопротивления усталости деталей при асимметричных циклах нагружения проанализированы результаты многочисленных усталостных испытаний [5]. Обозначим максимальное предельное нормальное напряжение в опасном сечении детали при асимметричном хщкле нагружения и упругом распределении напряже- [c.100]

Нгуен Чонг Гиеп, Олейник Н. В. Применение упрощенного уравнения подобия усталостного разрушения для оценки сопротивления усталости деталей машин при асимметричном нагружении.— Детали машин, 1980, вып. 31, с. 89—92. [c.104]

Срок службы деталей и конструк1щй при циклических нагружениях снижается под воздействием агрессивных сред. В сравнении с нагружением в сухой воздушной среде синтетическая морская вода (3 %-й раствор Na I) снижает сопротивление усталости деталей и конструкций во много раз. В кислых средах сопротивление усталости по сравнению с таковым на воздухе может снижаться в десятки раз. [c.45]

Для достижений максимальной эффективности упрочнения деталей, работающих в условиях статических и динамических нагрузок, рекомендуется содержание углерода в цементованном слое поддерживать в пределах 0,80—1,05%. В случае применения сталей с 0,27—0,34% С глубину цементованного слоя следует назначать в пределах 0,5—0,7 мм. Для цементуемых сталей, содержащих 0,17—0,24% С, глубину цементованного слоя принимают от 1,0 до 1,25 мм. При этом следует иметь в виду, что сопротивление усталости деталей машин без концентраторов напряжений при малых глубинах слоя зависит от прочности сердцевины, при больших — от прочности поверхностного слоя. В этом случае повышение глубины упрочненного слоя оказывается полезным только до 10—20%) радиуса детали. При глубине слоя меньше этих значений сопротивление усталости повышается с увеличением прочности сердцевины. При наличии на поверхности деталей концентраторов напряжений сопротивление усталости повышается с увеличением остаточных напряжений сжатия, а глубина слоя должна быть очень малой (1—2% радиуса детали). Главным фактором, вызывающим увеличение предела выносливости при химико-термических методах обработки деталей, являются остаточные напряжения, возникающие в материале детали в процессе упрочнения. При поверхностной закалке т. в. ч. главное влияние на повышение предела выносливости и долговечности оказывает изменение механических характеристик материала поверхностного слоя. В еще большей степени это относится к упрочнению наклепом. [c.302]

Повышение сопротивления усталости цементованных и циа-нированных деталей дробеструйной обработкой. Практика и лабораторные опыты показывают, что в результате поверхностной пластической деформации удается весьма существенно повысить сопротивление усталости деталей, подвергнутых предварительно химико-термической обработке. [c.307]

В качестве статистических характеристик сопротивления усталости деталей при регулярном нагружении используют среднее значеш1е предела выносливости детали при симметричном цикле а 1д (выраженного в номинальных напряжениях), коэффициент вариации этой величины и параметры кривой усталости абсциссу точки перелома кривой усталости Леи параметр угла наклона левой ветви т. В тех случаях, когда требуется повышенная точность оценок надежности и дол10вечности, используют полные вероятностные диаграммы усталости [4, 6, 12], характеризующие связь межд>" амплитудой напряжений а. , числом циклов до появления трещины jV и вероятностью разрушения Р, %. [c.127]

Для цементуемых сталей с нормальным содержанием углерода (0,17—0,24%) глубину цементованного слоя нринимают 1,0—1,25 мм. Следует иметь в виду, что сопротивление усталости деталей машин без концентраторов напряжений при малых глубинах слоя зависит от прочности сердцевины, при больших—-от прочности слоя. В этом случае повышение глубины слоя полезно только до 10—20% от радиуса детали. [c.254]

Исследования влияния поверхностной закалки на усталостную прочность стали показывают, что положительный эффект достигается в тех случаях, когда окончание зоны закалки выводится в безопасное место детали. Так, для лабораторных образцов, подвергающихся испытаниям на усталость, важно, чтобы поверхпостной закалке подвергались как рабочая часть образца, так и галтели. Если закаливается только рабочая часть образца (галтели не закаливаются), то его предел выносливости оказывается ниже предела выносливости образца без закалки. Понижение сопротивления усталости деталей машин в зоне обрыва закаленного слоя многократно наблюдалось и в промышленных условиях. [c.267]

Исследования показали, что у образцов из стали 45 после ЭМО в сравнении с образцами, подвергнутыми пластическому поверхностному деформированию (ПОД), коррозионная стойкость в кислой среде увеличивается в 2,4 раза, а по сравнению со шлифованными образцами — в 2,7 раза, у образцов из стали У8 — соответственно в 3,5 и 3,9 раза. В нейтральной среде эффект повышения коррозионной стойкости от ЭМО оказывается значительно меньше и не превышает 50%. Сопротивление усталости деталей, подвергнутых коррозионным испытаниям, после ЭМО также повышается, причем наблюдается разветвление усталостной трещины на границе упрочненного слоя и основы, а у закаленных шлифованных образцов образуется более опасная монотрещина, которая распространяется в глубь детали. [c.75]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...