Чувствительность чугунов к концентрации напряжений

Для хрупких материалов с неоднородной структурой (чугуны) коэффициент Ks при статических нагрузках не учитывают и расчет допускаемых напряжений можно вести по формуле (5). Опытами установлена пониженная чувствительность чугунов к концентрации напряжений, что объясняется наличием графитовых включений, имеющихся в этих материалах, а также рядом других факторов, еще недостаточно изученных. В практике расчета деталей машин наиболее часто встречаются не постоянные, а переменные нагрузки по симметричному и асимметричному циклам. [c.27]

Для изготовления фасонных валов (коленчатых, с большими фланцами и отверстиями, других тяжелых валов) наряду со сталью применяют высокопрочные чугуны (с шаровидным графитом) и модифицированные чугуны. Меньшая прочность чугунных валов в значительной степени компенсируется более совершенными формами валов (особенно коленчатых), пониженной чувствительностью чугуна к концентрации напряжений, меньшей чувствительностью (вследствие меньшего модуля упругости) в многоопорных валах к неточному расположению опор и меньшей дополнительной динамической нагрузкой ввиду повышенной демпфирующей способности. [c.35]

При указанных величинах запасов прочности поломок коленчатых валов в условиях эксплуатации не наблюдалось. Надежность чугунных валов при относительно малых запасах прочности объясняется меньшей чувствительностью чугуна к концентрации напряжений, более равномерным распределением напряжений по объему и его повышенными демпфирующими свойствами. [c.466]

Чувствительность металла к концентрации напряжений у крупнозернистых сталей меньше, чем у мелкозернистых. Металлы и сплавы с неоднородной структурой, такие как, например, серый чугун, имеют пониженную чувствительность к концентрации напряжений вследствие того, что структурная неоднородность является внутрен- [c.602]

В тех случаях, когда экспериментальные данные по определению эффективного коэффициента концентрации напряжений отсутствуют, а известны значения теоретического коэффициента концентрации напряжений, можно использовать для определения Ка следующую эмпирическую формулу Ка= - -д (а — 1), где д — так называемый коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений легированных сталей значение д близко к 1. Для конструкционных сталей в среднем серого чугуна значение д близко к нулю. Иначе говоря, серый чугун нечувствителен к концентрации напряжений. Более подробнее данные относительно д для сталей приведены на рис. VII. 12, Влияние абсолютных размеров поперечного сечения детали. Опыты показывают, что [c.316]

Для углеродистых сталей q 0,6 0,8, а для чугуна ц = 0, т. е. чувствительность металла к концентрации напряжений у крупно- [c.350]

Чувствительность металла к концентрации напряжений у крупнозернистых сталей меньше, чем у мелкозернистых. Металлы и сплавы с неоднородной структурой, такие как, например, серый чугун, имеют пониженную чувствительность к концентрации напряжений вследствие того, что структурная неоднородность является внутренним источником концентрации напряжений и снижает предел выносливости гладких образцов, поэтому внешние концентраторы уже мало снижают предел выносливости. [c.667]

Рис. 6.9. Чувствительность S.G. чугуна к концентрации напряжений.

Значение коэффициента чувствительности для различных материалов приводятся в справочной литературе. Так для высокопрочных сталей 1, для углеродистых сталей q = 0,6 0,8, для чугуна q = 0. Следовательно, чем прочнее материал, тем чувствительнее он к концентрации напряжений. [c.305]

Местные изменения формы и размеров сечений. Отверстия, выточки и прочие нарушения формы и размеров сечений вызывают резкое и значительное изменение картины распределения нанря жений и деформаций. Однако это возмущение носит местный характер и на напряженное и деформированное состояние стержня в целом влияет незначительно. Поэтому, определяя прогибы и углы поворота сечений, отверстия и прочие нарушения не учитывают. При расчете на прочность касательные напряжения не принимают во внимание, а основное условие прочности записывают для опасной точки, расположенной в одном из ослабленных сечений, так как здесь может иметь место концентрация напряжений ( 65). В зависимости от чувствительности материала к концентрации условия прочности будут иметь различный вид, а именно для высокопластичных материалов (малоуглеродистых сталей, меди, алюминия) и хрупких неоднородных материалов (чугунов) концентрацию можно не учитывать и условие прочности записывать в обычном виде [c.296]

