Амплитуда цикла напряжений

Амплитуда цикла напряжений 254 [c.356]

Неровности, являясь концентраторами напряжений, снижают сопротивление усталости деталей, особенно при наличии резких переходов, выточек и т. п. Так, при уменьшении параметра шероховатости поверхности впадины нарезанной или шлифованной резьбы болтов от = 1,0 мкм до Ra == 0,1 мкм допускаемая предельная амплитуда цикла напряжений увеличивается на 20—50 %, причем в большей степени для болтов из высокопрочных легированных термически обработанных сталей и в меньшей —для болтов из низколегированных и углеродистых сталей, что объясняется большей чувствительностью ле/ ированных сталей к концентрации напряжений. [c.195]

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]

Здесь а а и х — амплитуды циклов напряжений при изгибе (см. рис. 1.3, а) и кручении (см. рис. 1.3,6) с заменой на и на [c.26]

Предельные амплитуды циклов напряжений для образцов из алюминиевых сплавов с концентратором напряжений [c.12]

Уменьшение амплитуды цикла напряжений, действующих в детали или образце, может быть простейшим объяснением явления остановки развития усталостной трещины. При этом не имеет значения причина, вызывающая такое уменьшение переход на более низкий уровень рабочей нагрузки при мягком режиме нагружения или уменьшение жесткости детали, работающей в цикле с заданной амплитудой деформации. Важно только, чтобы это уменьшение действующих напряже- [c.30]

Оа=190 МПа на базе испытаний 10 циклов и обнаружения поверхностных усталостных трещин производили повторное нагружение этих образцов с более высокими амплитудами цикла напряжений. Как показывают результаты этих опытов (см. табл. 3, образцы 1—4), повторное нагружение с амплитудой цикла напряжений 195 МПа не приводит к поломке образцов и росту имеющихся поверхностных трещин. Образцы, нагруженные повторно с амплитудой цикла 200 и 210 МПа, сломались только после 4,5-10 и 2,3-10 циклов нагружения соответственно. Образец, выдержавший без разрушения по I циклов повторного нагружения с амплитудой напряжения 190, 195 и 200 МПа, разрушился только при амплитуде 205 МПа. Следовательно, можно считать доказанным, что для исследуемой стали преодоление трещиной упрочненной зоны у ее вершины возможно только при увеличении уровня циклических напряжений. [c.35]

Н. Фрост показал, что минимальная амплитуда цикла напряжений, которая может вызвать рост уже имеющейся усталостной трещины, зависит от ее размера. Если размер трещины мал по сравнению с габаритами образца или детали, справедливо следующее эмпирическое соотношение [c.110]

Качественно аналогичные результаты были получены при исследованиях перехода на более высокий уровень амплитуды цикла напряжений для образцов с нераспространяющимися усталостными трещинами, причиной возникновения которых было поверхностное упрочнение вершины концентратора напряжений. [c.136]

Теоретическая разработка вопроса о влиянии остаточных напряжений, возникающих при поверхностном пластическом деформировании, на сопротивление усталости была сделана И. В. Кудрявцевым. Показано, что относительный предел выносливости, измененный под воздействием остаточных напряжений, может быть определен с учетом интенсивности амплитуды цикла напряжений, а также относительных средних напряжений цикла и остаточных напряжений, действующих в тех же плоскостях, что и главные напряжения повторного нагружения. Свойства материала учитываются поправочным коэффициентом, меняющимся от нуля (для пластических материалов) до 0,4 (для хрупких материалов). [c.140]

Испытывались на чистый изгиб с вращением до разрушения гладкие образцы диаметром 9 и 14 мм с дефектом, нанесенным сверлом диаметром 0,3 мм на глубину 0,3 мм. Гладкие образцы испытывались при амплитудах цикла напряжений, равных 260, 240, 220, 200 и 180 МПа, при которых было испытано 16, 18, 10,6 и 7 образцов соответственно. Образцы с дефектом испытывали при амплитудах 260, [c.30]

Уравнения (15) и (17) дают возможность привести значения у к одному уровню амплитуды цикла напряжений в соответствии с формулой [c.33]

Повышение предельной амплитуды цикла напряжений 1 (2-я) — 444 [c.20]

Это отношение называется коэфициентом асимметрии цикла или коэфициентом амплитуды. Цикл характеризуется также амплитудой цикла напряжений [c.71]

Рис. 3. Профиль метрической резьбы по ГОСТу 9150—59 (а) и зависимость предельной амплитуды цикла напряжений Оа от величины радиуса Я закругления впадины резьбы болта М12 X 1,5 (б)

Волнистость и шероховатость нарушают герметичность ответственных соединений. Неровности, являясь концентраторами напряжений, снижают усталостную прочность деталей, особенно при наличии резких переходов, выточек и т. п. Так, при уменьшении шероховатости нарезанной или шлифованной резьбы болтов с 7 до 10-го класса чистоты предельная амплитуда цикла напряжений увеличивается на 20—50%, [c.356]

