Напряжения тепловые детали

Остаточные напряжения растяжения возникают в сварных соединениях вследствие тепловых и упруго-пластических деформаций в процессе образования шва. Особенно велика их роль при наличии концентраторов напряжения. При некоторых условиях растягивающие остаточные напряжения снижают предел выносливости изделия или образца на 35—50%. Для исключения отрицательной роли остаточных напряжений растяжения детали подвергаются отжигу или поверхностному упрочнению пластическим деформированием [148]. [c.54]

Из углеродистых сталей изготовляют детали двигателя, подвергающиеся во время его работы сравнительно невысоким механическим и тепловым напряжениям (крепежные детали, малонагруженные валики и т. д.). [c.42]

Напряжения, которые возникают в быстро охлаждаемой детали в результате неравномерности охлаждения, являются тепловыми напряжениями. Тепловые напряжения возникают в любой детали, независимо от того, из какого материала изготовлена деталь из стали или из меди. [c.136]

Разрушение детали может быть вызвано действием температурных напряжений от повторных нагревов и охлаждений, связанных с тепловым процессом машины или внешними условиями. Сопротивление такому виду разрушения называют термической прочностью. При высокой верхней температуре цикла важное значение Имеет длительность выдержки при Этой температуре. Для повышения термической прочности должны выполняться те же требования, что и для малоцикловой прочности, кроме того, следует принимать меры к снижению Температурных напряжений в детали, [c.37]

Средняя температура поверхности камеры сгорания, подсчитанная по эмпирическим зависимостям теплообмена от газов к стенке, не характеризует истинной температуры, вызывающей тепловые напряжения в детали. В действительности деталь разрушается под действием температурных напряжений, вызванных местным ее перегревом. Для каждого конкретного двигателя наиболее термически напряженные детали и узлы обычно выявляются в условиях эксплуатации. В этих же условиях по анализу поломок и разрушений устанавливают причины местных перегревов. [c.244]

Производительность процесса плазменной сварки и резки зависит от эффективной тепловой мощности плазменной струи, которая определяется силой тока, напряжением на дуге, составом и расходом газа, диаметром и длиной мундштука, расстоянием его до поверхности детали и скоростью перемещения горелки. Для обеспе- [c.135]

Тепловые деформации обрабатываемой детали, деталей станка и режущего инструмента в процессе обработки и деформации, возникающие под влиянием внутренних напряжений в материале детали. [c.48]

Натурные испытания. Простейшим методом проверки деталей на проч-, пость и жесткость является их испытание на стенде в условиях, наиболее приближающихся к рабочим. Деформации измеряют индикаторами или тензометрами. Хорошо поддаются стендовым испытаниям многооборотные роторы, например рабочие диски центробежных или осевых компрессоров, нагруженные главным образом центробежными силами. Частоту вращения испытываемой детали постепенно увеличивают до частоты, превышающей на 20 — 40% рабочую частоту, что соответствует возрастанию напряжений на 40—100% по сравнению с расчетными. Такие испытания воспроизводят действительные условия нагружения (кроме термических напряжений, возникающих в роторах тепловых машин). [c.159]

Если перепад температур неустраним по функциональному назначению детали (трубы теплообменных аппаратов), то выгодно применять материалы с благоприятным сочетанием прочности, теплопроводности и теплового расширения. Например, трубы из ситаллов с нулевым коэффициентом линейного расширения совершенно не подвержены термическим напряжениям. [c.375]

Термические напряжения можно снизить введением тепловых буферов, т. е. увеличением податливости участков детали с температурой, отличающейся от температуры смежных участков. [c.375]

Разрушению материала в элементах конструкций предшествует обычно упругопластическая деформация, величина которой зависит от напряженного состояния и температуры, от вида нагружения и тепловых процессов, которым подвергаются детали, от исходных механических свойств материала, технологических и конструктивных факторов прочности. [c.6]

К наиболее ответственным и напряженным элементам агрегата относятся осевой компрессор, ТВД и ТНД, камеры сгорания и нагнетатель. Их детали работают под воздействием высоких статических, динамических и тепловых нагрузок и определяют надежность механической части агрегатов в целом. [c.86]

