Влияние средних (постоянных) напряжений

ВЛИЯНИЕ СРЕДНИХ (ПОСТОЯННЫХ) НАПРЯЖЕНИЙ [c.15]

Только схематично, исходя из общих закономерностей влияния средних (постоянных) напряжений цикла на предельные амплитуды (см. гл. П), можно считать, что остаточные напряжения, подобно средним напряжениям, способны изменять предельные амплитуды по следующей зависимости где Ста — предельная амплитуда для сварного соединения с остаточными напряжениями Oq a i — предел выносливости соединения, без остаточных напряжений (при симметричном цикле осевого растяжения или изгиба) фа — коэффициент влияния асимметрии цикла (равный для конструкционных сталей 0,1—0,4). [c.34]

При Стд = О разрушение образца или детали наступит при среднем напряжении = Oj. Экспериментально установлено, что постоянные растягивающие напряжения уменьшают сопротивление усталости, а сжимающие постоянные напряжения затрудняют зарождение и развитие усталостной трещины и повышают предел выносливости. В этом состоит одна из главных причин благоприятного влияния упрочняющей поверхностной обработки деталей. [c.251]

Влияние среднего напряжения цикла проявляется также в изменении критического радиуса надреза, обусловливающего-возникновение нераспространяющихся усталостных трещин. Как указывалось выше, критический радиус надреза при изгибе с вращением или растяжении-сжатии по симметричному циклу нагружения можно считать постоянным, не зависящим от глубины надреза и диаметра минимального сечения. Так как критический радиус надреза соответствует равенству предельных напряжений, необходимых для возникновения трещин и для полного разрушения образца (при этом возникновение трещины определяется главным образом амплитудой напряжения, а на распространение трещины влияет максимальное растягивающее напряжение), можно предположить, что критический радиус надреза Гкр должен зависеть от среднего напряжения От. Действительно, экспериментально определенный при осевом нагружении латуни критический радиус надреза Гкр зависит от среднего напряжения цикла. Так, для средних напряжений —50, [c.90]

Влияние постоянного напряжения с циклически меняющейся составляющей, т. е. циклических напряжений с отличным от нуля средним значением. [c.172]

Величина среднего напряжения цикла заметно влияет на усталостное поведение образца или детали машины. Количественная оценка влияния величины среднего напряжения цикла дается в разд. 7.9. Качественно же можно просто отметить, что при заданной амплитуде циклического напряжения добавление некоторого среднего напряжения приводит к уменьшению усталостной долговечности. Это иллюстрируется на рис. 7.57 (а). По другому это же утверждение проиллюстрировано на рис. 7.57 (Ь) и (с). При наличии среднего растягивающего напряжения усталостное разрушение обычно определяется величиной максимального напряжения цикла В случае среднего растягивающего напряжения, изображенном на рис. 7.57(6), увеличение его при фиксированной величине максимального напряжения цикла ст ,ах приводит к увеличению долговечности. В изображенном на рис. 7.57 (с) случае сжимающего среднего напряжения точно так же его увеличение по абсолютной величине при заданном минимальном значении напряжения цикла o ,in приводит к увеличению долговечности, хотя эффект и незначителен. Эти выводы согласуются с графиком, приведенным на рис. 7.57(a), поскольку увеличение среднего напряжения цикла От при постоянной величине максимального напряжения цикла означает уменьшение амплитуды переменной составляющей напряжения и соответственно приводит к увеличению долговечности. [c.214]

Влияние средних напряжений цикла. Для упрощения исследования предполагается, что средние напряжения цикла при случайном нагружении обычно постоянны. В действительности вес самолета значительно уменьшается в течение полета по мере сгорания топлива, поэтому, с точки зрения различных средних напряжений, время полета может быть расчленено на отдельные этапы первый этап—от взлета до набора необходимой высоты, второй — полет на заданной высоте, третий и последний — от начала спуска до посадки. Таким образом, не возникает никаких особых трудностей в случае постепенного изменения средней нагрузки. [c.409]

Уравнение Париса справедливо только при постоянном коэффициенте асимметрии цикла и поэтому не может объяснить влияние среднего напряжения цикла. Кроме того, параметры уравнения Париса зависят от окружающей атмосферы, частоты нагружения, формы цикла, природы сплава и т. д. Прим. ред.) [c.226]

