Прочность контактная циклическая

В данном справочнике машиностроительные стали систематизированы не по химическому составу, а по назначению и по тем качественным характеристикам, которые находятся в наибольшей связи с эксплуатационными свойствами изделий приведены сведения о физических и механических свойствах сталей при обычной, повышенной и низкой температурах, об усталостной прочности при циклическом нагружении, контактной выносливости, износоустойчивости и коррозионной стойкости. Для группы конструкционных и главным образом жаропрочных сталей приведены сведения о длительной прочности н ползучести. [c.3]

Особые разделы теории усталости составляют усталость при ударном циклическом нагружении (ударная усталость), при контактном циклическом нагружении (контактная усталость), при повышенных температурах и при периодических колебаниях температур (т е р-мическая усталость). Закономерности усталостной прочности в этих условиях еще не вполне изучены. [c.282]

Поверхностные усталостные разрушения инструментального материала протекают тем более интенсивнее, чем меньшей циклической прочностью он обладает. Так, например, при точении молибденового сплава ВМ1 твердый сплав ВК8 в диапазоне скорости резания 10...30 м/мин подвергается более интенсивному адгезионному износу, чем быстрорежущая сталь Р18, которая лучше сопротивляется циклическим нагрузкам. При увеличении скорости резания возрастает температура, что приводит к снижению хрупкости, повышению пластичности и сопротивления контактным циклическим нагрузкам твердого сплава. В результате интенсивность адгезионного изнашивания резцов из твердого сплава уменьщается. [c.561]

Рис. 185. Циклическая прочность в функции контактного давления

Все меры, способствующие уменьшению номинального напряжения, увеличивают циклическую прочность. К этим мерам относятся рациональная расстановка опор, устранение невыгодных случаев нагружения, увеличение сечений детали на участках действия циклических напряжений, увеличение площади соприкосновения поверхностей (при циклических контактных напряжениях). [c.315]

Долговечность циклически нагруженных соединений определяется усталостной прочностью материала. Кривые усталостной прочности ирп контактном нагружении в общем близки к кривым усталости для случаев [c.344]

Допускаемые напряжения. Напряжения, возникающие в зубьях, изменяются циклически, поэтому поверхностная прочность (износостойкость) зубьев колес определяется контактной выносливостью материала, которая зависит от твердости рабочих поверхностей зубьев, числа циклов нагружения, чистоты поверхности и смазки. [c.173]

Фретинг-эффект. Сильное влияние на усталостную прочность титановых сплавов оказывает фретинг-эффект, или контактная коррозия в местах сопряжения. Наличие контактного трения при циклическом нагружении у всех металлов приводит к заметному снижению усталостной прочности, особенно в коррозионных средах. Титановые сплавы в этом отношении мало отличаются от сталей, близких к ним по прочности [106, 158—160]. Возникающее контактное трение (в местах заделок, прессовых посадок, креплений и пр.) резко снижает усталостную прочность, действуя подобно концентратору напряжений. Степень снижения ее в основном зависит от сопряженного материала, вызывающего фретинг-эффект, удельного давления в месте сопряжения и окружающей среды. Удельное давление [ 158, 160] сильно влияет только при низких значениях. При более прочных креплениях или плотных посадках при удельных давлениях более 30—50 МПа усталостная прочность изменяется мало. Так, прессовая посадка втулки с удельным давлением 50 МПа снижает усталостную прочность технически чистого титана с 320 до 112 МПа [ 158]. Дальнейшее увеличение удельного давления посадки до 200 МПа снизило O j до 103 МПа. В среднем предел выносливости при наличии фретинг-эффекта у титановых сплавов на воздухе при контактировании с однородным сплавом 20- 40 % от исходного предела [c.161]

Контактная жесткость Прочность соединения Прочность конструкций при циклических нагрузках [c.137]

