Характеристики сопротивления усталости и их определение

Характеристики сопротивления усталости и их определение [c.7]

В настоящей книге изложены основные понятия о характеристиках сопротивления усталости, методах их определения, факторах, влияющих на сопротивление усталости и традиционных детерминистических методах расчета на усталость по коэффициентам запаса прочности приведены методы статистической интерпретации случайной переменной нагруженности деталей и вероятностные методы расчета их на усталость. Эти методы касаются расчетов ресурса до появления первой макроскопической трещины усталости в тех деталях, которые испытывают за срок службы суммарное число циклов повторения амплитуд напряжений Л сум > Ю Циклов, т. е. расчетов на многоцикловую усталость. Даны примеры, поясняющие использование изложенных методов расчета. [c.6]

Для определения характеристик сопротивления усталости предложено большое количество различных методов испытания, в том числе ускоренных, однако отсутствует надлежаш ая оценка их трудоемкости и точности. Основные методы испытаний на усталость по характеру нагружения могут быть разделены на две группы а) испытания с постоянной по величине амплитудой действуюш,их напряжений б) ускоренные испытания с монотонно или ступенчато возрастаюш ей амплитудой напряжений. [c.61]

В Институте машиноведения АН СССР разработана система экспериментальных средств для определения характеристик сопротивления деформированию и разрушению конструкционных материалов. Здесь были созданы [16] получившие широкое распространение испытательные машины и стенды с механическим, электромагнитным и электродинамическим возбуждением, применение которых способствовало развитию вероятностных методов расчетов деталей машин на усталость с распространением их на области больших долговечностей и высоких температур. [c.130]

Такая оценка не всегда может быть сделана по значениям механических характеристик, определяемым методами механических испытаний. Поэтому разработка и применение специальных методов испытания материалов на изнашивание для определения их износостойкости в различных условиях трения столь же необходимы, как и постановка специальных лабораторных испытаний при оценке жаропрочности, сопротивления усталости и других характеристик служебной прочности. [c.229]

Для определения характеристик сопротивления усталости лабораторных образцов или деталей из данного материала проводят их усталостные испытания. Основные понятия, определения и методика усталостных испытаний регламентированы ГОСТ 2860—65. [c.23]

Ввиду большого разнообразия конструкций и задач современной техники и в связи с важной ролью сопротивления усталости в вопросах обеспечения надежности и долговечности машин и приборов необходимы наряду с работами по изучению усталости на обычных частотах циклического нагружения аналогичные исследования, проводимые на частотах, лежаш их в верхнем участке звукового диапазона и в начале диапазона ультразвуков. Конкретные побудительные мотивы для работ в рассматриваемой области, т. е. для определения характеристик усталости и изучения процесса усталостного разрушения на высоких частотах нагружения, укладываются в следующие три направления [c.330]

Настоящий обзор подтверждает, что композиционные материалы, состоящие из жаропрочного сплава и тугоплавкой проволоки, характеризуются достаточно высокими значениями прочности и сопротивлением удару, что обусловливает значительные потенциальные возмон иости их использования для усовершенствованных лопаток газовых турбин. Полученные данные также указывают на потенциальную возможность увеличения рабочих температур материалов лопаток турбин до 1200° С и выше. Однако до сих пор получено небольшое число данных по окислению, эрозии и сопротивлению термической и механической усталости композиционных материалов. Необходимы дополнительные испытания для определения служебных характеристик композиций жаропрочный сплав — тугоплавкая проволока при всех условиях воздействия среды и нагружения. Легко воспроизводимые хорошие механические свойства и высокие потенциальные возможности увеличения долговечности работы турбин обосновывают необходимость дальнейших работ по всесторонней оценке свойств этих материалов. Может быть сделан ряд выводов, [c.273]

Определение уточненных характеристик материалов должно проводиться на образцах, вырезанных из элементов конструкции, или образцах-свидетелях (в отдельных случаях при достаточном экспериментальном обосновании, на их имитаторах) в соответствии с программами исследований, составленными с учетом обнаруженных повреждений и условий эксплуатации элемента конструкции. При этом перечень характеристик материала должен быть расширен и включать, кроме стандартных прочностных свойств, в зависимости от условий эксплуатации характеристики малоцикловой и многоцикловой усталости, длительную прочность, трещиностойкость, сопротивление коррозии и коррозионному растрескиванию и др. [c.353]

Специализируется в области комплексного изучения физико-механических свойств материалов для нефтехимической аппаратуры, исследования их сопротивления хрупкому разрушению, определению характеристик их малоцикловой усталости, длительной прочности и ползучести, оценки влияния длительной эксплуатации в коррозионноактивных технологических средах на динамику изменения характеристик материалов в зависимости от их срока службы. При его участии были разработаны нормативные документы по применению сталей в конструкциях сосудов и трубопроводов высокого давления. [c.444]

