Пределы усталости при асимметричных циклах

Пределы усталости при асимметричных циклах можно приближенно определить по эмпирическим зависимостям между наибольшим напряже-. нием цикла, средним напряжением цикла <у и предельной амплитудой цикла Од. Например [c.284]

Предел усталости при асимметричном цикле, согласно уравнению (24), отвечает экспериментально наблюдаемому типу зависимости этой величины от среднего напряжения. Степень зависимости от асимметрии цикла зависит также от постоянной величины материала у. В данном случае уравнение (24) находится в соответствии с экспериментами. Более подробные эксперименты пока не проведены. [c.230]

Построение полных диаграмм усталости. Предел усталости при асимметричных циклах может быть выражен тем максимальным напряжением, при котором после заданного числа [c.85]

Диаграмма Хэя. Зависимость пределов усталости при асимметричных циклах строится в координатах амплитуда — среднее напряжение (фиг. 192). О А—предел усталости при симметричном цикле ОС — предел прочности при растяжении т = °Ь ОМ— предел текучести при Найденные при асимметричных циклах т значения предельных амплитуд = ЕО откладываются в виде ординат при средних напряжениях <3т цикла, которые являются абсциссами ОЕ. Кривая АОС, построенная по результатам испытаний, выражает зависимость предельных амплитуд напряжений усталости от средних напряжений цикла. [c.85]

Ниже приводится вывод формулы для определения эквивалентной нагрузки и эквивалентного числа циклов при расчете на изгиб зубьев шестерен с учетом режима с напряжением ниже предела усталости и асимметричности циклов напряжений. Положим, что зубчатая передача работает на трех режимах [c.336]

Испытания на усталость при асимметричных циклах проводят на специальных машинах. По результатам испытаний строят диаграммы предельных напряжений Ощах и Отщ = / ( т) (рис. 11) или предельных амплитуд цикла Оа = / [От] (рис. 12). Если на диаграмме предельных напряжений провести прямую под углом 45 к горизонтальной оси, 10 отрезок АВ даст значение среднего напряжения цикла, а отрезок ВС = ВО — значение предельной амплитуды, соответствующей пределу выносливости циклов с коэффициентом асимметрии г, расположенных на луче ОС. Через 0 обозначают предел выносливости отнулевого цикла, для которого г = 0. Всегда [c.34]

На основании этой теории удалось объяснить явление тренировки металла при напряжениях, близких к пределу усталости, показать связь между величинами пределов усталости при растяжении, сжатии, изгибе и кручении, установить зависимость между пределом усталости при одноосном нагружении и сложном напряжении, а также в условиях асимметричного цикла, вывести зависимость между пределом усталости гладких образцов и образцов с надрезом и объяснить природу влияния концентрации напряжения. [c.52]

В табл. 6 приведены значения пределов усталости 0 соединений втавр при асимметричном цикле, полученные [19] при испытании продольными силами. [c.853]

Этим методом может быть определен предел усталости не только при симметричном, но и при асимметричном цикле. Его применяют [c.28]

Описанные экспериментальные исследований весьма близко воспроизводят эксплуатационные условия. Однако их использование связано с необходимостью применения сложного специального оборудования, а также со значительными методическими трудностями реализации столь больших степеней стеснения при СТо > СГ0,2- Поэтому в качестве приближенного критерия оценки долговечности для поверочных расчетов можно принять величину предела усталости материала в коррозионной среде (например, в кипящей воде) при асимметричном цикле со средним напряжением, равным (0,8ч-0,9) СТо,2- [c.179]

В деталях котлов и трубопроводов при резком наборе или сбросе нагрузки, а также при аварийных остановках могут возникать напряжения, превышающие предел текучести. Повторное многократное приложение таких напряжений приведет к разрушению от малоцикловой усталости. Для этих напряжений обычно свойствен случайный характер изменения во времени при асимметричном цикле. В процессе изменения температурных напряжений возникает упругая деформация, упруго-пластическая статическая или упруго-пластическая деформация по механизму ползучести. Усталость в упругой области — малоцикловая усталость. Усталость в упруго-пластической области — малоцикловая усталость. При упруго-пластической деформации по механизму ползучести накладываются два процесса усталость и ползучесть. Величина термических напряжений и вызываемая ими деформация зависят от степени стеснения деформации. При свободном расширении равномерно нагреваемого стержня степень стеснения деформации отсутствует температурные напряжения равны нулю. [c.49]

