Образование усталостной трещины

Уменьшить влияние состояния поверхности на усталость можно соответствующими технологическими методами обработки, приводящими к Упрочнению поверхностных слоев. К числу таких методов относятся наклеп поверхностного слоя путем накатки роликом, обдувки дробью и т. п. химико-термические методы — азотирование, цементация, цианирование термические — поверхностная закалка токами высокой частоты или газовым пламенем. Указанные методы обработки приводят к увеличению прочности поверхностного слоя и созданию в нем значительных сжимающих остаточных напряжений, затрудняющих образование усталостной трещины, а потому влияющих на повышение предела выносливости. [c.608]

Как показывают многочисленные опыты, предел выносливости при симметричном цикле растяжения-сжатия олр оказывается на 2 -30% ниже, чем предел выносливости, полученный при изгибе а-1. Это объясняется тем, что при растяжении и сжатии напряжения во всех точках поперечного сечения одинаковы, т.е. весь материал детали одинаково нагружен. При изгибе же напряжения распределяются неравномерно по сечению наибольшие напряжения имеют место лишь в крайних волокнах, а остальная часть материала. менее нагружена, что снижает[вероятность образования усталостной трещины. [c.60]

Обратное влияние оказывает линейная протяженность L очага концентрации. Чем больше X, тем большее число кристаллитов находится в зоне повышенных напряжений и вероятность образования усталостной трещины возрастает. Например, для стержня, показанного на рис. 12.20, L = ird, а [c.492]

Обратное влияние оказывает линейная протяженность L очага концентрации. Чем больше величина L, тем большее число кристаллитов находится в зоне повышенных напряжений и возрастает вероятность образования усталостной трещины. Например, для стержня, показанного на рис. 417, L=nd, а для стержня прямоугольного сечения, имеющего две канавки (рис. 418), L=2t. [c.401]

Сопротивление усталости — свойство материала противостоять процессу постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящему к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению. Критерием сопротивления усталости является предел ограниченной выносливости — максимальное по абсолютному значению напряжение цикла, соответствующее задаваемой циклической долговечности. Циклическая долговечность оценивается числом циклов напряжений или деформаций, выдержанных нагруженным объектом до образования усталостной трещины определенной протяженности или до усталостного разрушения. [c.222]

С момента образования усталостной трещины до полного разрушения. [c.237]

Трещины в лопатках двигателя НК-8-4 зарождались на расстоянии 121-177 мм от подошвы замка, а двигателя НК-8-2у — на расстоянии 1 OS-165 мм. Это могло сказаться в рассеянии наработки лопаток к моменту образования усталостных трещин, с учетом того факта, что период роста усталостной трещины пренебрежимо мал по сравнению с периодом зарождения трещины (менее 10 %). Выполненный анализ показал, что наработка лопаток на момент обнаружения трещин и/или к моменту разрушения лопаток не зависит от места за- [c.618]

Напряжением равной поврежденности сГр.п называют напряжение, при котором до образования усталостной трещины и ее развития требуется одинаковое число циклов Np.n=Nxt=Ni = 0,b N, где jVp.n —долговечность, соответствующая напряжению равной поврежденности. [c.37]

Не установлено влияния глубины язв на образование усталостной трещины не всегда степень снижения усталостной прочности пропорциональна размерам внешнего поражения фреттинг-коррозией. [c.139]

Рассмотренные закономерности малоциклового и длительного циклического деформирования и разрушения относятся к стадии до момента образования усталостной трещины. Вместе с тем в ряде случаев важным при обеспечении требуемой долговечности является эксплуатация конструкции на стадии распространения малоцикловой трещины. Названные вопросы в настоящее время интенсивно развиваются на основе подходов механики упругопластического разрушения. Переход к расчетам на стадии распространения трещин, внедрение в практику методов оценки выработки ресурса позволят выполнять контроль прочности ответственных конструкций по состоянию в эксплуатации. [c.277]

Циклическая вязкость разрушения К с—коэффициент интенсивности напряжений — в условиях плоской деформации в начале нестабильного роста трещины принята за показатель стойкости материала против хрупкого разрушения. Эта величина служит сравнительной характеристикой и может быть использована для расчетов с целью установления критических нагрузок и длин (глубин) трещин. С физической точки зрения К с отражает перераспределение напряжений в материале образца вследствие образования усталостной трещины, характеризуя величину усилий, передающихся через область у ее вершины. Циклическая вязкость разрушения, определяющая предельное состояние металла, является функцией межатомной связи и размера пластической деформации у вершины усталостной трещины критической длины. [c.111]