Горячий метод нанесения расплавленного металла приемлем только для материалов, точка плавления которых значительно выше точки плавления металлического покрытия. Необходимо учесть, что во время обработки основной металл подвергается отжигу. В случае пайки (где в некоторой степени может быть локализована передача тепла в процессе нанесения покрытия) отжига можно избежать, но тем не менее возможность его возникновения следует всегда учитывать при нанесении на изделие покрытия горячим методом. Детали, имеющие тонкое се-ч-ение или профиль переменной толщины, а также сборочные узлы, особенно в местах концентрации напряжения, за счет неравномерного прогрева подвержены деформации. Такая тепловая деформация в отливках переменной толщины в предельных случаях может привести к появлению трещин. Целесообразнее наносить покрытие на отдельные элементы, а не на всю конструкцию в сборе. [c.69]

Следует отметить, что прочностные и пластические характеристики не являются однозначной функцией структуры материала. В общем случае механическое поведение того или иного материала существенно зависит от напряженного и деформированного состояний конструкции или детали, от характера действующих силовых и тепловых полей и других факторов. [c.291]

Величина и градиент термических напряжений определяются температурным градиентом, последний зависит от мощности теплового источника, скорости его перемещения и размеров детали. С увеличением скорости перемещения теплового источника (скорости обработки) уменьшается время нагрева деформируемого участка поверхностного слоя, температурный градиент при этом увеличивается. Увеличение размеров детали, а следовательно, и массы холодного металла, воспринимающего тепло, повышает температурный градиент. [c.127]

Дислокационный механизм возникновения макронапряжений и их знака требуется самостоятельно глубоко теоретически и экспериментально изучить. Поэтому ранее рассмотренный механизм формирования технологических макронапряжений, несмотря на его некоторую условность и ряд, допущений в оценке напряженного состояния поверхностного слоя, обусловленного одновременным протеканием в процессе механической обработки деформационных, тепловых, диффузионных и других процессов, позволяет в первом приближении объяснить экспериментально наблюдаемое распределение макронапряжений по глубине поверхностного слоя и дать рекомендации по выбору методов и режимов обработки, обеспечивающих получение поверхностного слоя детали требуемого качества. [c.129]

Существенного повышения эффективности алмазной обработки можно достичь объединением в одном процессе механического и электрохимического съема материала. Электроалмазная обработка позволяет в 1,5 раза и более повысить производительность и значительно уменьшить расход алмазного инструмента. Поскольку процесс ведется при более низких, чем обычно, давлениях между инструментом и деталью и при хорошем удалении продуктов обработки, может быть улучшено качество поверхности в отношении шероховатости, отсутствия сколов и т. п. При оптимальных режимах снижается также тепловая напряженность детали и инструмента. [c.83]

Так как детали из жаропрочных и титановых сплавов работают в условиях тепловых напряжений, связанных с большими перепадами температур, следует учитывать, что поверхностное упрочнение при определенных условиях может снизить термоусталость сплава. [c.103]

Обработка электронным лучом основана на использовании тепловой энергии, которая выделяется ири ударе быстродвижущихся электронов о поверхность обрабатываемой детали. Установки для электроннолучевой обработки работают при напряжениях 60— 150 кВ. Рабочая ширина луча изменяется от 3 до 30 мкм. Выходная мощность установок может достигать нескольких киловатт, а удельная мощность энергии в пятне около 10 Вт/см . Электронным лучом получают пазы и щели размером от нескольких до десятков микрон в пленках, фольге, прошивают отверстия в кварцевых пластинах, производят резку ферритов, на которых выполняется память ЭВМ, изготовляют фильеры для получения искусственного волокна, сверлят отверстия в рубиновых камнях часов, режут полупроводники, выполняют другие аналогичные работы. Электронный луч можно использовать также для сварки, плавки, очистки металла. [c.144]

В результате чередования нестационарных и стационарных тепловых режимов при эксплуатации в локальных зонах элементов конструкций появляются циклические упругопластические деформации и вследствие этого повреждения малоциклового характера. Местные циклические упругопластические деформации в зонах концентрации напряжений при преимущественном воздействии нестационарной тепловой нагрузки существенно зависят от удельных тепловых потоков, геометрии детали и локальных зон, а также скорости изменения теплового состояния рабочей среды. [c.170]