Повышение механических свойств чугунов позволяет применять их вместо сталей для деталей, работающих в условиях значительных переменных напряжений. Характерным примером таких деталей являются коленчатые валы двигателей многих современных тракторов и автомобилей, В коленчатых валах пониженные механические свойства чугунов по сравнению с таковыми для термически обработанных сталей компенсируются более совершенной формой литых валов, существенно меньшей чувствительностью к концентрации напряжений, большим демп- [c.27]

Величина q зависит в основном от свойств материала. Так, например, можно считать, что для высокопрочных легированных сталей величина д близка к единице (материал обладает полной чувствительностью к концентрации напряжений). Для конструкционных сталей в среднем q = 0,6... 0,8, причем более прочным сталям соответствуют большие значения д. Для серого чугуна величина q близка к нулю (материал нечувствителен к концентрации напряж е-ний). Объясняется это тем, что крупные зерна графита, содержащиеся в структуре чугуна, уже сами по себе являются такими очагами концентрации, по сравнению с которыми геометрические особенности детали теряют свое значение. [c.94]

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]

Высокая циклическая вязкость (благодаря наличию в структуре чугуна графита), мало чувствительны к концентрации напряжений, ударная вязкость возрастает при температуре выше 200° С, Обрабатываемость резанием удовлетворительная, свариваемость плохая. При малых скоростях охлаждения отливки (толстостенной) прочность снижается. Требования к прочности обуславливаются в ТУ. [c.46]

Наблюдается противоположное влияние двух факторов неравномерность распределения напряжений снижает прочность стержня, а объемность напряженного состояния вызывает повышение прочности. Чем пластичнее материал, тем в большей степени сказывается влияние второго фактора. Малопластичные материалы (титановые сплавы, чугун и др.) весьма чувствительны к концентрации напряжений их несущая способность может снижаться (в отличие от пластичных материалов) даже при статических нагрузках. [c.138]

Чешуйки графита в чугуне являются источниками предельно высокой концентрации напряжений. При этом введение геометрической характеристики концентратора не дает в итоге той высокой концентрации напряжений, которая фактически существует. Следовательно, чугун с графитовыми включениями обладает необычайно низкой чувствительностью к концентрации напряжений, о чем свидетельствуют результаты, приведенные в табл. 6.7. [c.174]

Чувствительность литых чугунов с чешуйчатыми графитовыми включениями к концентрации напряжений [c.174]

Чувствительность чугуна с графитовыми включениями сферической формы к концентрации напряжений для образцов с [c.175]

Отверстия, выточки и прочие нарушения формы и размеров сечений вызывают резкое и значительное изменение закона распределения напряжений и деформаций. Однако это изменение носит местный характер и на прочность стержня в большинстве случаев влияет незначительно. Поэтому условие прочности записывают для опасной точки, расположенной в одном из ослабленных сечений, так как здесь может иметь место концентрация напряжений. В зависимости от чувствительности материала к концентрации условия прочности будут иметь различный вид. Для высокопластичных материалов (малоуглеродистых сталей, меди, алюминия) и хрупких неоднородных материалов (чугунов) концентрацию можно не учитывать и условие прочности записывать в обычном виде [c.151]

Tai HM образом, для углеродистых сталей, чугунов и легких сплавов с увеличением предела прочности до 900 МПа чувствительность к концентрации напряжений возрастает, для высокопрочных, легированных сталей и других сплавов, как это следует из данных,, приведенных на рис. 18, зависимость q—o имеет более сложный характер, и вывод о чувствительности к концентрации напряжений того или иного сплава необходимо делать на основе конкретных исследований с учетом технологии термической обработки и. изготовления образцов. [c.29]

Однако есть два вида материалов, которые не чувствительны к концентрации напряжений и не требуют учета местных напряжений Это — чугун и пластичная сталь. По своим механическим свойствам эти материалы резко отличаются друг от друга, и поэтому нечувствительность их к концентрации напряжений объясняется также совершенно различными причинами. [c.231]

