Статическая й циклическая прочность деталей ПТМ

Рассмотренные в 1 особенности конструктивных форм роторов и условия их эксплуатации показывают, что наряду с расчетами статической прочности необходимы расчеты на циклическую прочность, особенно на стадии проектирования новых конструкций и при внедрении новых материалов. При этом расчет циклической прочности деталей роторов сепараторов должен основываться на анализе общей и местной напряженности с учетом фактических данных по сопротивлению применяемого материала деформированию и разрушению. [c.122]

СТАТИЧЕСКАЯ И ЦИКЛИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ ПТМ [c.120]

Из погрешностей изготовления наибольшее влияние, распространяющееся на циклическую прочность винтов всех классов прочности и статическую прочность высокопрочных винтов, имеют перекосы в резьбе. Отклонение опорной поверхности гаек относительно оси резьбы допускается для точных винтов до 48, средней точности в 1,5 раза и грубых в 2 раза больше. В балансе погрешностей отклонения от параллельности опорных поверхностей соединяемых деталей составляет 35— 50%. [c.95]

Расчет допускаемых напряжений связан с учетом ряда факторов, влияющих на прочность деталей, которыми являются форма детали (фактор или PJ, качество обработки и состояние поверхности k . Состояние поверхности при статическом нагружении не оказывает существенного влияния на изменение прочности. Любое повреждение поверхности вызывает появление концентрации напряжений и при циклически изменяющемся напряжении существенно снижает предел выносливости. Повышение коэффициента k (kn 5> 1) достигается применением различного вида упрочнений. [c.250]

И. А. Одинг [3] объясняет такое положение тем, что первый период изучения проблемы усталости — накопление фактического материала — очень затянулся. Причина этого состояла в том, что в процессе исследования проблемы были обнаружены многочисленные и неожиданны.е факты, имеющие большое практическое значение, которые привлекли внимание исследователей, отвлекая их от разработки теории усталостного разрушения металла. Например, в 1911 г. было обнаружено, что при грубой чистоте поверхности образцов предел усталости существенно снизился по сравнению с пределом усталости полированных или шлифованных образцов. При этом оказалось, что чем выше статическая прочность (предел прочности металлов), т. е. чем качественнее металл, тем резче снижаются показатели циклической прочности при грубой обработке поверхности образцов или деталей машин. [c.7]

Циклическая прочность стали определяет работоспособность большой группы ответственных деталей машин — валов, осей, шатунов, штоков, валов-шестерен и др. Основой выбора стали для таких деталей служит предел выносливости параметры статической прочности, как (Тв, <то,2- Это допустимо, так как для большой группы сталей установлена тесная корреляционная связь между циклической и статической прочностью, характеризуемая коэффициентом выносливости кв = O -j/ Tb- [c.273]

Известно, что прочность деталей, работаюш,их в воздухе в условиях хрупкого разрушения (усталость при циклическом нагружении, статические нагружения при низких температурах и удар), зависит от абсолютных размеров детали при полном сохранении геометрического подобия более крупные детали оказываются менее прочными, чем детали меньших размеров. Так, например, при увеличении диаметра образцов из углеродистой стали (0,54% С) от 7,6 до 152 мм предел выносливости в воздухе при изгибе уменьшился на 35% [203]. [c.162]

Детали трубопроводов, как правило, работают при переменных напряжениях, многократно изменяющихся в процессе эксплуатации. В связи с этим, если число смен нагружений (число циклов N) с амплитудой напряжений, превышающей на 15% расчетный уровень, удовлетворяет условию N < 1000, то считают, что трубопровод работает в условиях повторно-статических нагрузок, и выполняют статический расчет деталей, определяя их размеры по механическим характеристикам, полученным при статических испытаниях. При числе циклов N> 1000 нагружение считают циклическим и после выбора размеров деталей рассчитывают их циклическую прочность при переменном нагружении с учетом предела выносливости материала. [c.806]