В табл. 6.2 приведен пример вычисления выборочного среднего и дисперсии логарифма числа циклов до разрушения образцов из сплава В95 при амплитуде цикла напряжений Оа = 285 МПа по данным табл. 6.1. [c.140]

Значения долговечности образцов нз сплава ВЙБ при амплитуде цикла напряжений — 210 МПа [c.142]

Функцию (й (х) для учета изменения условной дисперсии величины у = g N по формуле (5.68) подбирают на основании анализа опытных данных. С этой целью строят график зависимости выборочной дисперсии величины у = lg N от амплитуды цикла напряжений Оа и аппроксимируют степенной функцией [c.147]

Рис. 6.7. Зависимость выборочной дисперсии величины у = й N от уровня амплитуды цикла напряжений

Статистический анализ результатов испытаний па усталость, не учитывающий переменность дисперсии логарифма числа циклов до разрушения с изменением уровня амплитуды цикла напряжений, не дает достоверных кривых усталости для низких значений вероятностей разрушения и практически не отражается на медианной кривой усталости [24]. [c.153]

По результатам испытаний на усталость На 4—6 уровнях амплитуды цикла напряжений строят семейство кривых эмпирической функции распределения долговечности на вероятностной сетке. Подобные кривые для образцов из сплава В95 по данным табл. 6.1 приведены на рис. 6.3. [c.154]

По построенной таким образом априорной кривой усталости объекта будущих испытаний на усталость устанавливают уровни амплитуд цикла напряжений, входящих в формулы (6.40) и (6.42). Верхний уровень выбирают с учетом требования на протяженность кривой усталости в зону низкой долговечности, однако при этом напряжении медиана числа циклов до разрушения не должна быть ниже 5-10 + + 10 циклов, т. е. долговечность при испытании должна определяться областью многоцикловой усталости. [c.160]

Остальные уровни амплитуд цикла напряжений ири испытании выбирают в диапазоне между максимальным и минимальным уровнями через равные интервалы. [c.160]

Начинать испытания следует с промежуточных уровней и ири необходимости производить их корректировку. Для уточнения предела неограниченной выносливости объектов, имеющих горизонтальный участок на кривой усталости, ири амплитуде цикла напряжений 0,95—1,05 величины предела выносливости необходимо испытать до базовой долговечности дополнительную группу образцов объемом 10—20 % от п, но не менее трех. [c.160]

При построении семейства кривых усталости для достаточно широкого диапазона вероятностей разрушения (0,01 < Р 0,99) испытания целесообразно проводить иа пяти уровнях амплитуды напряжений. Минимальный уровень амплитуды выбирают с таким расчетом, чтобы до базового числа циклов разрушилось 5—15 % объектов, испытуемых на этом уровне амплитуды цикла напряжений. На следующем (в порядке возрастания) уровне должно разрушаться около 40—60 % объектов испытаний, т. е. этот уровень примерно соответствует медиане предела выносливости для принятого базового числа циклов. [c.163]

Один из современных подходов к объяснению эффекта прекращения роста усталостной трещины при уменьшении амплитуды цикла напряжений основан на явлении так называемого закрытия трещины. Он состоит в следующем. Изменение скорости роста трещины, связанное с изменением амплитуды напряжений, зависит от амплитуды коэффициента интенсивности напряжений ЛК. Однако величина АК, определенная по полному размаху напряжений, не является действительной, определяющей рост трещины, поскольку трещина не остается открытой на протяжении всего цикла нагружения [20]. Возникновение зоны пластической деформации у вершины трещины при максимальном растягивающем напряжении знакопостоянного цикла ведет к образованию остаточных напряжений сжатия, которые при разгрузке могут закрыть трещину [14]. При знакопеременном цикле напряжений трещина закрывается при действии сжимающих напряжений цикла, однако и в этом случае эффект возникновения зоны пластической деформации у вершины трещины приводит к более раннему ее закрытию. Истинная скорость распространения усталостной трещины зависит от так называемого эффективного размаха коэффициента интенсивности напряжений АКпф, определяемого по части цикла нагружения, в которой трещина находится в открытом состоянии. [c.31]

Критическое условие распространения трещины до излома ири вторичном напряжении ниже исходного предела выносливости определяется уравнением о"/ = С, где /г = 3 С = 4-10 . Однако большинство исследованных трещин, начав развиваться ири вторичном нагружении ниже предела выносливости, затем снова останавливались. Длина такой нераснространяющей-ся трещины зависит от длины исходной усталостной трещины амплитуды цикла напряжений на уровне выше предела вьшос-. ливости, ири котором была выращена исходная трещина, и амплитуды цикла напряжений на уровне ниже предела выносливости, при котором происходили испытания образцов с исходной трещиной. Зависимости длины нераспространяющихся усталостных трещин при различных сочетаниях первого и второго уровней амплитуд цикла напряжений приведены на рис. 49. [c.116]