Влияние пластической деформации на сопротивление ползучести, естественно, проявляется и в условиях релаксации напряжений. При циклической знакопостоянной ползучести (этапы ползучести при заданном напряжении, чередуемые разгрузками) средняя скорость ее, отнесенная к общему времени пребывания образца под нагрузкой, может быть несколько ниже средней скорости при постоянном напряжении за счет возврата (обратного последействия) при разгрузках. [c.112]

Влияние постоянных напряжений. Зависимость предельного значения амплитуды переменных напряжений (предела выносливости по амплитуде при асимметричном цикле) Оа,. от среднего (статического) напряжения 0( , действующего в той же точке сечения, показана на рис. 4. [c.599]

Таким образом, постоянные нагрузки влияют только на средние напряжения цикла но влияние самих этих напряжений сг на эквивалентное напряжение аэ п невелико, так как согласно формулам (55), (56) Коя обычно намного больше единицы (иногда [c.35]

Учитывая влияние на предел выносливости при асимметричном цикле различных факторов, в том числе концентрации напряжений, абсолютных размеров сечения, состояния поверхности и т. д., исходят из экспериментально установленных закономерностей, заключающихся в том, что отношение предельных амплитуд напряжений гладкого образца и рассматриваемой детали остается постоянным независимо от величины среднего напряжения цикла. На основании этого можно построить схематизированную диаграмму предельных напряжений для детали (рис. 595). [c.676]

Для переменных нагрузок, которые имеют наибольшее распространение в современных машинах, наименьшая долговечность деталей наблюдается при симметричном цикле напряжений. Наоборот, с увеличением постоянного среднего напряжения (Тср и уменьшением амплитуды сТа влияние переменного напряжения на прочность деталей уменьшается. [c.247]

При методе переменного тока (критерий 8) исходят из того [10], что истинный потенциал является чистым напряжением постоянного тока, не испытывающим влияния периодических колебаний постоянного тока, полученного при выпрямлении переменного тока. На сопротивлении дефектного участка и в грунте этот ток при двухполупериодном выпрямлении вызывает падение напряжения постоянного тока, колеблющееся относительно среднего значения Ugi и соответствующее омическому падению напряжения Um [c.106]

Из уравнения (IV. 5) следует, что возникающие в результате биения дополнительные колебания системы не оказывают влияния на амплитуду переменных напряжений, которая определяется только статической нагрузкой и геометрическими размерами образца. Как показывает второе слагаемое ура внения (IV. 5), в результирующем напряжении появляется постоянная составляющая, вызывающая асимметрию цикла изменения максимальных напряжений. Величина среднего напряжения для системы с выбранными параметрами является линейной функцией начального биения s и не зависит от основной нагрузки. Подобная зависимость для системы нагружения машины МИП-8М представлена на рис. 56. [c.89]

Возможность ускоренной оценки влияния технологических факторов доказана при исследовании влияния режима термической обработки и вида чистового шлифования на характеристики рассеяния предела выносливости стали ЗОХГСА (работа проводилась совместно с Киевским политехническим институтом). Испытаниям на усталость при изгибе с вращением подвергались образцы из стали ЗОХГСА после закалки с высоким (630°С), средним (510°С) и низким (190°С) отпуском, шлифованные обычными наждачными и алмазными кругами до одинаковой степени чистоты поверхности (8-й класс). Определение характеристик рассеяния пределов выносливости, осуществленное по двум методам — экстраполяции кривых усталости и возрастающей нагрузки, показало, что среднее значение предела выносливости повышается при снижении температуры отпуска приблизительно в соотношении 1 1,3 1,6. При этом среднее квадратическое отклонение также увеличивается, а рассеяние, характеризуемое коэффициентом вариации, остается практически неизменным. Замена обычных кругов алмазными в случае шлифования до одинаковой степени чистоты, поверхности не отразилась существенно на указанных характеристиках при всех трех режимах термообработки. Достигнутая экономия времени (1,3-10 циклов при возрастающей нагрузке, вместо 4,7-10 при постоянной амплитуде напряжений) и образцов (90 шт. вместо 500 шт.) свидетельствует [c.188]