Для деталей второй группы, последствия отказов которых не носят аварийный характер, средний ресурс между заменами или ремонтами (Гер) может определяться по условию статической или циклической прочности или по изнашиванию. В качестве расчетного np i проверке надежности по уравнению (112) принимается меньшее значение Тср. Как показали расчеты, графики Сар — f(Тс ) деталей ПТМ имеют растянутую область близких к оптимуму Гор (рис. 45). В связи с этим важно не попасть в область, соответствующую резкому изменению Спр при малых. отклонениях Гер от расчетного значения. [c.133]

Статистические наблюдения и опыт проверочных расчетов свидетельствуют о том, что, хотя вероятность безотказной работы ПТМ зависит от всех элементов, существенно влияет на нее относительно небольшое их количество. Это обстоятельство позволяет существенно сократить объем вычислений. Так, в каждом механизме достаточно рассчитать вероятность безотказной работы по условию сохранения статической и циклической прочности, а также по условию отсутствия изнашивания одной-двух деталей в сечениях и точках площади с максимальным уровнем действующих напряжений и наибольшими эффективными коэффициентами концентрации. Остальные детали, [c.161]

Наибольшее распространение в машино- и приборостроении получили поля допусков среднего класса точности, при котором обеспечивается достаточная статическая и циклическая прочность резьбовых деталей. Поля допусков грубого класса мо но использовать в тех случаях, когда нет необходимости в особой точности точного—- в ответственных соединениях (авиа- и автостроение) для резь.б, передающих расчетные перемещения и т. п. [c.192]

Сложность прогнозирования поведения металлических материалов при циклическом нагружении обусловлена его зависимостью от многих факторов. Это связано с тем, что процесс зарождения и распространения усталостной трещины локален. При этом определяющими являются высокие локальные напряжения в объемах металла, соизмеримых с размерами его структурных составляющих, обусловленные уровнем внешних нагрузок, цикличностью нагружения, состоянием поверхностного слоя, концентрацией напряжений, масштабным фактором и рядом других факторов. Это приводит к тому, что определяющими при усталостном разрушении являются не осредненные характеристики сопротивления деформированию и разрушению, определяемые при статическом нагружении на образцах достаточно больших размеров, а локальные характеристики и их сочетания, которые трудно поддаются исследованию и количественному определению. Без учета основных факторов, влияющих на циклическую прочность металлических материалов, нельзя получить достоверные характеристики сопротивления усталостному разрушению деталей машин [1]. [c.208]

В литературе приведены методы расчета деталей на статическую и циклическую прочность с учетом вероятности неразрушения. Если для таких деталей установлен ресурс Т, по отработке которого они заменяются, то типовой отказ, связанный с этой заменой, имеет параметр [c.406]

Статической называется прочность, которую имеет деталь или образец при действии на них постоянной нагрузки или нагрузки, плавно и медленно изменяющейся по величине. Ударной или динамической называется прочность, которую имеет деталь (образец) при однократной быстро возрастающей нагрузке. Циклическая или усталостная прочность проявляется в деталях (образцах) при действии многократной меняющейся по величине нагрузки. [c.138]

Исследование прочности проводят на образцах материала, моделях и натурных деталях. В связи с влиянием на прочность характера нагружения (статическое, циклическое, ударное) и других условий (высокая и низкая температура, коррозия, условия ползучести и т. д.) исследования прочности проводят с учетом этих особенностей. [c.60]

Исследования циклической прочности высокопрочных сталей в зависимости от упрочняющей термообработки показали, что с увеличением статической прочности выносливость их также растет. Однако с повышением статической прочности затрудняется механическая обработка. При шлифовании абразивные круги быстро засаливаются и теряют режущую способность, вследствие чего снижается производительность обработки. Из-за высокой теплонапряженности процесса повышается вероятность появления шлифовочных дефектов (прижоги, остаточные напряжения растяжения, трещины и др.), которые вызывают изменения физико-механических свойств поверхностного слоя металла и снижают выносливость деталей. [c.64]