При отсутствии экспериментальных данных пределы усталости пластичных металлов при асимметричных циклах могут быть приближенно определены по известным сг , а , сг и сг [c.140]

Если при данной температуре сопротивление испытуемого материала ползучести мало, то при асимметричном цикле ограничивающим фактором явится ползучесть. Чем выше среднее напряжение цикла, тем при меньшей амплитуде напряжении оказывается превзойденной допустимая деформация. Для материала с высоким пределом ползучести предельные напряжения обусловливаются пределами усталости. [c.291]

В случае появления напряжений выше предела усталости разрушающее действие могут оказывать и напряжения (какая-то их часть) ниже предела усталости. Поэтому в расчет при симметричных циклах нагружения рекомендуется включать напряжения, начиная со значений (0,6 0,8) а 1, в зависимости от свойств стали, условий нагружения и других факторов [193—195]. При асимметричных циклах в расчет на ограниченную долговечность [c.86]

Для определения запаса прочности детали, в которой напряжения изменяются по асимметричному циклу, надо иметь предельную диаграмму усталости, т. е. пределы усталости при различных асимметричных циклах. Во многих случаях при расчете детали для данного материала такой диаграммы не имеется. Объясняется это большой трудоемкостью испытаний, необходимых для построения этих диаграмм, и тем, что большинство усталостных машин позволяет нагружать образцы только симметрично изменяющимися напряжениями. Поэтому в расчетной практике пользуются схематизированными приближенными диаграммами, которые строятся по ограниченному фJ,J, 2 [c.329]

Основными характеристиками, необходимыми при оценке малоцикловой прочности, являются 1) диаграмма статического деформирования со всеми стандартными величинами прочностных свойств (предел пропорциональности, текучести, прочности) и свойств, характеризующих пластичность (равномерное и полное удлинение, коэффициент поперечного сужения) 2) диаграммы циклического деформирования при симметричном жестком и мягком нагружениях с величинами параметров обобщенной диаграммы деформирования 3) кривые усталости при малоцикловом мягком и жестком нагружениях при симметричном и асимметричном циклах. [c.210]

В заключение настоящей главы следует отметить, что литературные сведения по всем рассмотренным выше основным вопросам, связанным с величиной демпфирования, еще весьма скудны. Общими недостатками опубликованных работ являются отсутствие данных по лопаточным маркам сталей, узкий диапазон напряжений, в котором проводились исследования, крайне недостаточное количество данных по демпфированию при характерных для лопаток изгибных колебаниях в условиях симметричного и асимметричного циклов нагружения и т. п. Особенно досадно почти полное отсутствие исследований при высоких уровнях напряжений (вблизи пределов усталости). [c.28]

Для рабочих лопаток турбин характерно асимметричное нагружение, при котором переменные вибрационные напряжения сравнительно небольшой амплитуды реализуются на фоне достаточно высоких средних напряжений вызванных вращением и изгибом от аэродинамической нагрузки (см. рис. 16.10). Отношение минимальных напряжений к максимальным (рис. 16.14) в цикле нагружения называется коэффициентом асимметрии цикла R . В частности, для симметричного цикла Rg = -1 и именно этим определяется обозначение предела усталости a j. Нагружение рабочих лопаток турбин характеризуется положительной асимметрией цикла, которая снижает сопротивление усталости, Влияние асимметрии устанавливается для каждого материала экспериментально и представляется в виде диаграммы предельных амплитуд цикла (рис. 16.15), по оси абсцисс которой откладывают среднее напряжение, а по оси ординат — амплитуду напряжений Од. Сама кривая является геометрическим местом точек заданной 1 усталостной долговечности. В частности, для случая отсутствия разрушения кривая будет проходить через точки Од = и , [c.437]

Испытания на усталость проводили при температурах +20 и —32° С на гидропульсаторе при изгибе по асимметричному циклу R = 0,2) и частоте 320 цикл/мин. Испытания (рис. 134) показали, что неблагоприятное влияние приварок проявляется резче у стали повышенной прочности (пп). В результате пределы выносливости при положительной температуре составили 17 и 14 кгс/мм для балок с накладками (для неупрочненной и упрочненной стали) и [c.217]