При циклически изменяющемся среднем напряжении существенно влияние этого изменения на долговечность образцов. Так, предельная амплитуда цикла при постоянном среднем напряжении цикла 12,5 кгс/мм на базе 10 циклов и частоте нагружения 2000 цикл/мин оказалась равной 28 кгс/мм. [c.69]

Как видно из рис. 38, влияние асимметрии цикла на его предельную амплитуду для испытания на воздухе независимо от уровня среднего напряжения оста-ется постоянным, а в воде зависит от уровня среднего напряжения, причем с его увеличением (до 16 кгс/мм ) увеличивается. Это, по-видимому, объясняется тем, что при испытании на воздухе образцы работают с трещиной 10—30% времени от общей долговечности, а в коррозионной среде — до 90%. Развитие усталостных трещин под действием растягивающего среднего напряжения ускоряется. Поэтому пред- [c.71]

Многоступенчатые испытания. Нагружение в несколько ступеней, отличающихся амплитудами и средними напряжениями, которые однако остаются постоянными на каждой ступени. Используются только в особых случаях (например, при изучении развития повреждений, влияния последовательности нагружений, в случае ускорен- [c.126]

Машинные методы испытаний основаны на доведении металла зоны термического влияния или шва сварных образцов до образования холодных треш ин под действием растягивающих напряжений от внешней постоянной нагрузки. Для испытаний применяют машины с устройством для длительного поддержания заданной нагрузки по ГОСТ 15533-80 и ГОСТ 28840-90, а также другие машины, обеспечивающие плавность нагружения среднюю скорость нагружения до заданной нагрузки не более 10 МПа/с, постоянство нагрузки в течение всего периода испытаний, равного 20 ч. [c.197]

В большинстве случаев вязкость разрушения Ki в упругопластической среде характеризует начало локально неустойчивого (нестабильного) развития трещины. Если состояние тонкой структуры устойчиво, то развитие трещины в таких случаях будет скачкообразным (т. е. вслед за интервалом быстрого развития трещины при постоянной внешней нагрузке следует период стабильного роста трещины при увеличении внешней нагрузки и т. д.). Если число скачков достаточно велико, т. е. велик линейный размер подросшей трещины при выполнении условия тонкой структуры, то устанавливается некоторое среднее влияние предыстории, так что можно говорить о том, что коэффициенты интенсивности напряжений в момент начала нестабильного движения трещины и в момент ее остановки постоянны для данного материала (но, вообще говоря, различны, причем Ki в начале движения, очевидно, больше, чем Ki в момент остановки). [c.259]

Влияние среднего (постоянного) напряжения цикла (ст т ) на сопротивление металлов усталости заключается в том, что с ростом средних растягивающих напряжений предельная амплитуда цикла (Та (пред) уменьшнется, а с ростом средних сжимающих напряжений Оа (пред) увеличивается (рис. 8). Количественно эта закономерность выражается в виде коэффициентов влияния асимметрии цикла [c.15]

При напряжениях, постоянных во времени, коэффициент а достаточно хорошо характеризует прочность детали, изготовленной из хрупкого материала однородной структуры (например, из инструментальной стали). При достижении местными напряжениями а акс величины, равной Оа, произойдет разрушение детали. Для деталей, изготовленных из пластичных материалов, влияние концентрации напряжений при постоянной нагрузке оказывается меньшим, чем это определяется коэффициентом а . В этом случае, после того, как напряжения Омакс достигнут предела текучести, рост их прекращается, материал в точках т начинает течь . Дополнительная нагрузка воспринимается средними волокнами, напряжения в них растут. Процесс роста напряжений в средних голокнах продолжается до тех пор, пока не прекратится течение [c.200]