Причины нестабильности геометрической формы, размеров и физико-механических свойств металлических деталей. Причинами нестабильности геометрических свойств металлических деталей в основном являются наличие и постепенная релаксация внутренних напряжений и структурная нестабильность. Так, например, непостоянство размеров некоторых деталей машин (специальных осей, подпятников и т. п.), имеющих простую форму и высокую твердость, определяется преимущественно структурным фактором. На стабильность размеров деталей типа корпусов, каркасов, тонкостенных обечаек и т. п., имеющих сложную форму, часто недостаточную жесткость, основное влияние оказывают остаточные внутренние напряжения. Остаточные внутренние напряжения подразделяются (в порядке убывающей значимости) на фазовые или структурные, тепловые (термические), первичные усадочные (в отливках), возникающие в результате механического наклепа и вследствие химического воздействия на поверхность детали. Существенное влияние на стабильность размеров могут оказывать микроскопические напряжения первого рода. Дополнительное влияние на размеры могут оказывать напряжения второго рода, уравновешивающиеся в масштабе отдельных зерен в тех случаях, когда микронапряжения обладают общей ориентировкой (т. е. не погашаются взаимно вследствие противоположной направленности). [c.405]

В стальных изделиях, подвергнутых поверхностной закалке с нагревом т. в. ч., возникают остаточные напряжения [3, 4], знак которых в поверхностных слоях детали определяется двумя противоположно действующими факторами—структурными изменениями и тепловыми воздействиями. Структурные изменения (образование мартенсита) вызывают в поверхностных слоях детали остаточные сжимающие напряжения. [c.265]

Недостаток специальных знаний. Ни один конструктор не может быть полностью компетентен во всех вопросах, связанных с его конструкцией, а также не располагает временем для проверки каждой детали. Он делает то, что в его силах, проверяет то, что считает необходимым, и вызывает экспертов по некоторым узкоспециализированным вопросам, таким, как расчет напряжений и тепловые режимы. Конструктор, например, может выбрать резиновое изделие с коротким сроком слул бы, которое в последний раз, когда существовала потребность в такой же детали, было лучшим из имевшихся в наличии. Между тем появились более совершенные материалы, которые выполняют свои функции так же хорошо или лучше, обладая в то же время сроком службы, превышающим требуемый для разрабатываемого устройства. [c.11]

Размерная точность резки, т. е. совпадение размеров вырезанной детали в плоскости с заданными размерами, зависит от различных факторов, а именно конструкции и качества изготовления собственно машины характеристики следящей системы и качества изготовления шаблонов, копирчертежей или программ состояния металла, подвергаемого резке (наличие внутренних напряжений) теплового воздействия процесса резки на разрезаемый металл (возникновение тепловых деформаций) технологии и техники резки (порядок выполнения резов, режимы резки и т. п.). [c.57]

Повышенные температуры наблюдаются не только в тепловых машинах, у которых нагрев является следствием рабочих процессов. В холодных машинах нагреваются механизмы, работающие при высоких скоростях и больших нагрузках (зубчатые передачи, подшипники, кулачковые механизмы и т. д.). Детали, подверженные циклическим нагрузкам, греются в результате упругого гистерезиса при многократно повторных циклах нагружения-разгруженпя. Повышение температуры сопровождается изменением линейных размеров деталей и может вызвать высокие Напряжения. [c.360]

Торможение формы. Тепловые напряжения, вызванные торможением фор.мьг, возникают при неравномерном нагреве детали, когда отдельные волокна материала лишены возможности по конфигурации детали расширяться в соответствии с законом тепловой деформации. В отличие от торможения с.межности здесь напряжения возникают только при перепаде температур в теле детали (при стационарном тепловом потоке, когда тепло переходит от горячих участков к более холодным, или при пеустановившемся тепловом потоке, например при тепловом ударе, когда волна тепла распространяется по телу детали). [c.366]

Дисковые детали, роторы. Термические напряжения играют значительную роль в прочности многооборотных роторов тепловых машин (турбин, центробежных и аксиальных компрессоров). Будучи подвержены разрывающим нагрузкам от центробежных сил, роторы вместе с тем испытывают термические напряжения, вызываемые неравномерной температурой тела ротора. Обычно температура выше у периферии ротора. Здесь возникают термические напряжения сжатия. У ступицы, т. е. там, где напряжения растяжения от центробежных сил имеют наибольшую величину, возникают термические напряжения растяжения. У насадных роторов к этому добавляются еще напряжения растяжения в сту- С/катие Растяжение пице из-за посадочного натяга. [c.374]