Метод определения предела выносливости по критическому напряжению предложен применительно к симметричным циклам нагружения, имеющим наибольшее распространение при испытаниях на усталость образцов металла. При испытаниях натурных деталей для приближения условий испытаний к условиям эксплуатации приходится часто пользоваться асимметричным циклом нагружения поэтому была проведена проверка влияния статической составляющей асимметричного цикла на изменение критического числа циклов. [c.178]

При действии переменных напряжений с асимметричным циклом характер диаграммы предельных напряжений (рис. 256) зависит от соотношения пределов усталости, ползучести и текучести [145]. [c.291]

Поскольку многие детали работают в условиях повторно-пе-ременных нагрузок (например, коленчатые валы в условиях симметричного цикла, шатуны в условиях асимметричного цикла и т. д.), в настоящее время часто проводят расчет по пределу выносливости. Поэтому испытания на усталость приобретают все большее значение. В справочниках и в литературе наряду с механическими свойствами, определенными при испытаниях на растяжение и на ударную вязкость, указывают значения предела выносливости. [c.132]

Асимметрия цикла. Во многих случаях, кроме циклической доставляющей напряжения, имеется статическая (постоянная) составляющая, т.е. нагружение происходит асимметрично. При возрастании статической составляющей напряжений циклические напряжения, приводящие металл к разрушению, снижаются, так как фактически разрушение определяется суммированием статических и циклических напряжений. Наиболее простой случай одновременного статического и циклического нагружения— наложение статического растяжения (или сжатия) при циклическом одноосном растяжении—сжатии. В этом случае напряжения алгебраически складываются и металл подвергается асимметричному растяжению—сжатию, пульсирующему растяжению или пульсирующему сжатию. На рис. 104, 105 представлены так называемые полные диаграммы усталости сплавов ВТЗ-1 и Ti-6 % Al—4 % V (типа сплава ВТ6) при различных температурах и различной концентрации напряжений (круговой надрез) [95 и др.]. Эти диаграммы представляют зависимость разрушающих циклических напряжений, которые уменьшаются при наложении возрастающего статического напряжения растяжения. Предельной точкой этих диаграмм является величина статического напряжения, равная пределу текучести материала, когда практически нулевые циклические напряжения могут привести к разрушению. Циклическая состав- [c.169]

К приближённому определению пределов усталости при асимметричных циклах прибегают главным образом при расчёте прочности деталей, когда нет опытных данных. В это.м случае, однако, важно определить хотя бы приближённо предел усталости при наличии концентрации напряжений. [c.86]

Если для оценки влияния концентрации напряжений воспользоваться эффективными ко-эфициентами концентрации, установленными при симметричном цикле Kf, то [15/1.37] пределы усталости при асимметричных циклах и при наличии концентрации напряжений с хорошим приближением могут быть вычислены по уравнению [c.86]

Предел усталости при асимметричном цикле Ог- Усталостная прочность серых чугунов прп работе по асимметричному циклу значительно выше их прочности прп работе в условиях симметричных циклов нагружения вследствие более высокого сопротивления чугунов действию сжимающих напряжений но сравнению с растягивающими напряжениями. В области средних сжимающих нанряжений имеет место значи- [c.680]

Пределы усталости при асимметричных циклах можно приближенно определить по эмпирическим зависимостям между наибольщим напряжением цикла средним напряжением [c.278]

Эти же результаты часто представляют в виде диаграммы предельных амплитуд напряжений, показанной на рис. 2.6 и характеризующей зависимость между предельными амплитудами (откладываемыми по оси ординат) и средними напряжениями цикла (откладываемыми по оси абсцисс). Построение этих диаграмм можно производить двумя способами. При первом способе сохраняют постоянным среднее напряжение цикла для всех образцов данной серии, а меняют амплитуду напряжений при переходе от одного образца к другому. Кривую усталости при этом строят, откладывая значения амплитуд напряжений по оси ординат и число циклов до разрушения (или до появления трещины заданных размеров) по оси абсцисс. В результате находят предельную амплитуду напряжений при асимметричном цикле под которой понимается то наибольшее значение амплитуды, которое при заданном среднем напряжении не вызывает еще разрушения до базы испытания. При втором способе сохраняют постоянным для всех образцов данной серии коэффициент асимметрии цикла R, меняя при переходе от образца к образцу и но так, что циклы остаются подобными R — onst). Под предельной амплитудой в данном случае понимают то наибольшее ее значение, которое при заданном коэффициенте асимметрии не вызывает разрушения до базы испытания. Под пределом выносливости при асимметричном цикле r и в том и в другом случае понимают наибольшее значение максималь-30 [c.30]