При отсутствии токов как в обмотках возбуждения, так и в обмотках управления якорь может зани-иать любое крайнее положение, так как в этом случае среднее положение якоря ничем не фиксируется и является неустойчивым. Если же в обмотки возбуждения подано постоянное напряжение,,,, то в магнитной системе появляются постоянные магнитные потоки. Проходя по магнитопроводу, якорю, рабочим и паразитному зазорам эти магнитные потоки образуют два отдельных замкнутых контура. При равенстве магнитных потоков якорь занимает устойчивое среднее положение и обладает восстанавливающим моментом электромагнитной упругости, пропорциональным углу отклонения якоря. Если под влиянием внешних сил якорь сместится из среднего положения, то после прекращения их действия якорь вновь вернется к среднему положению. Таким образом, действие катушек возбуждения может рассматриваться как действие электрической пружины, удерживающей якорь в среднем положении при отсутствии управляющего сигнала. [c.313]

Систематическим изучением влияния вида девиатора напряжений на сопротивление пластическому деформированию занимался Ю. И. Ягн с сотрудниками. Испытания образцов в виде кубиков [507] проводились на специальном механическом реверсе (одноосное растяжение, одноосное, двухосное и трехосное сжатие), Испытания, проведенные при постоянном значении отношения среднего нормального напряжения к интенсивности напряжения, показали, что кривые аг е01 полученные при различных значениях д,сг, не совпадали. Эти кривые располагались по-разному. Прп испытании бронз на двухосное и трехосное сжатие нижняя кривая соответствовала параметру [д,а = —0,5. Этот результат, однако, авторы работы [300 ] связывают как с нестабильностью структуры бронз, так и со спецификой испытаний на сжатие. При испытании трубчатых образцов из технически чистого никеля [300], подвергнутых действию растягивающей силы, крутящего момента и внутреннего давления в различных сочетаниях, были качественно подтверждены результаты опытов Дэвиса [130] — увеличение абсолютного значения параметра соответствовало более высокому расположению кривых. Изменение сопротивления пластическому деформированию с изменением можно найти также в опытах Марина [588], Осгуда и Вашингтона [610], Френкеля [554]. [c.286]

Магнитные свойства и строение вещества. Как известно электрон обладает спиновым и орбитальным магнитными моментами. Геометрически складываясь моменты электронов создают результирующий магнитный момент атома М. Суммарный магнитный момент в единице объема, именуемый намагниченностью J, когда вещество не было намагничено и внешнее поле отсутствует, равняется нулю. Под воздействием магнитного иоля со средней напряженностью внутри тела, равной Н, намагниченность J = %Н, где х— магнитная восприимчивость. Намагниченность определяет величину магнитной индукции В = В + + %Н. Магнитные свойства вещества характеризует также относительная магнитная проницаемость х = 1 -10 гн м — магнитная постоянная вакуума. В зависимости от величины и знака магнитной восприимчивости вещества могут быть диамагнитные (Х<0), парамагнитные и ферромагнитные (х>>0). Рассмотрим две последние группы веществ. В парамагнитных веществах у атомов имеются магнитные моменты, однако иод влиянием теплового движения эти моменты располагаются статистически беспорядочно вдоль магнитного поля удается ориентировать лишь примерно одну десятитысячную процента всех спинов. В результате магнитная восприимчивость X мало отличается от нуля, а магнитная проницаемость парамагнитных материалов немногим больше единицы. К парамагнитным принадлежат некоторые переходные металлы, а также щелочные и щелочно-земельные металлы. Ферромагнитные материалы обладают весьма большой магнитной восприимчивостью, может достигать значений порядка 10 , после снятия поля сохраняется остаточная намагниченность. Ферромагнитные свойства при нагревании наблюдаются лишь до некоторой температуры 0, отвечающей точке Кюри — переходу нз ферромагнитного в парамагнитное состояние. Значение 0 для железа 769° С, для кобальта 1120° С, для никеля 358 С. При температурах Т G в отсутствие внешнего поля ферромагнетик состоит из микроскопических областей — доменов, самопроиз- [c.226]

Эрозия. Дуга между контактами может вызвать перекос металла с образованием игл, наростов и кратеров на контактах, может сопровождаться испареинем и разбрызгиванием металла. Эти явления называют эрозией. Эрозия - связана с полярностью контактов и поэтому выражена более явно при постоянном токе, чем при переменном. При слабых токах н низких напряжениях эрозия обусловлена возникновением жидкого мостика или короткой дуги между контактами. Короткая дуга является бесплазменной, так как в этом случае не происходит ионизация газа в искровом промежутке. При этом обычно имеет место тонкий перенос металла с анода на катод и образование на нем игл. Плазменная дуга световая между контактами возникает при, более сильных токах. Наименьшие значения тока и напряжения, при которых образуется такая дуга, -определяются так называемой предельной кривой дугообразованпя для данного материала (рис. 22.2). В точках, лежащих выше и правее предельной кривой, размыкание контактов сопровождается образованием плазменной дуги. Эрозия при этом может иметь двоякий характер. При средних нагрузках происходит распыление катода под влиянием бомбардировки его положи- [c.292]