Установление на основе анализа ряда исследований этой особенности распределения остаточных напряжений позволило И. В. Кудрявцеву предложить следующую схему перераспределения напряжений при образовании усталостной трещины (рис. 10), объясняющую остановку развития усталостной трещины в этом случае. Если представить эпюру распределения остаточных напряжений в поверхностно наклепанной детали с концентратором напряжений кривой 1 (рис. 10, а), а эпюру распределения растягивающих напрял<ений от внешней нагрузки — кривой 2, то эпюра суммарных напряжений изобразится кривой 3. Суммарные напряжения в этом случае имеют максимум у вершины концентратора. Возникновение усталостной трещины при таком характере распределения суммарных напряжений и распространение ее на глубину h вызовут перераспределение напряжений (рис. 10,6). Эпюра остаточных напряжений (кривая /) останется без изменения, так как появившаяся трещина, полностью лежащая в области сжимающих напряжений, не вызовет разгрузки прилегающей к ней зоны. Растягивающие напряжения от внешней нагрузки будут сняты на всей глубине /г трещины, а максимум их переместится к вершине трещины (кривая 2). Перераспределение суммарных напряжений (кривая 3) приводит к тому, что их величина у вершины трещины оказывается существенно более низкой, чем соответствующее суммарное напряжение у вершины концентратора до появления трещины. Иными словами, напряженное состояние в опасной зоне с образованием трещины становится более благоприятным, чем до ее образования. [c.25]

На основе полученных отношений можно построить полную теоретическую диаграмму зависимости предельных напряжений образования усталостной трещины и разрушения от теоретического коэффициента концентрации напряжений для любой асимметрии цикла нагружения (рис. 25). Кривая 1 (гипербола) соответствует полному проявлению теоретической концентрации напряжений од/осг и является границей образования усталостной трещины кривая 2, построенная по уравнениям (11) или (13) с заменой значений о на Ка, является линией разрушения для докритических значений а (до точки Л) кривые 3 vi 4 характеризуют предельные разрушающие напряжения в области существования нераспространяющихся усталостных трещин. Эту кривую можно построить с использованием уравнения для определения эффективного коэффициента концентрации напряжений в вершине надреза или трещины [c.57]

Влияние асимметрии цикла нагружения. Одним из основных параметров циклического деформирования, оказывающим существенное влияние на сопротивление усталости материалов, является асимметрия цикла нагружения. Это влияние можно наблюдать на обеих стадиях усталости до образования усталостной трещины и при ее развитии. В общем случае увеличение коэффициента асимметрии цикла нагружения приводит к более раннему возникновению усталостных трещин и уменьшению скорости их развития. С увеличением асимметрии цикла нагружения увеличивается также пороговое значение амплитуды коэффициента интенсивности напряжений, ниже которого не происходит роста усталостных трещин. [c.88]

Испытания таких же образцов при напряжениях ниже предела выносливости по разрушению приводят к образованию усталостной трещины, развитие которой происходит в два этапа интенсивный и стабильный. Причем с увеличением уровня нагружений (вплоть до предела выносливости по разрушению) претерпевает изменение в основном первый этап развития трещины второй этап в этих условиях характеризуется столь малой скоростью, что практически такие трещины можно отнести к нераспространяющимся. [c.163]

Исследования Института электросварки им. Е. О. Патона показали, что в доброкачественных соединениях, даже в случае высоких растягивающих остаточных напряжений, образование усталостных трещин начинается только после 0,2—0,4 общего числа циклов, потребного для полного разрушения сварного элемента или крупномасштабного образца. Если за критический размер усталостной трещины принять ее глубину, равную 2—3 мм (с учетом невозможности перехода такой трещины в хрупкую при наиболее неблагоприятных условиях изготовления и эксплуатации сварной конструкции [41), то в этом случае стадия развития составляет меньшую долю, чем стадия зарождения и начала образования макротрещины. [c.186]

Образованию грубых полос скольжения предшествует выход отдельных дислокаций на поверхность металла. С увеличением циклической наработки количество таких дислокаций возрастает и они скопляются вдоль плоскостей скольжения. В тех объемах металла, где достигается высокая их плотность, наблюдается развитие широких полос скольжения и образование усталостной трещины. Значение критической плотности дислокаций, при достижении которой возникают нарушения сплошности металла, пока не удается определить экспериментально. Приближенным методом подсчитано, что оно составляет примерно 5 10 — 10 см-2 [67]. [c.32]