На основании рассмотрения экспериментальных кривых предельных значений амплитуд асимметричных циклов автором [3 ] был предложен способ построения приближенной диаграммы по двум усталостным характеристикам пределу усталости при симметричном цикле ст 1 и пределу усталости при пульсирующем цикле 0о. В этом случае до некоторой величины среднего (статического) напряжения кривую предельных значений амплитуд напряжений при асимметричном цикле в координатах а (фиг. 2) схематизированно можно представить в виде прямой, тангенс угла наклона которой с осью абсцисс [c.329]

Omti — предел выносливости (малоцикловой усталости) при асимметричном растяжении гладкого (/С(=1) или надрезанного (/С/=2,2-н2,6) образца — наибольшее иапряженне цикла, при котором не происходит разрушения при заданной базе испытания [c.79]

Исходя из выражения (6.14) для предельной амплитуды с учетом ее зависимости от среднего напряжения цикла вт и вводя в рассмотрение отношение (сг 1)д/0 1 (что характеризует переход от сопротивления усталости гладких образцов к сопротивлению усталости конструктивных элементов), получаем зависимость для определения предела выносливости детали при асимметричном цикле [c.127]

Если образцы из того же материала подвергнуть испытанию на изгиб при каком-либо асимметричном цикле (например, отнулевом), то кривая усталости расположится выше полученной при симметричном цикле (пунктирная линия на рис. 1.6). Следовательно, минимальным является предел выносливости при симметричном цикле, т. е. этот цикл является наиболее опасным. При отнулевом цикле соответс вующие пределы вынос тивости обозначают Tq и - q. (Здесь знак О указывает на значение коэффициента Л = 0). [c.19]

Если испытания на усталость проводятся при асимметричном цикле напря кеиий с постоянным коэффициентом асимметрии R (при изменяющемся среднем значении напряжения цикла От), то в формулах (6.16)—(6.27) вместо Оа следует подставить максимальное напряжение цикла Ощах и вместо o i — предел выносливости ар. В случае испытаний при Ощ = onst в указанных формулах вместо r j нужно поя ставить предельную амплитуду цикла соответствующую неограниченной долго вечности. [c.146]

Влияние переменных напряжений на деформационную способность материала при асимметричном цикле нагружения. Наложение переменных напряжений на статические оказывает влияние не только на процесс прогрессирующего разрушения, но и на формирование деформаций ползучести и пластичности. Форма кривых ползучести при асимметричном цикле подобна форме кривых ползучести, полученных при постоянном статическом напряжении (рис. 2.39). Повышение сга приводит к ускоренному накоплению деформаций в основном на первой стадии ползучести, на которой основным механизмом является сдвиг по плоскостям скольжения. Заметим, что небольшие напряжения а , которые не превышают 0,2(Тт, вызывают торможение процесса ползучести в сплаве ХН62МВКЮ при Т = 850° С. На кривых усталости сплава ХН62МВКЮ область таких значений da совпадает с участком кривой за переломом (вертикальные линии на рис. 2.26). Выход диаграммы усталости, построенной в координатах 0а/а-ь 0ш/(Тдл за предел ат/одл=1 (рис. 2.31) является следствием упрочняющего влияния наложения переменных напряжений в связи со снижением уровня ползучести в материале. [c.71]

Образцы из стали ЗОХГСНА и дюралюминия Д16Т подвергали термообработке при тех же режимах, что и образцы для испытания на усталость и статическое растяжение. Образцы из стали 12Х18Н9Т испытывали без термообработки. Предел статической выносливости определяли на базе 10 ООО—15 ООО циклов при асимметричном цикле растяжением и при постоянном минимальном напряжении 2,5 кгс/мм . Частоту приложения нагрузки выдерживали постоянной (4—6 циклов в минуту). [c.50]