На основании изложенного можно сделать вывод, что изменение сопротивления материала пластическому деформированию существенно влияет на скорость распространения пластической ударной волны в области малых упруго-пластических деформаций. Скорость ударной волны равна гидродинамической только в частном случае идеальной упруго-пластической среды с нулевым упрочнением либо среды с постоянным уровнем средних напряжений аср = роепл/е в процессе деформации по реализуемому при прохождении ударной волны законе деформации. В ударной волне реализуется наиболее высокая скорость деформации при данной интенсивности волны, сохраняющаяся при распространении волны. Влияние поведения материала под нагрузкой на распространение ударной волны подтверждается численными расчетами при использовапии различных реологических моделей материала [84]. [c.167]

Анализ экспериментальных результатов по влиянию основных параметров на процесс позволил с определенной долей условности, зависящей от соответствующих допусков, на плоскости р — Т (Р — либо е, либо а) выделить три основные зоны малых скоростей деформирования 10 % Р < Р (Т), средних скоростей Р (Т) < Р 10 и больших скоростей р 10 с . Влияние скорости деформирования в первой зоне объясняется реологическими эффектами (ползучестью). Вторая зона характеризуется относительно слабым влиянием скорости деформирования. Влияние скорости деформирования в третьей зоне объясняется наличием динамических эффектов. Наиболее детальные исследования характеристик процесса при лучевых путях нагружения (для траекторий малой кривизны) проведены в средней зоне. Большое количество экспериментальных работ посвящено исследованию процесса ползучести при постоянных и меняющихся (в том числе и знакопеременных) нагрузках в случае одномерного напряженного состояния (растяжение — сжатие стержней). Влияние скорости деформации на зависимость между напряжениями и деформациями в третьей зоне при динамических скоростях нагружения также привлекло серьезное внимание. Однако большие трудности измерения соответствующих величин в динамических процессах и необходимость прив.лечепия различных модельных представлений для расшифровки результатов эксперимента привели к тому, что в настоящее время, несмотря на большое количество экспериментальных результатов, отсутствует достаточно надежная методика построения динамической диаграммы а — е. Таким образом, перспектива последующих экспериментальных исследований заключается в следующих основных направлениях [c.140]

Недостатком теории наибольших касательных напряжений, бросающимся сразу в глаза, является то обстоятельство, что она совершенно не учитывает влияния на работу материала среднего по величине главного напряжения. Выходит, что при постоянных наибольшем ffi и наименьшем сгз главных напряжениях мы можем, не изменяя условий работы материала, как угодно менять величину среднего напряжения лишь бы оно было меньше Oi и больше Стз. Это обстоятельство представляется сомнительным, и опыты подтверждают, что величина напряжения все же оказывает влияние на прочность материала. Недооценивается этой теорией и опасность наруитения прочности элементов, испытывающих примерно равные растягивающие напряжения в трех главных направлениях. К этому нужно добавить, что в соответствии с этой теорией напряженные состояния в элементарных объемах, выделенных у наклонных плош,адок (см. рис. 54, а и б), должны быть равноопасны, если касательные напряжения на этих площадках равны друг другу. С увеличением текучесть и разрушение материала в этих элементах объема должны начинаться одновременно. Опыты показывают, что для материалов, у которых сопротивление сжатию выше сопротивления растяжению, напряженное состояние в случае а, когда на площадке, где возникает касательное напряжение, имеется растягивающее нормальное напряжение, будет более опасным, чем в случае б, когда на площадке с т нормальное напряжение оказывается сжимающим. Элемент. материала при росте напряжения То начнет течь или разрушаться в случае а раньше, чем в случае б. Таким образом, на прочность материала влияет не только касательное наиряженне, но и действующее по той же площадке нормальное напряжение. Это обстоятельство учитывается рассматриваемой ниже теорией Мора (1900 г.). [c.137]

