Детали Прочность — Влияние напряжения

Теоретический коэффициент концентрации напряжений, определяемый в предложении, что материал при деформации следует закону Гука, во многих случаях не дает правильного представления о влиянии концентрации напряжений на прочность детали. Если бы материал вплоть до разрушения следовал закону Гука, то прочность детали при наличии концентрации напряжений была бы меньше прочности подобной детали без очагов концентрации в раз. Опыты показывают, что для [c.79]

Формула (15.8) получена без учета дополнительных факторов, влияющих на значения максимальных напряжений, например концентрации напряжений, состояния поверхности, размеров детали. Эти факторы мало влияют на прочность при постоянных напряжениях, поэтому их влияние относят к амплитуде цикла напряжения. С учетом перечисленных факторов формула (15.5) имеет вид [c.156]

При определении коэффициента запаса прочности для конкретной детали надо учесть влияние коэффициента снижения предела выносливости ( тд)-Опыты показывают, что концентрация напряжений, масштабный эффект и состояние поверхности отражаются только на величинах предельных амплитуд и практически не влияют на предельные средние напряжения. Поэтому б расчетной практике принято коэффициент снижения предела выносливости относить только к амплитудному напряжению цикла. Тогда окончательные формулы для определения коэффициентов запаса прочности по усталостному разрушению будут иметь вид при изгибе [c.562]

Прочность деталей машин, работающих при большом числе перемен нагрузок, в значительной степени зависит от состояния поверхностных слоев. Усталостная трещина возникает на поверхности детали, где действуют наибольшие напряжения при изгибе, кручении. Дефекты поверхности в виде рисок от прохождения режущей кромки при обработке, неравномерности структуры, остаточных напряжений и неравномерности физико-меха-нических свойств подповерхностного слоя способствуют возникновению очагов концентрации напряжений, что приводит при некоторых методах обработки к резкому снижению предела выносливости (рис. 133). На рис. 133 по оси ординат отложены значения коэффициента р, характеризующего влияние метода обработки (качества поверхности) на предел выносливости в зависимости от предела прочности [c.402]

Влияние концентрации напряжений. Разрушение деталей при переменных напряжениях происходит вследствие прогрессивно развивающейся трещины, которая возникает в наиболее напряженном месте детали. Поэтому прочность при переменных напряжениях очень тесно связана с местными напряжениями, развивающимися вблизи отверстий, выточек, шпоночных канавок, галтелей, резьбы, входящих углов, рисок, а также в местах внутренних пороков материала трещин, включений и т. д. Эти места (например, вблизи надрезов), являющиеся причиной возникновения местных напряжений, называют концентраторами напряжений. Явление возникновения местных напряжений называется концентрацией напряжений. [c.384]

Детали — Размеры — Влияние на прочность при переменных напряжениях 392, ЗЙ Детали машин резьбовые — см. также под их названиями, например Болты-, Шпильки [c.979]

Прочность деталей машин, обработанных резанием. Прочность деталей машин, работающих при большом цикле перемен нагрузок (усталостная прочность), в значительной степени зависит от состояния поверхностных Рис. Ю. Влияние метода окончатель-слоев. Усталостная трещина возникает обработки поверхности на пре-на поверхности детали, где действуют наибольшие напряжения при изгибе и кручении. Дефекты поверхности в виде рисок от прохождения режущей [c.409]

Оценка надежности соединений связана с определением запаса прочности по переменным напряжениям, который отражает запас прочности детали при возрастании переменной нагрузки, а также влияние факторов, увеличивающих опасность разрушения под действием переменной нагрузки. [c.261]

При статическом нагружении дефекты увеличивают опасность хрупкого разрушения. Как и в других случаях, наиболее опасны острые трещиноподобные дефекты трещины, непровары, подрезы. Опасность дефектов усиливается при пониженной температуре (особенно ниже -60 °С), при предварительном нагружении материала детали внешними или сварочными напряжениями, при повышенном содержании углерода и при увеличенном поглощении водорода. Когда материал соединения обладает большим запасом вязкости, основное влияние на прочность ока Зывает относительная величина дефекта. В ряде случаев (для сравнительно малонагруженных соединений из пластичных материалов) безопасное ослабление стыкового шва может достигать 30 %. [c.340]

