Основы расчета на усталость

Все стали можно рассматривать как некоторую единую группу материалов, ибо все они имеют так называемый предел выносливости, при котором, начиная с некоторого момента, не происходит дальнейшего уменьшения прочности при увеличении количества циклов (см. рис. 3). Предел выносливости обычно достигается при числе циклов от половины до одного миллиона для гладких образцов, но часто при несколько большем числе циклов для образцов с концентраторами напряжений. Существование такого предела, естественно, привлекло значительное внимание к данному аспекту явления усталости и обычно этот предел лежит в основе расчетов на усталость. [c.34]

Как известно, в основу расчета на усталость положена гипотеза о суммировании повреждений металла детали, возникающих под действием переменных нагрузок. [c.64]

В основу расчета на усталость положены статистические данные по нагрузочным режимам, полученные при испытаниях в различных условиях эксплуатации [1У.8]. На рис. IV. приведены кривые распределения крутящего момента и напряжений кручения в полуоси 2,5-тонного автомобиля при движении по разным дорогам. Отдельные кривые соответствуют движению 1 — по дорогам с твердыми покрытиями за городом 2 — по магистральным улицам в городе 3—по грунтовым дорогам удовлетворительного состояния 4 —. по целине (сухой суглинок с кочками) 5 — по мокрому лугу. Учтены все режимы движения и трогания с места, переключение передач и др. Нагрузка в кузове 2,5 т. [c.74]

ОСНОВЫ РАСЧЕТА НА УСТАЛОСТЬ [c.84]

Для того, чтобы не допустить усталостного выкрашивания рабочих поверхностей зубьев закрытых зубчатых передач, выполняется проектный расчет на усталость по контактным напряжениям. Определив на основе этого расчета размеры колес и параметры зацепления, выполняют затем проверочный расчет на усталость зубьев по напряжениям изгиба, чтобы установить,не появляется ли опасность усталостного разрушения зубьев, приводящая к излому. Как правило, такая проверка показывает, что напряжения изгиба в зубьях, рассчитанных на контактную прочность, оказываются ниже допускаемых. Тем не менее при выборе слишком большого числа зубьев колес или применении термохимической обработки поверхностей зубьев до высокой твердости (выше НРС 45) опасность излома зубьев может возникнуть. Для предотвращения этого следует размеры зубьев определить из расчета их на усталость по напряжениям изгиба. [c.449]

Основы расчета на статическую прочность изучают в курсе Сопротивление материалов . Общие методы расчетов на статическую прочность, а также расчеты на сопротивление усталости и контактную прочность здесь рассматривают в применении к конкретным деталям, уделяя особое внимание выбору расчетных схем и значений коэффициентов запаса прочности или допускаемых напряжений. [c.30]

Выше уже упоминалось, что при расчетах на усталость в условиях трехосного напряженного состояния, возникающего, например, в зонах контактных напряжений или в толстостенных резервуарах и цилиндрах с днищами (на основе силовой модели), практически невозможно учесть влияние шаровой части тензора напряжений. Ввиду этого подобные расчеты должны, с нашей точки зрения, проводиться не на основе силовой, а на основе энергетической модели длительного разрушения, где косвенный учет указанного фактора возможен при использовании уравнения повреждений типа (3.54). [c.129]

По окончании всех испытаний строят кривую усталости, соответствующую средним долговечностям, определенным на каждом из уровней нагрузки, т. е. кривую 50%-й вероятности выхода из строя. Дополнительно используя значения дисперсий для тех же уровней, можно с помощью методов математической статистики построить кривые усталости, отвечающие нулевой, а также 100%-й вероятности выхода из строя. Кроме того, можно построить, например, кривую усталости 10%-й вероятности выхода из строя, что отвечает 90%-й вероятности невыхода из строя. Эту кривую чаще называют кривой усталости при 90%-м обеспечении несущей способности. Именно эта кривая положена в основу расчетов на усталостную (динамическую) грузоподъемность подшипников качения. По этой же кривой подбирают и параметры уравнения (21.13). На рис. 21.4 изображены четыре кривые усталости, отвечающие 100%, 90%, 50% и 0% обеспечения несущей способности. [c.385]