Общая для всего мира тенденция улучшения рабочих параметров ГТД за счет увеличения степеней сжатия как следствие приводит к появлению большого числа коротких лопаток с собственными частотами колебаний даже по первой форме в области высоких звуковых частот циклов. Увеличение частоты / при данном ресурсе эксплуатации Тэ автоматически приводит к росту циклической наработки N. Поскольку ресурс Тэ также имеет тенденцию к росту, увеличивается относительное число усталостных повреждений среди возможных нарушений работоспособности деталей ГТД. Стала актуальной проблема оптимизации технологии коротких лопаток и связанных с ними элементов дисков по характеристикам сопротивления усталости на высоких звуковых частотах и эксплуатационных температурах, которые, как и частота нагружения, становятся все более высокими. Из-за жестких требований к весу деталей и сложности их конструкции в каждой из них имеет место около десятка примерно равноопасных зон, включающих различные по форме поверхности и концентраторы напряжений гладкие участки клиновидной формы, елочные пазы, тонкие скругленные кромки, га.лтели переходные поверхности), ребра охлаждения, малые отверстия, резьба и др. Даже при одинаковых методах изготовления, например при отливке лопаток, поля механических свойств, остаточных напряжений, структуры и других параметров физико-химического состояния поверхностного слоя в них получаются различными. К этому следует добавить, что из-за различий в форме обрабатывать их приходится разными методами. Комплексная оптимизация технологии изготовления таких деталей по характеристикам сопротивления усталости сразу всех равноопасных зон без использования ЭВМ невозможна. Поэтому была разработана система методик, рабочих алгоритмов и программ [1], которые за счет применения ЭВМ позволяют на несколько порядков сократить число технологических испытаний на усталость, необходимых для отыскания области оптимума методов изготовления деталей, а главное строить математические модели зависимости показателей прочности и долговечности типовых опасных зон деталей от обобщенных технологических факторов для определенных классов операций с общим механизмом процессов в поверхностном слое. Накапливая в магнитной памяти ЭВМ эти модели, можно применять их для прогнозирования наивыгоднейших режимов обработки новых деталей, которые в авиадвигателестроении часто меняются без трудоемких испытаний на усталость. Построение [c.392]

Работоспособность зубчатых колес, валов, осей железнодорожных вагонов, коленчатых валов, штоков, рам транспортных и грузоподъемных машин, сварных соединений и многих других деталей и конструкций определяет сопротивление усталости. Для оценки характеристик сопротивления усталости натурных деталей проводят их усталостное испытание для определения предела выносливости детали сг 1д. Значение а 1д обычно в 2—б раз меньше о 1, определенного на образцах (рис. 168). Эта разность характеризуется коэффициентом снижения предела выносливости К, отражающим влияние всех факторов на сопротивление усталости К = о 1,/а 1д. Коэффициент при растяжении-сжатии или изгибе определяют по формуле (ГОСТ 25504—82) [c.316]

Следует отметить, что в некоторых нормах (ИСО, ДИН, СЭВ и др.) в качестве наиболее точного метода определения сопротивления усталости поверхностно-упрочнённых деталей рассматриваются непосредственные стендовые или натурные испытания деталей в условиях, соответствующих эксплутационным, и лишь при их отсутствии рекомендуется использовать приведенные в нормах осреднённые значения коэффициентов К . До накопления и обобщения результатов таких испытаний целесообразно повысить достоверность априорной оценки характеристик сопротивления усталости путём использования имеющихся результатов усталостных испытаний деталей и их моделей, уточнения методик расчётов на усталость. [c.69]

Проведенные исследования [26-27, 59-60, 91] показали возможность применения уравнения усталостного разрушения для расчётов поверхно-стно-упрочнённых деталей при условии замены их такими же по форме и размерами и эквивалентными по прочности неупрочнёнными деталями, изготовленных из материалов с другими, более высокими свойствами, к которым применимы уравнения (4.3)-(4.4). Задача в этом случае свелась к отысканию условий перехода от поверхностно-упрочнённой детали к эквивалентной, т.е. к определению характеристик сопротивления усталости материала эквивалентной детали по известным характеристикам исходного материала детали и свойствам упрочнённого поверхностного слоя, определяемых режимами проведения ППД или другими методами упрочнения. [c.72]

Основные характеристики сопротивления усталости при периодическом нагружении и их определения и обозначения в соответствии с ГОСТ 23207— 78 приведены в табл. 1.3. По ГОСТ 23207—78 различают циклнческу долговечность А/, определяемую при периодическом нагружении, и усталостную долговечность при случайном и блочно1 1 нагружениях. [c.32]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

Испытания проводят на машинах, предназначенных для определения сопротивления усталости указанных объектов в воздухе. Машины снабжены специальными устройствами для подвода коррозионной среды и управления ее взаимодействием с деформируемым металлом (изменение концентрации кислорода и температуры, введение ингибиторов или депассиваторов, катодная или анодная поляризация образцов и др.). Поскольку конструкции большинства серийно выпускаемых промышленностью машин, принципы их работы, технические характеристики широко освещены в литературе, мы рассмотрим здесь лишь комплекс оборудования для изучения влияния масштабного, частотного и некоторых других факторов на сопротивление усталости металлов, разработанного в ФМИ им. Г.В.Карпенко АН УССР [79—82] и нашедшего применение во многих лабораториях научно-исследовательских организаций, вузов и промышленных предприятий. Так, для изучения влияния размеров образцов на их сопротивление усталостному разрушению примерно в иден- [c.22]

Выполненный выше анализ теорий усталостного разрушения металлов, базируюш ихся на энергетических критериях, показывает, что главные задачи, которые могут быть решены на основ такого подхода, сводятся к расчету кривых усталости гладких образцов на основе данных по их деформированию и разрушению при монотонном увеличении нагрузки и к определению предела выносливости по начальному участку кривой усталости. Недостатком этих работ, с одной стороны, является отсутствие подходов, которые дали бы возможность учесть влияние на характеристики сопротивления усталостному разрушению конструкционных и эксплуатационных факторов и, с другой — ограниченность экспериментальных данных, по которым осуш ествлялись проверки справедливости энергетических критериев. [c.209]

В определенном соответствии с сопротивлением материала литых и деформированных штампов усталости находятся их пластичность и вязкость (табл. 5.9, рис. 5.10) для материала штампов, изготовленных из поковок стали марки 4Х5МФ1С, эти характеристики значительно выше. [c.83]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...