В общем случае существуют три максимальных или главных напряжения 01, 02, оз, действующие в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через любую точку нагруженной детали. В классических теориях прочности предполагается, что прочность некоторым образом зависит от этих напряжений, влияние напряжений в соседних точках не учитывается. Обычно рассматриваются три наиболее важные комбинации напряжений, дающие три критерия прочности, обсуждаемые ниже. [c.393]

Некоторые виды термообработки деталей упрочняют материал, что приводит к повышению характеристик усталостной прочности. Это влияние оценивается коэффициентом упрочнения Р, который определяется как отношение характеристик-усталостной прочности (обычно предела выносливости) детали с поверхностным упрочнением к аналогичной характеристике, для детали без упрочнения. При расчетах влиянием предшествующей механической обработки при поверхностном упрочнении обычно пренебрегают, полагая =1.6 этом случае, принимая во внимание коэффициент концентрации напряжений к или к , влияние упрочнения учитывают следующим образом [c.214]

Влияние состояния поверхности детали. Усталостные трещины, как правило, начинаются от поверхности детали. Поэтому состояние поверхностного слоя оказывает существенное влияние на прочность при переменных напряжениях. Риски от механической обработки, повреждения поверхности и т. п. играют роль концентраторов напряжений и могут вызвать весьма значительное снижение предела выносливости. Особенно неблагоприятное влияние оказывает коррозия поверхности. [c.650]

Конструктивная форма детали. Прочность и износостойкость деталей автомобильных и тракторных двигателей сильно зависит от их конструктивной формы. Усилительные ребра (например, на днище поршня), пояса (например, на цилиндровых гильзах), приливы и выступы (например, на крышках подшипников) значительно увеличивают прочность и жесткость детали. При проведении прочностных расчетов для упрощения расчетных формул усиливающие элементы детали обычно во внимание не принимаются, влияние же их на прочность и жесткость учитывается выбором больших допускаемых напряжений. [c.48]

По ОСНОВНЫМ размерам устанавливается конструкция детали, уточняются её форма и действующие на неё нагрузки (например, учитываются силы инерции собственных масс детали, температурные напряжения). Это позволяет произвести уточнённый расчёт прочности детали с учётом концентрации напряжений, их изменения во времени, влияния высоких температур, технологических факторов на прочность и т. д. Формулы и данные для таких расчётов приведены в главах IX и XI. [c.3]

Оценка прочности детали по максимальным эквивалентным напряжениям является приближенной, так как не учитывает особенности конструкции детали, строения материала и влияния микродефектов (трещин, пор, царапин), т. е. различных концентраторов напряжения. [c.143]

Необходимо заметить, что в стальных конструкциях встречаются второстепенные детали, образующие надрез или резкое изменение контуров элементов, а также мелкие дефекты технологического происхождения, которые могут не оказывать влияния на статическую прочность конструкции, но в то же время могут существенно снижать прочность нри переменных напряжениях из-за возникающей концентрации напряжений. Можно надеяться, что распространение сведений >гипа приведенных в данной книге поможет обратить внимание конструкторов и технологов на важность правильного выполнения деталей конструкции и контроля качества изготовления в деле предотвращения усталостных разрушений стальных конструкций. [c.276]

Для высокопрочных легированных сталей коэффициент чувствительности д близок к единице, т. е. эффективный и теоретический коэффициенты почти одинаковы. Для конструкционных углеродистых сталей среднее значение д = 0,6 н- 0,8, причем максимальные значения относятся к более прочным сталям. Поэтому особенно осторожно следует подходить к выбору способов и режимов механической обработки металлопокрытий, деталей из легированных сталей, поскольку влияние шероховатости поверхности здесь будет весьма большим. В заключение отметим, что электролитические и наплавочные покрытия при всех видах нагрузки работают заодно с основным металлом. Поэтому дефекты поверхностного слоя изношенной детали, особенности структуры покрытий и остаточные напряжения в нем, а также качество механической обработки будут в той или иной мере влиять на усталостную прочность восстановленных деталей. Металлизационные покрытия, имеющие низкую прочность сцепления при знакопеременных нагрузках, как показывает исследование [94], не работают как целое с основным металлом. Следовательно, неоднородность структуры металлизационного слоя, остаточные внутренние напряжения в нем и механическая обработка деталей не сказываются на снижении усталостной прочности. Решающее влияние на уста- [c.123]