Основы расчетов на сопротивление усталости [c.7]

Формула (5.5), предложенная С. В. Серенсеном [53], лежит fe основе детерминистических методов расчета на усталость при регулярном переменном нагружении деталей машин во всех отраслях машиностроения. [c.162]

На основе указанного подхода разработаны нормативные методы расчетов на усталость деталей в станкостроении [38]. [c.184]

Расчет на усталость стальных цилиндрических зубчатых передач внешнего зацепления стандартизован ГОСТ 21354—81. В курсе Детали машин изучают основы такого расчета. Коэффициенты, общие для расчета на усталость при изгибе и контактную усталость активных поверхностей зуба обозначают буквой /С соответственно с индексами Р или Н. Специфические коэффициенты для расчета на усталость при изгибе обозначают буквой а на контактную усталость — буквой 2, [c.99]

Расчет на усталость можно проводить в двух вариантах, в зависимости от толщины стенок головки, а именно если отношение внешнего диаметра головки к внутреннему больше 1,5, расчет надо вести подобно приведенному выше расчету стержня шатуна при меньших отношениях расчет надо проводить на основе расчетной схемы проф. Кинасошвили с изменениями, внесенными в нее автором. [c.457]

При этом в основу расчета на долговечность положена степенная форма у.равнения кривых усталости и предположение равномерной утомляемости материала в зависимости от циклов напряжений одного уровня. [c.262]

Расчет передачи на контактную усталость. В основу расчета положена формула Герца для определения наибольшего контактного напряжения и нормальная нагрузка на единицу длины контактных линий. [c.174]

ОСНОВЫ МЕТОДОВ РАСЧЕТА НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ [c.370]

В настоящее время, однако, физические основы теории твердого тела не находятся еще на такой стадии развития, чтобы на их базе можно было бы создать методы расчета на выносливость. Поэтому приходится, сохраняя все предпосылки механики сплошной среды, идти по пути накопления экспериментальных фактов, из совокупности которых можно было бы выбрать подходящие правила как руководство для расчета. Объединение и систематика экспериментальных данных и представляют собой в настоящее время содержание теории сопротивления усталости. [c.385]

Основные механические закономерности сопротивления материалов малоцикловому и длительному циклическому нагружению, а также деформационно-кинетический критерий малоциклового и длительного циклического разрушения необходимы для решения соответствующих задач определения кинетики деформированных состояний в зонах концентрации и оценки долговечности на стадии образования трещины. Полученные данные о сопротивлении циклическому деформированию и разрушению использованы для расчета малоцикловой усталости циклически нагружаемых конструкций. Применительно к сварным трубам большого диаметра магистральных газо- и нефтепроводов, волнистым компенсаторам и металлорукавам на основе их испытаний разработаны и экспериментально обоснованы методы расчета малоцикловой усталости при нормальных и высоких температурах. [c.275]

РАСЧЕТЫ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ПРИ ПЕРЕМЕННОЙ НАГРУЗКЕ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНЫХ КРИВЫХ УСТАЛОСТИ [c.315]

Рис. 2. Метод расчета на основе вторичных кривых усталости, пересекающихся в одной точке. Показана трехступенчатая последовательность нагрузки, дающая остаточную долговечность 7 з 3 циклов нагружения

Расчеты на долговечность при переменной нагрузке на основе вторичных кривых усталости / Шотт Г.— В кн. Механическая усталость металлов Материалы VI Междунар. коллоквиума. Киев Наук, думка, 1983, с. 315—324. [c.434]