Обыкновенно обкатка галтелей дает значительное повышение усталостной прочности деталей, работающих под циклической нагрузкой. Способы упрочнения галтелей на Уралмашзаводе показаны в табл. 29. Обкаткой роликом упрочняются галтели с радиусом до 5—8 мм и свыше 100 мм. Обкатка галтелей радиусом 12—15 мм производится шариком, который разрешает повысить контактное давление в зоне пластической деформации поверхностного слоя. Галтели радиусом от 15 до 80 мм создают еще более значительную концентрацию напряжений, и их упрочнение производится способом динамического наклепа — ударниками. [c.218]

Рис. 4. Схема двухроликовой машины для испытания образцов на циклическую контактную прочность

Одной из причин потери прочности соединений являются многократные запрессовки. Изменение сил при запрессовках происходит вследствие изменения шероховатости контактных поверхностей и, следовательно, коэффициента трения, а также натяга, обусловленного пластическими деформациями и износом в процессе эксплуатации. Сравнительные испытания новых к восстановленных ЭМО сопряжений на износ при перепрессовках в сочетании со знакопеременными циклическими нагрузками показывают, что восстановленные ЭМО сопряжения не только пе уступают новым, но обладают некоторы.ми преимуществами. [c.161]

В работе [86] была исследована циклическая прочность двух типов сварных листовых соединений аргонодуговая сварка встык с присадкой и контактная шовная сварка встык с двусторонними накладками. Испытание образцов велось плоским симметричным изгибом. Разрушение образцов происходило по месту сплавления металла шва с основным металлом, т. е. по месту конструктивного концентратора напряжений. Для того чтобы оценить раздельно роль внешних концентраторов и роль самой сварки ( внутренний концентратор) на усталостную прочность сварных соединений титана, были определены пределы выносливости образцов без усиления и накладок, которые перед циклическим нагружением срезались. В этих испытаниях определено снижение циклической прочности только в результате действия структурных или внутренних концентраторов. Как видно из рис. 69, на котором представлены основные результаты работы, предел выносливости таких образцов оказался еш,е более низким, чем у образцов с усилением эффективный коэффициент внутренней концентрации для аргонодуговой и контактной сварки оказался соответственно 1,74 и 3,25. Все образцы этих серий разрушались по шву. Сопоставление усталостной прочности сварных соединений титана с подобными соединениями других металлов (стали, алюминиевые сплавы) показало, что они имеют близкие значения отношений предела усталости сварного соединения и основного металла. Эксперименты показали, что пределы усталости стыковых соединений титановых листов при изгибе, выполненных ручной аргонодуговой сваркой и контактной сваркой, составляют соответственно 77 и 65% от усталостной прочности основного металла причем снижение предела выносливости идет в основном за счет внутренних структурных дефектов сварного шва. [c.150]

Фретинг-эффект, Особое значение в усталостной прочности титановых сплавов имеет фретинг-эффект, или контактная коррозия, в местах сопряжения. Наличие контактного трения при циклическом нагружении у всех металлов приводит к заметному снижению усталостной прочности, особенно в коррозионных средах. Титановые сплавы в этом отношении мало отличаются от сталей, близких к ним по прочности [761. Возникающее контактное трение (в местах заделок, прессовых посадок, креплений и т. п.) резко снижает усталостную прочность, действуя подобно концентратору напряжений. Степень снижения усталостной прочности в основном зависит от сопряженного материала, вызывающего фретинг-эффект, удельного давления в месте сопряжения и окружающей среды. Удельное давление [761 оказывает сильное влияние только при его низких значениях. В прочных креплениях или плотных посадках при удельных давлениях более 3—5 кгс/мм усталостная прочность мало изменяется. Так, по данным работы [76], прессовая посадка втулки с удельным давлением 5 кгс/мм снижает усталостную прочность технически чистого титана с 32 до 11,2 кгс/мм . Дальнейшее увеличение удельного давления посадки до 20 кгс/мм снизило предел усталости до 10,3 кгс/мм . В среднем предел усталости при наличии фретинг-эффекта ((т /) у титановых сплавов на воздухе при контактировании с однородным сплавом составляет 20—40% от исходного предела усталости, т. е. (tI i = (0,2- -0,4)(Т 1. При контактировании с более мягкими материалами (медные, алюминиевые или магниевые сплавы) это соотношение повышается и достигает ali = 0,6(T i. Повышения значения до (O,5-hO,6)0 i можно добиться анодированием поверхности или покрытием пленкой полимеров, т. е. благодаря улучшению условий трения. [c.154]