Уменьшение тепловых напряжений. Способы снижения тепловых напряжений, вызываемых торможением формы, заключаются прежде всего в устранении первопричины — неравномерности температурного поля по сечению детали. Иногда этого удается достичь рацйОйальным охлаждением детали. Так, для роторов турбин целесообразно ВВОДИТЬ охлаждеНйе их периферийной части. Охлаждение центральной части ротора нерационально, так как понижение температуры может вызвать на рабочих режимах увеличение растягивающих напряжений в ступице. [c.375]

На поверхности объекта устанавливают тензомет )ы или их первичные измерительные элементы. Измерение полей деформаций является одной из задач тензометрии и выполняется на натурных деталях и конструкциях или их моделях при статических, динамических и тепловых нагрузках. В результате измерений определяют компоненты напряжений в различных точках детали и конструкции и по ним устанавливают места и значения наибольших напряжений, по которым проводят расчетную оценку прочности и ресурса конструкции. Этот результат используют также при натурной тензометрии конструктивных элементов аппарата. [c.340]

В сложных системах процесс изменения начальных параметров характеризуется большим числом Взаимосвязей, разнообразными воздействиями на систему и возникновением неодинаковых по природе процессов старения. Все это приводит к формированию основных показателей надежности всего изделия и в первую очередь к пок азателям степени его удаленности от предельного состояния. В соответствии с представлением о действии энергии на машину при ее эксплуатации (см. гл, 1, п, 3) на рис. 62 показана схема формирования показателей надежности сложной системы. Энергия, действующая на машину при ее эксплуатации , слагается из воздействий энергии окружающей среды энергии рабочих процессов машины Wпотенциальной энергии технологических процессов — напряжения в отливке, в сварочном шве, в поверхностном слое обработанной детали и т, п. и энергии воздействий на машину при ее ремонте и техническом обслуживании 4. Проявляясь в виде механической, тепловой, химической, электромагнитной и в других формах, энергия определяет условия работы. машины и ее элементов нагрузки, напряжения, температуры, скорости и ускорения, химические воздействия, давления, электромагнитные силы и др. [c.193]

Керамические покрытия, как правило, применяются при повышенных температурах, технология их получения также обычно связана с тепловой обработкой. Поэтому керамические покрытия должны быть термостойкими во всех случаях. Даже при весьма зиалых скоростях нагрева, когда термические напряжения в материалах не представляют опасности, в покрытиях они могут достигать существенных величин вследствие разницы коэффициентов линейного расширения покрытия и детали. [c.28]

По Н. Н. Давиденкову, различают остаточные напряжения трех родов. В основе классификации лежит объем, в котором напряжения уравновешиваются. Напряжения I рода, возникающие в процессе изготовления детали, уравновешиваются в объеме всего тела или в объеме макрочастей. Напряжения II рода формируются вследствие фазовой деформации отдельных кристаллитов, зерен и уравновешиваются в объеме последних. При наличии развитой субзерен-ной структуры напря5кения будут локализоваться в объеме субзе-рен, которые могут иметь различное упругонапряженное состояние. Напряжения III рода уравновешиваются в микрообъемах кристаллической решетки. Причина их появления — упругие смещения атомов кристаллической решетки. Напряжения I рода часто называют тепловыми, напряжения II и III рода — фазовыми или структурными. В покрытиях обычно возникают напряжения всех родов, причем их величина колеблется в зависимости от метода напыления, толщины покрытия, природы напыляемого материала, предварительной подготовки поверхности напыления, технологического режима напыления, условий охлаждения и т. д. При нанесении покрытий возникают остаточные напряжения, которые могут иметь противоположные знаки, достигать весьма значительных величин, неравномерно распределяться в напыленном слое и основном металле. Наличие остаточных напряжений характерно для покрытий, нанесенных любыми способами. [c.185]

Прижоги сопровохадаются увеличением объема металла, из-за теплового расширения и напряжениями растяжения. Различают прил<оги отпуска и прижоги закалки . Оба вида прижогов снижают прочность детали, но прижоги первого вида рел е приводят к разрушениям. Известно, что при испытании на долговечность подшипников качения выкрашивание при наличии прижогов на дорожках наступает после 39 млн. циклов, а у подшипников без прижогов — через 123—169 млн. циклов, т. е. долговечность подшипников с прижогами снижается в 2—3 раза и более. [c.142]