Холодное деформирование поверхности детали обкаткой роликом или дробеструйной обработкой приводит к появлению наклепа, внутренних напряжений в этом слое и благоприятному изменению микрогеометрии поверхности. Статические показатели механических свойств после холодного деформирования поверхности, исключая твердость, изменяются очень незначительно, но резко возрастают динамические (усталостная и циклическая прочность), а значит, и работоспособность деталей в динамических условиях. Например, долговечность стальных спиральных пружин и коленчатых валов авиационных двигателей внутреннего сгорания после дробеструйного наклепа возрастает на 2900 %, рессор и шестерен заднего моста автомобиля - на 600 %. [c.674]

Если при статических нагрузках состояние рабочих поверхностей незначительно влияет на их прочность, то при циклических нагрузках разрушение деталей связано с развитием усталостных трещин, возникающих в поверхностном слое. Развитию этих трещин способствует шероховатость поверхности в результате механической обработки. При расчетах это явление учитывается коэффициентом влияния шероховатости поверхности [c.248]

Влияние качества обработки поверхностей деталей. При статических нагрузках качество обработки рабочих поверхностей деталей оказывает незначительное влияние на их прочность. При циклических нагрузках разрушение деталей связано с развитием усталостных трещин, возникающих в поверхностном слое. Развитию этих трещин способствует возникшая в результате механической обработки детали шероховатость поверхности в виде рисок, царапин, следов резца и т. п., которые являются концентраторами напряжений. С увеличением шероховатости поверхности предел выносливости снижается, что учитывается коэффициентом влияния шероховатости поверхности Ki , представляющим собой отношение предела выносливости образца с данной шероховатостью поверхности к пределу [c.23]

К Группе I относятся отливки для деталей, форма и размеры которых определяются только конструктивными и технологическими соображениями. К группе II — отливки для деталей, рассчитываемых на прочность и работающих при статических и циклических нагрузках. К группе III — отливки для деталей, рассчитываемых иа прочность и работающих при динамических нагрузках. [c.190]

Отливки из конструкционной нелегированной и легированной стали (ГОСТ 977—75) в зависимости от назначения и требований, предъявляемых к деталям, делятся на три группы I — отливки общего назначения для деталей, конфигурация и размеры которых определяются только конструктивными и технологическими соображениями II — отливки ответственного назначения для деталей, рассчитываемых на прочность и работающих при статических и циклических нагрузках III — отливки особого ответственного назначения для деталей, рассчитываемых на прочность и работающих при динамических ударных нагрузках. При поточно-массовом конвейерном производстве разделение отливок по группам не производится. В табл. [c.49]

К группе II относятся отливки для деталей, рассчитываемых на прочность и работающих при статических п циклических нагрузках. Кроме контроля, проводимого для отливок группы I, у этих отливок проверяют механические свойства временное сопротивление или предел текучести н относительное удлинение. [c.92]

При расчете надежности элементов ПТМ в процессе проектирования определяются средний ресурс и вероятность безотказной работы по условию обеспечения циклической и статической прочности, а также по условию изнашивания. Важнейшее значение при этом имеет определение эксплуатационных нагрузок. Известны экспериментальные, аналитические и имитационные методы определения нагрузок и напряжений в механизмах и металлоконструкциях. Для расчета надежности необходимо определение несущей способности деталей с учетом ее естественного разброса. [c.5]