Природа усталостного разрушения достаточно сложна. Она обусловлена особенностями молекулярного и кристаллического строения вещества. Образование усталостных трещин и их дальнейшее развитие происходит в объемах тела, соизмеримых с размерами кристаллических зерен, а характер разрушения тесно связан со структурой материала. Поэтому схема сплошной среды, с успехом используемая при решении всех задач механики деформируемого тела, в данном случае может иметь лишь ограниченное применение. [c.99]

Таким образом, показатель циклической вязкости не обладает преимуществами по сравнению с оценкой по напряжениям- первого рода. И напряжения первого рода, и рассеяние энергии являются лишь показателями среднего состояния. Они являются характеристикой того общего фона, на котором с большей или меньшей вероятностью возможно образование усталостной трещины. [c.103]

На предел выносливости стали влияет также состояние поверхности образца. Поэтому к качеству поверхности рессорно-пружинной стали предъявляются повышенные требования (см. табл. 1), так как наружные дефекты могут являться концентраторами напряжений и причиной образования усталостных трещин. Обезуглероживание поверхности также существенно снижает усталостную прочность стали, и в стали, предназначенной для деталей ответственного назначения, общая глубина обезуглероженного слоя (чистый феррит + переходная зона) регламентируется. Предел выносливости рессор и пружин в значительной степени повышается после дробеструйной и гидроабразивной обработки, создающей наклеп, несмотря на снижение чистоты поверхности. [c.418]

Чаще всего причиной поломки зубьев является образование усталостных трещин в корне зуба, где возникают наибольшие напряжения изгиба и где вследствие относительно небольшого радиуса выкружки и наличия рисок от инструмента происходит значи- [c.241]

При действии переменных напряжений вплоть до начала образования усталостной трещины напряженное состояние остается обычно в пределах упругости, и несущая способность определяется из условий возникновения усталостного разрушения в наиболее напряженных объемах детали. [c.451]

Испытания показали, что трубопроводы с шероховатостью внутренней поверхности 10—12 мк в условиях пульсирующего давления выдерживали не более 2,5- 10 циклов нагружения, а трубопроводы с шероховатостью 15—18 жк в 2,5 раза меньше [16] при этом существенное влияние на долговечность трубопроводов оказывает характер самой шероховатости. Более заостренные впадины в большей мере способствуют образованию усталостных трещин. [c.141]

Рис. 129. Разрез корпуса золотникового крана в плоскости образования усталостной трещины

Если галтель выполняют двумя и более радиусами (рис. 3.7), большим радиусом должна быть описана та часть галтели, где напряжение наибольшее (например, в месте начала образования усталостной трещины при поломке). [c.123]

Этот способ может быть использован для определения как характеристик сопротивления образованию усталостной трещины заданного размера, так и характеристик сопротивления усталостному разрушению. [c.182]

Переменное деформирование конструкционного элемента за пределами упругости ведет к довольно быстрому накоплению усталостных повреждений, далее — к образованию усталостной трещины и ее росту, и, наконец, — к разрушению в интервале до 10 циклов. Эти явления повреждаемости материала при конечных знакопеременных деформациях получили, как было сказано выше, название малоцикловой усталости. [c.372]

N -число циклов напряжений или деформаций, выдержанных нагруженным объектом до образования усталостной трещины определённой протяжённости или до усталостного разрушения [c.15]

Циклическая долговечность — число циклов напряжений или деформаций, выдержанных нагруженным элементом (деталью) до образования усталостной трещины определенных размеров или до полного разрушения. Ресурс Т — время работы элемента конструкции до его разрушения, определяемое через, [c.413]

По результатам усталостных- испытаний силовых элементов и натурной конструкции определяются места расположения очагов образования усталостных трещин и траектории их развития. При отсутствии результатов усталостных испытаний натурной конструкции очаги образования трещин определяются расчетом или на основе экспертных оценок, исходя из условий получения максимально неблагоприятного (по условиям прочности и контролепригодности) вида разрушения этого элемента. [c.422]

Во-первых, за счет повышения прочности поверхностного слоя и, во-вторых, за счет возникновения в поверхностном слое остаточных сжшшюгща напряжений, препятствующих образованию усталостной трещины. [c.225]