А. И. Туполева, применяющего конструкцию из легких сплавов тийа дуралюмина. В части набора корпуса лодочных гидросамолетов точно также б. ч. применяется дуралюмин. Что же касается всех остальных конструкций самолетов, то стальные конструкции фюзеляжей следует считать распространенными повсеместно и вытесняющими все другие виды. В СССР внедрению сварных трубчатой конструкции фюзеляжей было положено начало Харьковской конструкторской группой во главе с инж. Калининым. Наиболее часто применяются сварные трубчатые конструкции и несколько реже конструкции, собранные механическим способом (клепка, сборка на болтах). Производство фюзеляжа само лета из хромомолибденовой стали заключается в вырезывании листового материала для косынок и накладок, резке труб определенных размеров, изгибании, придании формы и сборке их в стапелях и шаблонах посредством сварки или же механич. способом. Там, где достаточна умеренная прочность деталей, сталь подвергается нормализации (нагрев до определенной Г порядка 800° и охлаждение в воздухе), и этим термич. обработка ограничивается. Для ответственных конструктивных частей, подвергающихся большим напряжениям, толчкам и пр., трубы идут в сборку в отожженном состоянии и после сварки подвергаются закалке с соответствующим отпуском. Попытки термич. обработки сваренных деталей- самолета обычными способами в обыкновенных закалочных печах как правило кончаются неудачей. Во время нагрева до f риш. детали оседают под влиянием собственного веса после выемки из печи, для закалки они снова оседают в ином направлении и наконец в процессе охлаждения детали снова коробятся вследствие одностороннего соприкосновения с закалочной средой. Такая сумма короблений обычно уже не допус- [c.53]

Практикой установлено, что при качественном выполнении сварки разрушение соединения стальных деталей происходит преимуш ественно в зоне термического влияния. Поэтому расчет прочности стыкового соединения принято выполнять по размерам сечения детали в этой зоне. Возможное снижение прочности деталей, связанное со сваркой, учитывают при назначении допускаемых напряжений. Например, при расчете полосы, сваренной встык (см. рис. 3.3) на растяжение [c.57]

Для пластичных материалов местные напряжения в условиях постоянной нагрузки не оказывают на прочность детали существенного влияния. [c.399]

Из всего изложенного следует, что наличие концентрации напряжений снижает усталостную прочность детали. Поэтому при проектировании машин следует стремиться к тому, чтобы влияние местных напряжений было сведено к минимуму. Достигается это, прежде всего, конструктивными мерами. Для ответственных деталей, работающих в условиях циклических напряжений, внешние обводы стремятся сделать возможно более плавными, радиусы закругления ио внутренних углах увеличивают, необходимые отверстия располагают в зоне пониженных напряжений и т. д. [c.401]

Так как при циклических напряжениях начало разрушения связано с образованием местной трещины, понятна та роль, которую играет в усталостной прочности детали состояние ее поверхности. Совершенно очевидно, что в случае чистой и тонко обработанной поверхности предел усталости возрастает. При грубой обработке наличие мелких поверхностных дефектов приводит к снижению показателей усталостной прочности. При этом для материалов, обладающих большой чувствительностью к местным напряжениям, влияние состояния поверхности будет более заметным. [c.402]