Многочисленные исследования показали, что одним из наиболее эффективных методов воздействия на состояние поверхности, приводящих к повышению циклической прочности, является предварительное поверхностное пластическое деформирование (ППД). При этом применение ППД повышает циклическую прочность не столько в области многоцикловой усталости, сколько при больших перегрузках. Известны примеры, когда применение методов ППД позволяет повысить долговечность деталей из титановых сплавов, работающих в области малоциклового нагружения, в 17 — 20 раз, а предел выносливости—в 2 раза [ 187, с. 35, 43]. Вместе с тем по сравнению с многоцикловой усталостью эффективность применения ППД для деталей, работающих в малоцикловой области, изучена меньше. До последних лет отсутствовало даже научно обоснованное объяснение влияния ППД при больших перегрузках (выше предела выносливости), так как при этом роль остаточных сжимающих напряжений не может быть решающей. Возникающие при ППД остаточные сжимающие напряжения при значительных циклических пластических деформациях неизбежно релаксируют при первых же циклах нагружения. С целью установления природы влияния ППД на малоцикловую долговечность титановых сплавов были поставлены специальные опыты по изучению влияния ППД на статическую прочность и характер деформации. Исследование проводили на цилиндрических образцах сплава ВТ5-1 диаметром 10 мм. После механической шлифовки и полировки часть образцов подвергали электрополированию до полного удаления наклепанного слоя. Поверхностное пластическое деформирование осуществляли в трехроликовом приспособлении для обкатки (диаметр ролика 20 мм, радиус профиля ролика г= 5 мм, усилие на ролик изменялось от 300 до 1200 Н при определении статической прочности и равнялось 900Н при оценке характера деформирования). Обкатку вели на токарном станке в 2 прохода при скорости вращения шпинделя 100 об/мин [c.193]

Полный и бездефектный провар стыка обеспечивает рав-нопрочность сварного шва и соединяемых деталей (основного металла) при статическом нагружении. Для этого кромки деталей, соединяемых дуговой сваркой, механически обрабатывают (разделывают) при малой толщине 8<1мм выполняют от-бортовку (см. рис. 4.2, о) при 5 = 1...6мм — без скоса кромок (см. рис. 4.2, б) при 8>4мм — со скосом различной формы (см. рис. 4.2, в, г) кромку детали таврового соединения с полным проваром также разделывают со скосом (см. рис. 4.2, <)). Торцы деталей под стыковую электроконтактную сварку выполняют плоскими (см. рис. 4.2, е). Стыковые сварные соединения (рис. 4.3) при статическом нагружении преимущественно разрушаются по шву или по зоне термического влияния, которая снижает как статическую, так и циклическую прочность соединения. [c.81]

На основе анализа и обобщения результатов обследования фактического состояния деталей, результатов проверочных расчетов статической и циклической прочности устанавливают остаточный ре сурс эксплуатации для каждого компрессора. [c.337]

Рассмотрим структуру вероятности безотказной работы элемента первой группы P t). Все факторы, влияющие на этот показатель надежности, могут быть разделены на две категории, К первой категории относятся нормальные эксплуатационные и производственно-технологические факторы (эксплуатационные нагрузки, напряжения, скорости и т. п., возникающие при нормальной работы машины). Несущая способность деталей имеет естественный разброс, соответствующий их качественному изготовлению. В результате взаимодействия этих факторов могут возникнуть отказы из-за разового превыщения нагрузкой несущей способности детали или накопления циклических повреждений, или изнашивания. Между этими видами отказов существует определенная зависимость 1) часто рассматривается один и тот же процесс нагружения, который может вызвать отказы трех типов 2) между характеристиками статической и циклической прочности существует вероятностная связь 3) изменения в детали, вызванные циклическими повреждениями или изнашиванием, могут повлиять на статическую прочность. Попытка учета этих связей приводит к чрезмерному усложнению расчетов, что делает их малоприемлемыми для практических целей [5]. В то же время, как показывает опыт расчетов, возможна оценка надежности деталей в предположении независимости вероятности безотказной работы по этим трем предельным состояниям. [c.132]

Рассмотрены основные структурные особенности развития процесса старения в конструкционных материалах, инициируемого статическим ипи циклическим деформированием. Применительно к малоцигловому нагружению при повышенных температурах обсуждаются основные структурные параметры, используемые для описания кривых разрушения. Отмечается необходимость и возможность использования структурных характеристик для разработки методов экстраполяции циклической прочности и пластичности на длительные сроки службы деталей. Ил. 1, список пит. 40 назв. [c.142]