При испытаниях без выдержки, когда влиянием длительности нагружения можно пренебречь, учет асим.метрии может производиться-по аналогии с обычной (многоцикловой) усталостью. Если среднее напряжение От равно нулю, разрушение при данном числе циклов N произойдет при амплитуде симметричного цикла (5ар)-ъ При больших значениях среднего растягивающего напряжения разрушающая амплитуда а р будет уменьшаться и при = 0д станет равной нулю. Если максимальной температуре Т ах соответствует растяжение, то 0ДЛ равно пределу длительной прочности, если сжатие, то в качестве 0дд следует принимать предел прочности на сжатие при Тгаах- По вналогии С УСЛОВИЯМИ усталостного разрушения при асимметричных циклах принимают [c.116]

Ранее указано, что повреждаемость в обоих полуциклах минимальна при таком сдвиге петли а—е вверх, при котором максимальное и минимальное напряжения цикла находятся примерно в одинаковом соотношении с пределом текучести материала соответственно при температуре /тш и imax. При этом цикл нагружения асимметричен как по напряжениям, так и по деформациям. Поскольку при неизотермическом нагружении понятие симметричного и асимметричного цикла должно быть основано не только на величинах предельных напряжений и деформаций в цикле, но и на соотношении долей повреждаемо1Сти, то и уравнения типа (5.87) — (5.90) для термической усталости оказываются непригодными. Кроме того, по-прежнему остается неясным, при какой температуре следует определять механические свойства Е, ф, (Тв, если температура в цикле изменяется от тш до тах- [c.156]

Воздействие коррозионной среды. Известно, что материалы одного класса, имеющие различные прочностные и усталостные характеристики на воздухе, почти не отличаются по коррозионной усталости в воде. Например, коррозионно-усталостная прочность мягких и высокопрочных перлитных сталей в пресной воде составляет 11—15 кгс/мм , а усталостная прочность этих сталей на воздухе находится в более широких пределах 22—77 кгс/мм . Испытания сталей 16ГНМ и 22К в условиях асимметричного цикла нагружения при 100° С показали [12], что при одинаковых относительных статических нагрузках Оо/Оп,2 сталь 16ГНМ имеет предел усталости на 10—15% меньше, чем сталь 22К. Относительная кор-розионно-усталостная прочность сталей 22К и 16ГНМ в условиях асимметричного цикла хорошо согласуется с данными повреждаемости барабанов, изготовленных из этих сталей. [c.15]

Испытания образцов в термоупрочненном состоянии проводились при 20 и 400° С с подгрузкой 25 и 20 кгс/мм соответственно. Асимметрия цикла при аст=25 кгс/мм существенно снижает сопротивление усталости сплава. Разность уровней предела выносливости при симметричном и асимметричном циклах практически не зависит от режима термообработки и равна 17—18 кгс/мм (рис. 129). Следует отметить очень большой разброс значений долговечности (до 200 раз) образцов во всех [c.277]

Согласно испытаниям кольцевых стальных образцов с залитым баббитом на изгиб при асимметричном знакопеременном цикле напряжения, предел выносливости баббитов при нормальной температуре не выявляется на базе 100 млн. циклов. Ограниченные пределы сопротивления усталости оловянно-свинцовых баббитов ниже, чем у баббита Б83. Предел выносливости баббитов на свинцовой основе при нормальной температуре ниже, чем у баббита Б83, но в тяжелых условиях работы при повышенных температурах сопротивление усталости их выше, чем у высокооловянных баббитов. В случае тонкостенных вкладышей с тонким слоем заливки это объясняется более благоприятной структурой, о чем подробнее сказано ниже. [c.232]

Третья область — усталостного разрушения — наблюдается при числе циклов N > 10 4-10 . С уменьшением напряжения число циклов до разрушения N растет, при этом результаты испытаний при фиксированных значениях амплитуды подвержены значительному разбросу и описываются асимметричными законами распределения (логарифмически нормальным, Вейбулла). На рис. 2.2 линия А А , называемая левой ветвью кривой усталости, соответствует средним значениям N. В точке с координатами Nq) для образцов из углеродистых сталей наблюдается точка перелома. Напряжение а — предел выносливости при испытании симметричным циклом нагрузки — характеризуется тем, что при а, < a i усталостное разрушение невозможно. (Речь идет, конечно, о средних значениях а , так как при Nq случайная величина j аппроксимируется законом )аспределения Вейбулла, усеченным нормальным законом и т. п. [47].) [c.37]

При циклических (переменных) нагрузках (рис. 1.2) за предельное напряжение принимается предел выносливости (усталости) соответствующего цикла нагружения (симметричного t i, пульси> рующего ао или асимметричного Ог (рис. 1.3) . [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...