Приведенные примеры расчета сопловых лопаток турбин (эти детали наиболее подвержены воздействию термощикличес-ких нагрузок) свидетельствуют о следующем. При значениях температуры цикла тах, которые существенно увеличивают пластичность материала (1050—1100°С), влияние амплитуды деформации на долговечность уменьшается — запас пластичности материала достаточно велик. При тах=Ю00°С, когда пластичность сплава ЖС6К резко уменьщается, роль термических напряжений существенно возрастает, что приводит к уменьшению долговечности. В лопатке всегда имеются зоны, нагретые до различных температур следовательно, сопротивление термической усталости различное в разных точках, и не всегда трещины термоусталости возникают в наиболее нагретых зонах. Часто они появляются в переходных областях (от горячих зон к холодным), что может быть связано с местным уменьщением деформационной опособности материала. В связи с этим расчет теплового и напряженного состояний лопаток для дальнейщей оценки их сопротивления термоусталости следует выполнять не для одного опасного сечения, а для нескольких сечений по высоте лопатки. [c.180]

Применение кругов с прерывистой поверхностью является одним из новых путей повышения качества поверхностного слоя при шлифовании и уменьшения опасности возникновения прижогов (рис. 7). Значительная работа по исследованию процесса и внедрению его в производство выполнена в Пермском политехническом институте [124]. Снижение тепловой напряженности при шлифовании кругами с прерывистой рабочей поверхностью объясняется тем, что в момент перерывов в процессе поверхность детали успевает несколько остыть. Чем больше впадин на рабочей поверхности круга, тем сильнее сказывается влияние этого фактора. Нагрев детали уменьшается также вследствие улучшения условий самозатачивания круга. Особенно эффективно применение прерывистых кругов при шлифовании зубчатых колес. Вследствие неравномерности снимаемого припуска прижоги на зубьях колес распространяются на глубину до 0,1 мм, снижая для стали 12Х2Н4А твердость цементированного слоя с HR 60—62 до HR 50—51 и контактную выносливость до 30%. Прерывистые круги устраняют этот дефект. Кроме того, они обеспечивают значительное повышение производительности. Износ прерывистых кругов примерно в 1,5—2 раза больше износа сплошных кругов. Однако расход кругов при одинаковом съеме металла оказывается даже несколько меньшим, так как отпадает в значительной мере необходимость в, правке. Износ, к тому же, может быть значительно снижен вследствие применения более твердых кругов. [c.28]

Например, для точек внутренней поверхности наиболее напряженной зоны оболочечного корпуса четный (к-н) полуцикл упругопластического деформирования, соответствующий периоду нагрева детали, формируется в результате изменения температурных полей при переходе с режима Аз на режим Ао, а затем на режим А, (рис. 4.42), нечетный (к + 1-й) полуцикл — в результате последователыюй смены тепловых состояний режимов Aj, А2, Ад, A3 при достижении наибольшего градиента температур в режиме Аз (следовательно, при наибольших напряжениях начинается разгрузка, а затем очередной четный полуцикл. [c.206]

Из сплавов этой группы наибольшее применение получил сплав 36Н. При одинаковой технологии изготовления и термической обработке детали из сплава 32НКД расширяются меньше, чем из сплава 36Н. Тепловое расширение обоих сплавов существенно зависит от термической обработки ее режимы, способствующие образованию допустимых остаточных напряжений в металле, понижают а, отжиг — повышает его. [c.297]

При работе некоторых перлитных сталей в интервале температур 400—500° С иаблюдается тепловая хрупкость после длительной выдержки в этом интервале резко снижается ударная вязкость, определяемая при комнатной температуре. В результате детали плохо переносят ударные нагрузки при ремонте. С тепловой хрупкостью приходится особенно считаться в таких деталях, как болты и шпильки, -имеющие острые надрезы и выточки, которые служат концентраторами напряжений и поэтому дополнительно снижают сопротивляемость ударным нагрузкам. [c.244]

С, модуле упругости нейлона = 2,3-10 кПсл напряжение сжатия во втулке возрастет на Дет (а — а ,)Д/ = = (13,1—1,1)- 10 -50-2,3-10" == 138 кПсм , что в сравнении с прочностью нейлона на сжатие, равной 1000—1250 кПсм , представляет значительную величину. При правильном выборе зазоров в подшипнике тепловые напряжения можно значительно уменьшить, однако наилучшее решение состоит в применении разрезных втулок (фиг. XI. 14 и XI. 15). Продольный или винтовой разрез позволяют посаженной в гнездо втулке свободно расширяться или сжиматься. [c.243]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...