К основным свойствам качества деталей могут бьггь отнесены прочность (статическая, циклическая, сопротивление усталости) долговечность (ресурс) технологичность взаимозаменяемость износостойкость рабочих поверхностей коррозионная и кавитационная стойкость специальные свойства [c.40]

Эти стали применяются для изготовления ответственных деталей машин, станков, механизмов, металлоконструкций, которые испытывают высокие статические, динамические, циклические нагрузки, работают при высоких температурах или в к.оррозиониь. х. Они должны обладать требуемой прочностью, пластичностью, вязкостью, хорошо обрабатываться резанием, свариваться, иметь высокую прокаливаемость. [c.91]

В курсе Сопротивление материалов рассматривали расчеты на прочность элементов конструкций, испытывающих действие статических нагрузок, при которых напряжения медленно возрастают от нуля до своего конечного значения и в дальнейшем остаются постоянными. Однако многие детали машин (например, валы, врап1,аюидиеся оси, зубчатые колеса, пружины и т. п.) в процессе работы испытывают напряжения, циклически изменяющиеся во времени. При этом переменные напряжения возникают как при действии на деталь переменной нагрузки, так и при действии постоян юй нагрузки, если деталь изменяет свое положение по отношению к этой нагрузке. Простейший пример такого рода деталей — [c.12]

Предельная прочность при циклических нагрузках достигается значительно раньше, чем при статических. Усталостное разрушение может возникнуть при напряжениях ниже предела текучести. Особенность миагоциклоБОй усталости — макродеформация объема металла, как правило, отсутствует. Деталь в целом деформируется упруго, но происходит местная повторная упруго-пластическая деформация отдельных наиболее неблагоприятно ориентированных по отношению к силовому полю кристаллов, сопровождающаяся циклическим наклепам. После достижения критической степени искажения решетки происходит разрыв межатомных связей. [c.9]

Сложные. циклы нагрева и нагружения деталей при расчете долговечности разделяют на участки, на каждом из которых накапливается статическое или усталоетное повреждение. Если цикл повторяется и нагружение не является случайным (например, существует типичный эксплуатационный цикл, в котором характер нагружения деталей машины всегда одинаков), то происходит пропорциональное нагружение материала деталей, при котором соотношение долей статического и циклического повреждений остается неизменным за весь ресурс работы [23]. Это позволяет использовать для анализа предельного состояния и определения запаса прочности представления о поверхности термоциклического нагружения (рис. 98). Для заданных условий нагружения (размаха деформаций Дед, длительности действия нагрузки Тд и ресурса долговечности Л/д) состояние детали характеризуется положением точки А относительно предельной поверхности разрушения. Длительность переходных процессов в цикле здесь исключена из рассмотрения для упрощения анализа, поэтому Тд=ТвЛ д, где Тв — длительность выдержки в цикле. [c.170]

Разработки общетеоретических статических и динамических проблем теории упругости, пластичности и строительной механики сосредоточиваются в институтах механики Академии наук СССР и республиканских академий наук и на факультетах механики Московского и Ленинградского университетов. Теоретические и экспериментальные исследования по динамической нагруженности, экспериментальным вопросам упругости и критериям статического и циклического разрушения ведутся Институтом машиноведения в Москве критерии несущей способности деталей и прочности материалов разрабатываются Институтом механики. Институтом проблем материаловедения и Институтом электросварки Академии наук УССР, Институтом металлургии им. Байкова и другими организациями. [c.37]

По характеру нагружения обе системы можно разделить на три группы системы статического нагружения для определения статической прочности при предельных условиях нагружения, системы циклического нагружения для определения усталостной долговечности при стационарном или нестационарном циклическом нагружении, универсальные системы, позволяющие решать задачи и статической, и усталостной прочности. Как правило, для прочностных испытаний используют гидравлические мало- и многоканальные системы. Однако возможно включение в эти системы и электродинамических вибровозбудителей для создания высокочастотных вибраций отдельных деталей или зон конструкции. Испытательные системы удобно классифицировать по типам силовоз-будителей с толкающими, тянущими, тянущими-толкающими и со специальными силовозбудителями. [c.48]