В основу расчетов надежности при действии негрубых ошибок полезно положить теорию точности механизмов и электрических устройств. Однако переход от определения точности машин к оценке их надежности при действии негрубых ошибок все же требует больших добавочных исследований, т. е. необходимо накапливать, статистически обрабатывать и систематизировать сведения об изменении первичных ошибок с течением времени. Важно удачно выбрать и строго соблюдать определенные условия, при которых производится экспериментальное изучение изменений первичных ошибок в результате старения материалов, износов, температурных воздействий, действия сил. Тогда вероятность соответствия выходных сигналов допускам будет зависеть от времени и обеспечит надежность машины при действии негрубых ошибок. Все вредные процессы по скорости их протекания можно разделить на три группы [103] быстро протекающие (вибрации, изменения условий трения, колебания нагрузок и др.) процессы, протекающие со средней скоростью (изменение температуры машины и окружающей среды, изменение влажности и др.) медленно протекающие процессы (износ и коррозия основных деталей, усталость, ползучесть, перераспределение внутренних напряжений и др.). [c.55]

Законы физики отказов — основа для расчета на надежность. Расчеты машин на надежность сложны потому, что в основе инженерной задачи по определению параметров машины с учетом износа, коррозии, усталости и других лежат сложные физические процессы, приводящие к потере работоспособности машины с течением времени. [c.54]

В книге на основе кинетического подхода к явлениям длительного разрушения излагаются методы расчета на статическую, много- и малоцикловую усталость, возникающую в условиях как одноосного, так и сложного напряженного состояния при стационарном н нестационарном термомеханическом нагружении. Отмечаются особенности расчетных зависимостей для различных конструкционных материалов, а также особенности расчетов на коррозионную и термомеханическую усталость. [c.2]

В заключение отметим некоторые особенности расчетов на малоцикловую усталость при неизотермическом нагружении с помощью энергетических или деформационных уравнений повреждений. Расчет необратимой работы деформирования или пути пластического деформирования может производиться на основе рассмотренной уже структурной модели материала, причем должны учитываться температурные зависимости постоянных f и Для установления этих зависимостей нужно располагать диаграммами циклического деформирования при работе различных постоянных температур. [c.204]

ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНЫХ РАСЧЕТОВ ЭЛЕМЕНТОВ МАШИН НА УСТАЛОСТЬ И ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ [c.253]

Основы инженерных расчетов элементов машин на усталость и длительную прочность [c.256]

Таким образом, моделирование условий разрушения телескопического кольца показало, что в стендовых испытаниях и в условиях эксплуатации возможны режимы нагружения, когда реализуются разрушения малоциклового характера. На рис. 5.15 приведены также данные расчета малоцикловой усталости модели, полученные с использованием рис. 5.13, 5.14 и табл. 5.2. Соответствие кривых хорошее, лучше при расчете чисел циклов на основе максимальных деформаций в опасных зонах с помощью МКЭ. Рис. 5.16 является итоговым для оценки корректности расчетного способа на основе деформационно-кинетической трактовки условий малоциклового разрушения при высокой температуре. Здесь же приведены результаты расчета для двух конструктивных элементов 3, испытанных в стендовых условиях по режиму, приведенному на рис. 5.9, г, но со значительным перекосом разрушение за Л 1 = 1672 и Л/2 = 2544 циклов приходилось на зону Ra- При известной внешней максимальной нагрузке цикла с учетом перекоса и соответствующего анализа определена средняя нагрузка q в локальной зоне перегрузки, е помощью которой на основе данных рис. 5.13 (точка 5) найдена максимальная деформация, а затем по рис. 5.14 определено расчетное число циклов. [c.218]