С точки зрения эксплуатационных характеристик, литые чугунные валы обладают лучшей способностью гасить колебания и менее чувствительны к концентрации напряжений. [c.228]

Заготовки коленчатых валов изготовляют штамповкой из стали или отливают из модифицированного чугуна. Для изготовления коленчатых валов применяют углеродистые стали с временным сопротивлением 75—85 кГ/мм . Литые заготовки изготовляют из высокопрочного чугуна, легированного магнием. Такие заготовки, получен.чые методами прецизионного литья, имеют ряд преимуществ по сравнению со штампованными они обеспечивают более эффективное использование металла, лучше обрабатываются, мепее чувствительны к концентрации напряжений и имеют меньшую начальную неуравновешенность, что облегчает условия эксплуатации станков и инструментов. [c.195]

Чугун. Для изготовления сложных фасонных отливок наиболее дешевым материалом является чугун. Однако хрупкость чугуна ограничивает область его применения. Хрупкое разрушение деталей, явление нежелательное вообще, приобретает значительную опасность для газовой арматуры. При разрушении деталей из пластичных материалов имеется период пластических деформаций, в течение которого можно установить наступление опасного состояния материала. При хрупком разрушении эта возможность исключена, так как разрушение детали происходит неожиданно для обслуживающего персонала. Кроме того, хрупкие материалы хуже переносят динамические нагрузки, переменные температурные напряжения и температуры ниже —15° С, они также более чувствительны к концентрации напряжений и т.д. [c.36]

Для хрупких материалов неоднородной структуры (чугун) в связи с их пониженной чувствительностью к концентрации напряжений расчет проводят по номинальным напряжениям. [c.22]

Коленчатые валы чаще всего изготовляют из стали коваными или штампованными, а также из высокопрочного и модифицированного чугунов, которые отличаются достаточной прочностью, малой чувствительностью к концентрации напряжений, повышенной [c.364]

Различные материалы обладают различной чувствительностью к концентрации напряжений. Более хрупкие высокопрочные стали чувствительнее к эффекту концентрации напряжений, которая сильнее сказывается на снижении предела выносливости, а чугун, наоборот, малочувствителен к концентрации напряжений. В расчетах К, и X, следует брать из та- [c.295]

Материалы с большой структурной неоднородностью, например чугун, почти не чувствительны к концентрации напряжений (q 0). [c.81]

Здесь ц — так называемый коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений. Величина ц зависит в основном от свойств материала она возрастает с повышением предела прочности материала, но не может быть больше единицы (в этом преде-зьном случае теоретический и действительный коэффициенты концентрации равны между собой). Для деталей из серого чугуна 0, т. е. можно считать, что чугун практически нечувствителен к концентрации напряжений. [c.556]

Вероятно, чувствительность к концентрации напряжений возрастает при увеличении размера концентратора. Фактически от концентраторов с большим радиусом закругления в точке максимума напряжений следует ожидать абсолютной чувствительности к концентрации напряжений, определяемой теоретическим коэффициентом концентрации напряжений. Подобное поведение описывается уравнением (5.12), причем для чугунов с графитовыми включениями коэффициент ослабления концентрации напряжений сравнительно велик, ]/а = 0,6 мм / . Низкая чувствительность материала к концентрации напряжений означает, что для данного размера концентратора предел выносливости относительно высок, однако неизбежно достигается абсолютная цувствительность к коцентрации напряжений при размере концентратора, большем определенного значения. [c.175]

Чувствительность 5. G. чугунов к концентрации напряжений оценивалась также Майорзом [154] на образцах с галтелями и кольцевыми выточками, испытанных на изгиб. Для наибольшего размера образца из числа испытанных (диаметр рабочего сечения 5,85 мм) коэффициент чувствительности к концентрации напряжений оказался примерно равным коэффициенту, найденному Палмером и Джильбертом однако для образцов малых размеров (диаметр рабочего сечения меньше 2,54 мм) коэффициент чувствительности к концентрации, определенный Майорзом, заметно выше. Это могло быть связано с аномальным поведением при испытаниях гладких образцов малых размеров. Последнее предположение, правда, не исследовалось, однако поведение образцов малого диаметра с высокой степенью концентрации напряжений вряд ли может считаться практически важным случаем. [c.176]