Коррозионная выносливость более крупных образцов с насадками практически не зависит от марки стали и ее статической прочности. Исследования образцов из стали 35 с насадками из нормализованной стали 45, латуни Л62, фторопласта Т4, а также с резиновыми сальниками показали [121, с. 7-10], что при всех этих насадках имеет место дополнительное снижение коррозионной выносливости образцов из стали 35. Так наличие фторопластовой втулки и резинового сальника снижает условный предел коррозионной выносливости соответственно с 95 МПа (без насадки) до 60 и 50 МПа, что примерно соответствует значению условного предела коррозионной выносливости образцов во стальными и латунными насадками. Отмечено, что на коррозионную усталость деталей с насадками влияют три фактора концентрация напряжений, циклическое трение в сопряжении вал-втулка и щелевая коррозия. В связи с тем, что влияние концентрации напряжений на уменьшение коррозионной выносливости с увеличением диаметра образца уменьшается,.а также учитывая, что существенное снижение коррозионной выносливости может иметь место и при наличии насадок из мягких материалов, не вызывающих больших контактных давлений, сделан вывод, что при испытании образцов с насадками в коррозионной среде фактор концентрации напряжений не играет решающей роли, определяющими являются циклическое трение и щелевая коррозия. Повышение коррозионной выносливости стальных образцов с увеличением их диаметра связано с влиянием относительного разупрочнения поверхности образца под действием коррозионной среды. Чем меньше диаметр образца, тем при всех прочих равных условиях сильнее влияние разупрочнения. Это положение еще в большей степени характерно для образцов с насаженными втулками, когда процессы разупрочнения усиливаются циклическим трением и щелевой коррозией. [c.145]

Отрицательное влияние трещин на прочность материалов и деталей. машин при статическом и циклическом нагружениях известно давно. В последние годы исследованию этого влияния уделяется особенно большое внимание и получены новые существенные результаты. Прог-ресс в исследованиях объясняется в первую очередь разработкой методов оценки напряженно-деформированного состояния в вершине трещины и перехода в связи с этим от качественных методов оценки влияния трещин на прочность к количественным. В качестве характеристик предельного состояния при наличии трещин используются критические значения силовых, деформационных и энергетических характеристик напряженно-деформированного состояния в вершине трещины. [c.6]

Изложенные в первых шести главах книги концепции предельных состояний и расчета на прочность в упругопластической и температурно-временной постановке под длительным статическим и малоцикловым нагружением, а так же в усталостном и вероятностном аспекте под многоцикловым нагружением иллюстрируются в последующих четырех главах Примерами расчетов конкретных конструктивных элементов. В соответствии с этим рассматриваются расчеты элементов сосудов и компенсаторов тепловых перемещений с упруго-пластическим перераспределением деформаций и усилий расчез ы циклической и статической несущей способности резьбовых соединений в связи с эффектами усталости и пластических деформаций расчет валов и осей как деталей, работающих, в основном, на усталость при существенном влиянии факторов формы и технологии изготовления, расчет которых основывается на вероятностном подходе для оценки надежности расчет на прочность сварных соединений, опирающийся на систематизированные экспериментальные данные о влиянии технологических и конструктивных факторов на статическую и цикличе-ческую прочность. [c.9]

Режимы эксплуатации деталей машин, подверженных действию термоциклов, обычно таковы, что возникающие термические напряжения действуют более бли менее продолжительное время. Это относится к корпусам, дискам и лопаткам газовых турбин и.другим деталям. В течение каждого цикла в материале этих деталей проявляется длительное статическое повреждение. Значительная роль длительного статического повреждения в общем терм усталост-ном повреждении приводит к необходимости определять критерий термоусталостной прочности как некоторую совокупность статического и циклического повреждения. [c.180]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...