Режим нагружеяня. Стремление учесть влияние случайного нагружения на характеристики сопротивления усталостному разрушения металла сделало необходимым проведение лабораторных испытаний при различных режимах изменения напряжений. Режимы лабораторных испытаний на усталость можно подразделить на стационарные, монотонного увеличения или уменьшения нагрузки, блочного и случайного нагружения. При стационарном режиме (гармоническом, бигармоническом, треугольном, трапецеидальном и др.) закон изменения а в пределах одного хщкла остается постоянным до разрушения. При монотонном нагружении амплитуда или среднее напряжение плавно или ступенчато изменяется до разрушения детали. Блочное нагружение осуществляется ступенчатым (рис. 11.5.) или непрерывными блоками, которые периодически повторяются вплоть до разрушения. При случайном нагружении последовательность ступеней или единичных значений амплитуд и средних напряжений цикла изменяется случайным образом. Наиболее часто влияние случайного характера приложения нагрузки на долговечность материалов оце1ЕИвается по результатам испытаний конструкционных элементов или образцов при использовании блоков, отображающих статистические закономерности случайного нагружения. [c.292]

В безразмерной форме влияние предшествующего нагружения на поведение различных элементов авиационных конструкций из алюминиевых сплавов приведено на рис. 15.14. Во всех случаях усталостные испытания проводились при пульсирующем растяжении с растягивающими средними напряжениями в пределах от 8,40 до 14,00 кГ1мм и переменными напряжениями в пределах от 2,66 до 5,45 кГ1мм . Результаты постоянно показывают благоприятность предшествующей растягивающей нагрузки, увеличивающей в некоторых случаях срок службы в 100 раз. Напротив, сжимающая предшествующая нагрузка вредна, она понижает срок службы в десять и более раз. На сжатие испытывались только образцы с поперечным отверстием, так как другие элементы, такие как лонжероны фермы, будут разрушаться от потери устойчивости. [c.422]

Анализ влияния напряжения на величину U выявляет довольно сложную картину. В интервале напряжений (0,1- 0,7) сТр при действии относительно нейтральных сред для ПММА и ПВХ наблюдается снижение величины U с ростом напряжения. При напряжениях (0,8-4-0,9) СТр происходит некоторое повышенке U с увеличением а. В случае действия достаточно активных сред (ПММА — дихлорэтан) значение энергии активации уже при а (0,2 -4-0,3) 0р остается примерно постоянным и мало зависит от напряжения. Указанные факты подтверждают изложенные выше соображения о различии механизма влияния разных видов сред на кинетику процесса разрушения при изменении напряжений в определенном интервале. В целом, значения кажущейся энергии активации разрушения для исследованных систем полимер—среда изменяются в пределах от 8—16 до 105— 125 кДж/моль. Наименьшие значения U соответствуют ПММА в средах, в которых полимер растворяется или значительно набухает и для которых величина U практически не зависит от напряжения (дихлорэтан, уксусная кислота и др.). Наибольшие значения энергии активации имеют системы ПММА—вода, ПВХ—вода, уксусная кислота и дибутилфталат в области малых напряжений. Другие исследованные системы, особенно при средних и больших напряжениях, занимают промежуточное положение. [c.148]

Впоследствии Спилкер и др. 120, 21 ] предложили упрощенную гибридную модель, считая, что деформации по толщине всей пластины распределяются линейно, как в модели Тимошенко— Миндлина. Таким образом, учитывается влияние поперечного сдвига, но пренебрегается искажением поперечного сечения. В этом подходе продольные напряжения в плоскости пластины выражаются через С и принимается распределение деформаций типа Тимошенко—Миндлина, а напряжения в плоскости поперечного сечения пластины определяются интегрированием континуальных уравнений равновесия. При этом для вычисления постоянных интегрирований используются условия непрерывности компонент напряжений на границах слоев. Такая гибридная модель, не учитывающая искажение поперечного сечения, правильно описывает поведение тонких пластин и дает удовлетворительные результаты для пластин средней толщины ). [c.420]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...