Прочность — главный критерий работоспособности для большинства деталей. Деталь не должна разрушаться или получать пластические деформации при действии на нее нагрузок. Различают статическую потерю прочности и усталостные поломки деталей. Потеря прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел текучести а,, для пластичных материалов или предел прочности ст для хрупких материалов. Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Усталостные поло.мки вызыва -отся длительным действием переменных напряжений, значение которых превышает характеристики выносливости материалов (например, о ,). Основы расчета на прочность и усталость были рассмотрены в разделе Сопротивление материалов . Здесь же общие законы расчетов на прочность т усталость рассматривают в применении к конкретным деталяму [c.260]

Учет потребного срока службы детали и нерегулярности режима ее работы на основе линейной гипотезы суммирования повреждений осуществлялся в работах А. И. Петрусевича, Д. Н. Ре-шетова [45], С. В. Серенсена [58], Майнера и др. Так, в работе [45] предлагается вести расчет на усталость по амплитуде /Сектах где сТашах — мзксимальная амплитуда напряжений, К < — коэффициент долговечности, определяемый по формуле, вытекающей из линейной гипотезы, сводящейся к уравнению (5.17) при Др 1 [c.168]

В главах 1-7 изложены основы сопротивления материалов расчет прямых стержней при простейших видах напряженно-деформированного состояния и стержневых систем, в том числе, ферм и пружин. Главы 9-14 сборника охватывают основы теории напряженного и деформированного состояний, прочность стержневых систем при сложном напряженном состоянии, безмомент-ные оболочки вращения, продольно-поперечный изгиб и устойчивость стержней, модели динамического нагружения стержневых систем, учет эффектов пластичности и элементы методов расчета на усталость. Кроме того, добавлен материал, касающийся стержней большой кривизны, а также задачи повышенной сложности. Общие теоретические положения вынесены в первый параграф приложения. Основные гипотезы сопротивления материалов сформулированы в виде аксиом, что призвано подчеркнуть феноменологический подход к построению фундамента этой науки как раздела механики деформируемого твердого тела. [c.6]

Допускаемые контактные напряжения при расчете на усталость. На основе больших экспериментальных работ пдлучены кривые выносливости (рис. 4.1), на основании которых установлена зависимость между напряжениями и циклической долговечностью [c.44]

Расчет прочности зубьев из условия сопротивления контактной усталости рабочих поверхностей. Расчет на прочность прямозубых и косозубых цилиндрических передач стандартшюван ГОСТ 21354-75. В излагаемых ниже основах расч.зта введены некоторые упрощения, мало влияющие на результаты расчетов для большинства случаев практики. [c.448]

Так называемые статистические теории прочности были разработаны первоначально в целях описания результатов испытаний на усталость и предсказания прочности элементов машин, находящихся под действием переменных нагрузок. Краткие сведения об усталости были сообщены в одном из параграфов предпоследней главы ( 19.10). Здесь мы заметим, что результаты испытаний обнаруживают большой разброс, и поэтому современная точка зрения на расчет изделий состоит в том, что мы не можем с абсолютной достоверностью гарантировать прочность изделия, а можем лишь утверждать, что вероятность его разрушения достаточно мала. В основе одной из таких статистических теорий лежит гипотеза слабого звена. Существо этой гипотезы состоит в следующем. Тело мыслится составленным из большого числа структурных элементов, каждый из которых имеет свою локальную прочность. Разрушение всего тела в целом происходит тогда, когда выходит из строя хотя бы один структурный элемент. Для массивных тел такое предположение чрезмерно упрощает фактическое положение дел для разрушения тела как целого, вероятно, необходимо, чтобы вышла из строя некоторая группа элементов, именно так строятся более сложные и совершенные теории. Но для моноволокна гипотеза слабого звена правильно отражает существо дела. Прямое микроскопическое обследование поверхности волокна — борного, угольного или иного — показывает, что на волокне всегда имеются разного рода дефекты — мелкие и крупные. Эти дефекты расположены случайным образом. Прочность образца волокна длиной I определяется прочностью его наиболее слабого дефектного места и, таким образом, является случайной величиной. Результаты испытаний партии из некоторого достаточно большого числа волокон п представляются при помощи диаграмм, подобных изображенной на рис. 20.3.1. Число волокон, разорвавшихся при напряжен1[и, ле- [c.689]