Вместо трех постоянных и, Aj , В, входящих в уравнение (6.17), мы теперь имеем три постоянные a i, вот, v , содержащиеся в уравнении (6.26), одну из которых 8оо принимаем общей для определенной группы металлов (например, для сталей, деформируемых алюми-ниевых и магниевых сплавов и чугунов с шаровидным графитом Воэ = 0,5). Постоянная v,, характеризует степень чувствительности материала к концентрации напряжений и размерам. [c.266]

Валы в основном изготовляют из конструкционньгх и легированных сталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, хорошей обрабатываемости, малой чувствительности к концентрации напряжений, а также повышенной износостойкости. Этим требованиям, в определенной степени, отвечают стали марок 35, 40, 45,40Г, 40ХН и др. Достаточно редко валы отливают из чугуна. [c.8]

Конструктивная прочность. Чугун является металлом, наименее чувствительным к концентрации напряжений, особенно в малых сечениях (см. табл. 35 первой части). Коэффициент концентрации напряжений Рк у образцов чугуна с надрезами во многих случаях близок к единице. Отверстия, создающие концентрацию напряжений, выражающуюся для стали коэффициентом Рк = 1,7—2,5, в случае чугуна характеризуются значениями Рк = 1,2—1,5. Резкие (д = 0) или недостаточно плавные переходы сечений могут создавать в чугуне значительные концентрации напряженпй, выражаемые коэффициентом Рк = = 2,7—2,2 однако, переход к более плавным изменениям сечений вызывает понижение Рк чугуна до 1,7—1,8. Литые чугунные валы, обладающие выгодными в отношении расиределен11я напряжений формами, имеют сопротивляемость усталости, близкую к уровню [c.681]

Внутреннее трение тесно связано со структурой металла. Чистые металлы отличаются высоким внутренним трением (фиг. 99, о) чем больше величина их зерна, тем выше внутреннее трение. В углеродистых сталях перлито-ферритные структуры обладают более высоким внутренним треннед1 (фиг. 99, б), чем более однородные и дисперсные структуры, получаемые после термической обработки (см. гл. IX, стр. 170). В таких структурах обилие участков с однородной равномерно распределенной незначительной пластической деформацией препятствует местным выделениям тепла, так что отсутствует резкая разница Л1ежду температурами отдельных участков. В результате тепловой поток получается незначительным, а рассеяние тепловой энергии низким, т. е. налицо малое внутреннее трение. Поэтому сталь с однородной термически обработанной структурой, с высокой твердостью, отличающуюся низким внутренним трением, следует применять преимущественно для деталей, которые не испытывают в работе сильных концентраций напряжений. Для деталей, работающих при других условиях, желательно применять сталь с неоднородной перлито-ферритной структурой, чугун, отличающийся более высоким внутренним трением, и поэтому менее чувствительные к концентрации напряжений. [c.153]

Почти не чувствительныл к концентрации напряжений оказывается чугун. Объясняется это тем, что для чугуна влияние внутренних концентраторов напряжений настолько велико, что все другие факторы концентрации напряжений не могут оказать существенного влияния на его усталостную прочность. [c.495]

Расчет на прочность при постоянных напряжениях и хрупком состоянии материала производят по заданному коэффициенту запаса относительно предела прочности. При неравномерном напряженном состоянии, в частности при изгибе, за исходную характеристику принимают предел прочности при этом напрян епном состоянии, который для хрупких материалов обычно отличен от предела прочности при растяжении. Например, для серых чугунов предел прочности при изгибе в среднем в 2 раза выше, чем при растяжении. Коэффициенты концентрации напряжений вводят в расчет для однородных материалов, чувствительных к концентрации напряжений (закаленная сталь), и их сильно уменьшают для неоднородных материалов со значительной внутренней концентрацией напряжений (серый чугун). [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...