Основное преимущество трехслойной композиции перед обычными высоко-оловянистыми или свинцовистыми баббитами в более высоком сопротивлении образованию усталостных трещин. Сцепление баббита с металлокерамическим скелетом в случае трехслойной композиции гораздо больше, чем с ровной стальной поверхностью при обычной заливке. Неровности рельефа медноникелевогл <желета препятствуют распространению усталостных трещин. Металлокерамнче-ский подслой (свинцовистая бронза) сам по себе является материалом с очень высокими антифрикционными свойствами. Поэтому можно значительно снизить толщину баббитового слоя (до 20—75 мк), так как обнажение металлокерамического подслоя при износе или вследствие прогиба вала не связано с вредными последствиями и повысит усталостную прочность. [c.589]

Инициатором образования усталостной трещины в картере послужил литейный дефект в виде окисных плен и скопления рыхлот (рис. 13.3). Дефект располагался под поверхностью и едва выходил наружу. Зона дефекта в плоскости уста.лостно-го излома составила около 2 мм в диаметре. Распространение трещины было устойчивым на всем этапе формирования излома. В нем были хорошо различимы усталостные линии, которые отражают однотипное (регулярное) нагружение картера в эксплуатации с повторяющимся блоком нагрузок от полета к полету (рис. 13.4). Этот факт позволил провести оценку длительности роста трещин [c.666]

Реально, в каждом конкретном случае, действует некоторое сочетание факторов, совместное влияние которых приводит к усилению или ослаблению вероятности превращения возникшей усталостной трещины в нераспространяющуюся. При этом в различных ситуациях главное определяющее влияние могут оказывать различные факторы. Так, при изгибе с вращением цилиндрических деталей с резкими выточками главным фактором является радиус при вершине концентраторов напряжений, определяющий градиент напряжений в зоне образования усталостной трещины. При нагрун<ении знакопеременным круче- [c.69]

Испытания на усталость проводили по специальной методике, состоящей в применении многонадрезанных образцов. Эта методика дает возможность одновременно исследовать несколько характеристик сопротивления усталости, а испытание одной серии образцов позволяет получить кроме обычной кривой усталостного разрушения кривую трещинообразования. По этим кривым для каждой серии образцов определяли предел выносливости разрушению (максимальную амплитуду цикла, не приводящую к разрушению) и предел выносливости по трещинооб-разованию (максимальную амплитуду цикла, не вызывающую образования усталостной трещины). [c.145]

Несущая конструкция стрелы не должна работать с усталостиоГг трещиной в связи с характером ее эксплуатации и возможными последствиями аварии. С.ледовательно, стрелу надо нроектировать только на период до образования усталостной трещины, период развития трещины не учитывать. [c.371]

Сварные двутавровые балки широко применяют в подкрановых балках, мостах и других строительных сооружениях, работающих в условиях циклических нагрузок, приводящих нередко к разрушениям. Основное внимание при испытании подкрановых балок уделяют изучению причин образования усталостных трещин в верхней зоне стенки под местной нагрузкой катков крана и разработке мероприятий, способствующих повышению вибрационной прочности стенки. При испытании мостовых балок определяют предел выносливости двутавра в зонах приварки поперечных ребер жесткости, угловых фасонок поперечных связей, поперечных стыковых швов горизонтальных поясных листов переменного сечения, а также изучают различные способы обработки сварных швов, сравнивают пределы вынослн-вости балок из углеродистой и низколегированной стали. [c.332]

Поломка зубьев. Частой причиной поломки зубьев является образование усталостных трещин у корня зуба, где возникает наибольшее напряжение от изгиба. Эти трещины при нер.еверсивной нагрузке обычно начинаются на рабочей стороне зуба и постепенно развиваются в глубину в направлении, перпендикулярном к выкружке, а также вдо.гть зуба до тех пор, пока зуб не ослабнет настолько, что потеряет способность выдерживать приложенную нагрузку. У длинных зубьев, в особенности у косых и шевронных, обычно выла.мывается край зуба. Поломку, происшедшую от усталостных трещин, обычно можно легко (этличить от аварийной поломки, вызванной внезапным приложением чрезмерной нагрузки, так как на поверхности излома обнаруживаются следы 7юстепенного распространения усталостной трещины. [c.6]

Наличие на поверхности напряжений сжатия затрудняет образование усталостных трещин, приводит к повышению предела выносливости и живучести. Для повышения предела выносливости и уменьшения влияния концентраторов напряжении широко применяют закалку при индукционном нагреве, химико-термн- [c.318]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...