Как следует из рис. 5, расчеты долговечности, выполненные к опытам Лемана [4], в состоянии правильно учитывать влияние на долговечность последовательности и объема спектров нагрузки. Для опытов на образцах с надрезом из 8т38Ь2 был предусмотрен восьмиступенчатый нормально распределенный спектр. В основу расчета положена исходная кривая усталости с вероятностью разрушения 50 %. Установление координаты напряжения точки поворота производилось по уравнению (И). С целью упрощения для этих расчетов также было принято ов, оп,п =0. [c.321]

Таким образом, вторичные кривые усталости, полученные экспериментально посредством предварительных циклических нагрузок, дают значения остаточной долговечности для последующих одноступенчатых нагрузок. Положение и форма вторичных кривых усталости в значительной степени определяются процессами развития усталости в материале, в частности упрочнением, разупрочнением и распространением трещины. Представленный здесь метод расчетов с помощью вторичных кривых усталости позволяет учитывать эти фазы развития усталости в расчете на долговечность. Так, расчетный метод в своей простейшей форме учитывает разупроч-няемость, влияние последовательности ступеней нагрузки, влияние объема периодических спектров нагрузок, а также снижение первоначальной усталостной прочности, если при заданной точке пересечения всех кривых о — /V вторичные кривые усталости во время нагружения поворачиваются по часовой стрелке. Если наряду с разупрочнением требуется произвести расчет возникающих в процессе развития усталости упрочнения или фазы распространения трещины, тогда на основе результатов определенных двухступенчатых опытов принимается несколько используемых последовательно точек поворота. [c.324]

Советские исследователи-прочностники показали, что закономерности усталостных разрушений металлов лежат в основе расчета деталей машин под действием переменных напряжений, а также обоснования конструктивных и технологических способов увеличения их прочности. В связи с этим важную роль играют прежде всего концентрация напряжений и абсолютные размеры, как факторы прочности деталей. Анализ значительного экспериментального материала показал существование, с одной стороны, влияния абсолютных размеров на сопротивление усталости как проявление структурной неоднородности материала и влияние дефектов его строения и, с другой, эффект неоднородности напряженного состояния (Г. В, Ужик и др.). На утомляемость деталей наряду с концентрацией напряжени и абсолютных размеров оказывают большое значение качество поверхности, свойство поверхностного слоя и влияние среды (сопротивление усталостному разрушению в коррозионных средах, кавитационные разрушения). [c.43]

Таким образом, при оценке воз-можности использования кривошип- Рис. 63. Динамическая схема ного способа силовозбужден,ия в машин с кривошипным сило-машинах для программных ишы- возбуждением, таний на усталость следует исходить из тщательного анализа основных динамических соотношений соответствующих колебательных систем и оптимизации на этой основе их динамических свойств для максимального повышения грузоспособности машин, их производительности и стабильности нагружения. Приведем некоторые аналитические зависимости, облегчающие выбор основных параметров машин и их динамический расчет 12]. [c.97]

В разделе Учение об износе и расчеты на износ надо дать классификацию видов изнашивания и некоторые наиболее развитые теории износа. При этом большое внимание следует уделять возможности практического использования рассматриваемых зависимостей. Надо показать, что процесс изнашивания— трехстадийный процесс (взаимодействие, изменение, разрушение). При изложении усталостной теории износа следует обосновать выбранную расчетную модель и на ее основе описать процесс изнашивания. Основное уравнение должно быть тщательно проанализировано (зависимость износа от модуля упругости или твердости, нагрузки, трения, шероховатости, ко1нтактной фрикционной усталости). [c.91]

П12 Основы инженерных расчетов элементов машин на усталость и длительную прочность. — Л. Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988.— 252 с. ил. [c.2]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...