Степень влияния местных напряжений на прочность детали существенно зависит от характера нагружения и материала. При расчете конструкции из пластичных материалов, работающей в условиях статического нагружения, местными напряжениями пренебрегают. Это объясняется тем, что при росте нагрузки напряжения в зоне концентрации, достигнув предела текучести, не возрастают до тех пор, пока во всех соседних точках они не достигнут того же значения, т. е. пока распределение напряжений в рассматриваемом сечении не станет равномерным. Иначе обстоит дело при циклически изменяющихся напряжениях. Многократное изменение напряжений в зоне концентратора напряжений приводит к образованию и дальнейшему развитию трещины с последующим усталостным разрушением детали. Для оценки снижения прочности вводят эффективный коэффициент концентрации, равный отношению предела выносливости о 1 гладкого полированного образца к пределу выносливости образца с концентратором напряжений, абсолютные размеры которого такие же, как и у гладкого образца [c.248]

Во второй части книги были приведены сведения о расчетах на прочность при статическом действии нагрузки и краткие данные об определении напряжений при ударе. Для большинства деталей машин характерно, что возникающие в них напряжения периодически изменяются во времени в связи с этим возникает вопрос о расчете на прочность и установлении величин допускаемых напряжений при указанном характере нагружения. При действии переменных напряжений значительно существеннее, чем при постоянных напряжениях, сказывается влияние формы детали, ее абсолютных размеров, состояния и качества поверхности. Особое значение имеет форма детали и связанное с ней явление концентрации напряжений. Кратко ознакомимся с этим явлением, а затем рассмотрим вопрос о выборе допускаемых напряжений раздельно для статического и переменного во времени нагружения. [c.328]

При симметричном цикле переменных напряжений коэффициент запаса прочности устанавливается по величине предела выносливости детали. Влияние основных факторов (концентрации напряжений, масштабного фактора и состояния поверхности) на выносливость детали можно учесть общим коэффициентом [c.423]

Практика эксплуатации реальных деталей показывает, что из-за концентрации напряжений, неточности сборки, влияния среды и т. п. стадия разрушения, состоящая из возникновения и развития трещины, начинается задолго до исчерпания несущей способности детали. При этом прочность материала детали не реализуется. В результате постепенного роста трещины длительность процесса разрушения от начала до полного разрушения занимает 90 % времени жизни детали и более. Вот почему практически интересно не столько наличие трещины, сколько скорость ее роста в lex или иных условиях. В связи с этим основная задача механики разрушения — изучение прочности тел с трещинами, геометрии трещин, а также разработка критериев несущей способности элементов конструкций с трещинами. [c.728]

Степень влияния местных напряжений на прочность детали существенным образом зависит от характера нагружения. [c.484]

Коэффициент запаса для детали отличается от коэффициента запаса лабораторного образца, так как необходимо учесть влияние на усталостную прочность детали концентрации напряжений, абсолютных размеров детали и качества ее поверхности введением соответствующих поправочных коэффициентов. [c.594]

Такие виды обработки образуют остаточные деформации и изменение свойств материала детали на незначительную относительную глубину, распространяющуюся на сотые или десятые доли высоты или диаметра сечений. В результате разгрузки (после местной пластической деформации, увеличения объема вследствие химико-термического насыщения или структурных превращений вследствие закалки) в поверхностном слое образуются значительные остаточные напряжения сжатия, достигающие предела текучести и более высоких значений. Прочность поверхностного слоя увеличивается в некоторых случаях этот слой становится хрупким и возрастает влияние асимметрии цикла нормальных напряжений на усталостное разрушение. [c.156]

Статистическая оценка действующих в детали номинальных переменных напряжений и напряжений, характеризующих ее несущую способность (с учетом влияния концентрации, неравномерности распределения напряжений и размеров сечений) позволяет определить запас прочности в зависимости от вероятности разрушения для совокупности одинаковых деталей парка однотипных изделий. Для стационарно нагруженных изделий условие разрушения отдельных из них определяется вероятностью превышения амплитуды переменных напряжений ffa над пределом выносливости (ст-1)д, имея в виду их статистическое распределение, независимое друг от друга. Разность этих величин, если они описываются нормальным распределением [c.168]