При одной и той же длине I2 исходной усталостной трещины, выращенной при различных первичных амплитудах цикла напряжений аь длина нерасиространяющейся трещины, получающейся при одной и той же вторичной амплитуде цикла на-напряжений 02, тем больше, чем выше первичная амплитуда напряжений а (рис. 49, а). Длина li нерасиространяющейся усталостной трещины, возникающей в образцах с одинаковыми исходными трещинами длиной I2, выращенными при одной и той же первичной амплитуде напряжений oi, тем меньше, чем ниже амплитуда вторичного напряжения аг (рис 49,6). Кроме того, длина I2 исходной трещины, выращенной при одной и той же первичной амплитуде напряжений oi, с которой начинается рост трещины при вторичной амплитуде напряжений 02, тем больше, чем меньше значение 02- [c.117]

Полученные зависимости можно объяснить следующим образом. При одной и той же длине исходной усталостной трещины, выращенной при различных напряжениях оь размер поврежденной зоны (зоны пластической деформации) у вершины такой трещины тем больше, чем выше напряженке Оь При одном и том же уровне вторичных напряжений ог трещина распространяется тем легче, чем больше зона пластической деформации у вершины исходной трещины. При этом выход треи1,ины из этой поврежденной зоны в неповрежденную затруднен, а для некоторого уровня вторичных напряжений не-возмо кен. Отсюда получается зависимость длины 1 нераспро-страняющейся усталостной трещины от амплитуды цикла напряжений О] выращивания исходной трещины. [c.118]

Глубина нераспространяющейся усталостной трещины увеличивается с ростом уровня амплитуды или максимальных напряжений цикла нагрузки, причем тем интенсивнее, чем больше коэффициент асимметрии цикла нагружения. Детали с усталостными трещинами одного размера могут выдерживать без разрушения тем более высокие амплитуды цикла напряжений,, чем больше среднее напряжение цикла смещено в сторону сжатия. На рис. 56 приведены зависимости глубины нераспро-страняющнхся усталостных трещин, возникших в призматических образцах (40x40 мм) с концентратором напряжений из стали 45 при асимметричном цикле нагружения с различными напряжениями сжатия. Увеличение среднего сжимающего напряжения снижает рост размера нераспространяющейся усталостной трещины. [c.136]

Фиг. 80. Предельные значения амплитуды цикла напряжений (j ) для болтов М10 — МЗО, изготовленных из стали с = 45—55 кгШм.

Оценка параметров логарифмически нормального распределения по цензурированной выборке. В случае усталостных испытаний при сравнительно низком уровне амплитуды цикла напряжений часть образцов серин не разрушается за базовое число циклов и обычно снимается с дальнейших испытаний. Таким образом получается цензурированная справа выборка. В табл. 6.1 приведены ряды распределения цензурированных выборок, образовавшихся при амплитудах цикла напряжений Од = 210 МПа и Оа = 190 МПа. Оценку математического о кидания, среднего квадратического отклонения, границы доверительных интервалов для этих числовых характеристик находят по формулам (2.26), (2.27), (2.45) и (2.54). [c.141]

При асимметричном цикле нагружения с постоянным значением среднего напряжения (Ощ = onst) в формулах (6.40) и (6.42) следует заменить величину a i на оценку медианы предельной амплитуды цикла напряжений для принятой базы (Р а)з а величину на относительную среднюю квадратическую ошибку определения медианы предельной амплитуды [c.157]

Эффективность планирования испытаний на усталость в значительной степени вависит от степени достоверности предварительного построения медианной кривой усталости по справочной информации, на основании которой назначают уровни амплитуд цикла напряжений для испытания элементов на усталость, а также предварительно оценивают величину медианы предела ограниченной выносливости, входящую в формулы (6.40) и (6.42). [c.157]

Нижний уровень амплитуды цикла напряжений для объектов испытаний, имеющих горизонтальный 5щасток на кривой усталости, выбирают равным расчетному значению предельной амплитуды ио формуле (6.52). Для элементов из магниевых, алюминиевых, титановых и других сп.чавов, у которых отсутствует горизонтальный участок на кривой усталости, нижний уровень амплитуды цикла напряжений выбирают из диапазона 1,0—1,2 от оценки предельной амплитуды для принятой базы испытания ио формуле (6.46). В случае выбора левой границы указанного диапазона отпадет необходимость экстраполяции кривой усталости в область базовой долговечности, что нри принятом уровне ошибки определения предела выносливости приводит к снижению общего числа испытуемых объектов и к увеличению машинного времени испытаний на нижнем уровне напряжений. И наоборот, выбор правой границы диапазона для нижнего уровня амплитуды цикла вызовет потребность экстраполяции кривой, что при заданном уровне ошибки приведет к увеличению числа объектов испытаний и снижению машинного времени, которое в основном определяется временем испытания на нижнем уровне напряжения. [c.160]

По формуле (6.41) вычисляем значения средней нз планируемых амплитуд цикла напряжений при нспытанни [c.161]

Задаемся тремя уровнями амплитуд цикла напряжений при нспытанни. Верхний урп Beifb Од, = 300 МПа. что соответствует долговечности 7.5-10 циклов по априорной крив... усталости, НИ5КНИЙ уровень принимаем равным оценке предела выносливости о — 185 МПл, средний уровень = 240 МПа. [c.162]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...