Величина масштабного фактора зависит также от конфигурации детали, технологии ее изготовления и т. д. Поэтому приведенные на рис. 76 кривые не характеризуют полностью влияния размеров деталей на прочность при переменных напряжениях, а дают лишь прпближенпую оценку этого влияния. [c.266]

Влияние состояния поверхности детали. Усталостные трещины, как правило, начинаются от поверхности детали. Поэтому состояние поверхностного слоя оказывает существенное влияние на прочность при переменных напряжениях. Риски от мехатаческой [c.557]

Тогда ((Та)о и (та)э будут рзвны тзким предбльным амплитудам переменных напряжений при симметричном цикле для гладкого образца стандартных размеров (т. е. без влияния концентрации напряжения и размеров сечения), которые эквивалентны переменным номинальным напряжениям сТа и Та, действующим в данной детали при наличии концентрации напряжения, масштабного эффекта и асимметрии цикла. Запасы прочности соответственно будут равны [c.126]

Выражение (2.161) получено без vчeтa влияния концентраиии напряжений, размеров детали и ссстояния поверхностных слоев материала. Указанные факторы в большей степени влияют на прочность при переменных напряжениях и в меньшей степени на прочность при постоянном напряжении. Учитывая это обстоятельство, коэффициент запаса следует вычислять по выражению [c.205]

Такой подход к учету концентрации напряжений обусловлен несовпадением теоретически определяемых коэффициентов концентрации с действительным влиянием концентрации напряжени на усталостную прочность, так как при нахождении теоретических коэффициентов концентрации не учитываются структурные особенности материала, существенно влияющие на чувствительность последнего к концентрации напряжений. Влияние размеров детали учитывается коэффициентом влияния абсолютных размеров сечения [c.445]

На свойства металла оказывают влияние остаточные напряжения, возникающие от неодинаковой деформации различных частей деталей. Они вызываются и неоднородным составом металла, а также разным нагревом и охлаждением разнородных частей детали. Остаточные напряжения могут суммироваться с напряжениями, вызванными внешними силами, благоприятно или неблагоприятно, увеличивая или уменьшая прочность детали. Под действием остаточных напряжений деталь может покоро- [c.102]

Запасы прочности при сложном напряженном состоянии. Напряженное состояние в отдельных точках детали и его влияние на термопрочность наиболее надежно учитываются при экспериментальном определении разрушающей нагрузки. Приближенная расчетная оценка запасов прочности при сложном напряженном состоянии ведется по тем же формулам, что и при одноосном состоянии, но под дейсгвуюш ими напряжениями и деформациями (или их размахами) понимаются некоторые приведенные характеристики, вытекающие из соответствующей теории прочности. [c.100]

Внутренние напряжения первого рода, влияние которых особенно существенно, так К31К только они вызывают коробление детали п трещины, зависят не только от внешних факторов (скорость охлаждения, размер и форма детали н т. д.), но и от свойств металла. Если металл обладает малой пластичностью, то возникающие внутренние напряжения не разряжаются пластической деформацией, и если напряжения по величине превзойдут значение предела прочности, то возникнут трещины. [c.301]

Концентранпя напряжений оказывает на прочность детали различное влияние в зависимости от свойств материала и от характера [c.398]

Здесь 5= 1,0 1,3 — коэффициент, учитывающий ответственность детали (чем серьезнее последствия поломки детали, тем больше S) К = 1,2 1,5 — коэффициент, учитывающий точность расчета, т. е. степень соответствия расчетной схемы и величины расчетной нагрузки действительным условиям работы детали Т= 1,05 1,20 — коэффициент, учитывающий влияние трудно обнаруживаемых дефектов в материале заготовки детали для деталей из покоьок и проката Т = 1,05 1,10, для литых деталей Т = 1,15 1,20 М = 1,15-г-1,0 — коэффициент, учитывающий вероятную неоднородность качества материала детали и материала образцов, подвергающихся контрольным испытаниям F = 1- -4 — коэффициент, учитывающий влияние формы детали и концентрации напряжений в ней на усталостную прочность он определяется в соответствии со значением коэффициентов концентрации напряжения, которые выбираются из специальных таблиц или графиков. [c.155]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...