Периодически повторяющееся схватывание и разрушение адгезионных связей вызывает циклическое нагружение контактных слоев инструментального материала, приводящее к его усталости. Развитие усталостных процессов ведет к последующему разрушению металла в виде выкрашивания и сколов. В этих условиях инструментальный материал, обладающий высокими значениями циклической прочности и ударной вязкости, лучше сопротивляется адгезионному изнашиванию. [c.578]

В механизмах передачи и распределения энергии зубчатые колеса, кулачки и другие детали подвергаются многократному циклическому воздействию переменных нагрузок. Рабочие участки деталей, находящиеся в контакте с другими деталями, воспринимают и передают значительные силы и поэтому должны иметь высокую прочность при контактном нагружении и стойкость по отношению к контактной усталости. Кроме того, эти участки должны быть износостойкими. Сердцевина деталей, кроме высоких прочности и вязкости, для того чтобы противостоять динамическим нагрузкам, должна иметь высокое сопротивление усталости. Надежная работа таких деталей обеспечивается рациональным выбором сталей и режимов обработки деталей. Для упрочнения поверхности стальных деталей используют химикотермическую обработку (цементацию, нитроцементацию, азотирование), а также поверхностную закалку. Цементация и нитроцементация обеспечивают максимальную несущую способность деталей. [c.99]

Для развития повреждения в условиях коррозии необходимо несколько десятков тысяч циклов. Коррозия не понижает усталостную прочность, если разрушение в силу высоких напряжений происходит после небольшого числа циклов коррозия может сильно понизить усталостную прочность, если разрушение происходит после миллионов циклов. Повреждение в коррозионных условиях происходит главным образом по причине концентрации циклических контактных напряжений на поверхности с высоким трением, а не по причине ее шероховатостей. [c.223]

Контактная усталостная- прочность у азотированных конструкционных сталей ниже, чем у цементованных, но выше, ч м у стали, прошедшей поверхностную закалку при индукционном нагреве (рис. 57). При повышенных контактных напряжениях толщина азотированного слоя должна быть не менее 0,45—0,5 мм. Кратковременное газовое азотирование и жидкое азотирование по контактной прочности значительно уступает цементации. Азотирование следует использовать для изделий, испытывающих высокие циклические нагрузки при умеренных контактных напряжениях и работающих в условиях трения скольжения (или абразивного износа). Азотирование повышает сопротивление стали кавитационной эрозии [32]. [c.343]

В процессе исследований были определены максимальные напряжения, которые могут выдерживать эти покрытия без разрушения, влияние температуры и продолжительности термической обработки покрытий на их контактную прочность, а также характер разрушения покрытий при действии циклических контактных нагрузок. [c.71]

Особые разделы теории уста сти составляют усталость при ударном циклическом нагружении (динамическая усталость), при контактном циклическом нагружении (контактная усталость), при повыщен-ных температурах и при периодических колебаниях темпе))атур (терм и-ческая усталость). Закономерности циклической прочности в этих условиях находятся в стадии изучения. [c.288]

Качество поверхностного слоя определяется совмсупносгью харак-теристик физико-механическим o foяниeм, микроструктурой металла поверхностного слоя, наероховатостью поверхности. Состояние поверхностного слоя влияет на эксплуатационные свойства деталей машин изяосо- стойкость, виброустойчивость, контактную жесткость, прочность соединений, прочность конструкций при циклических нагрузках и т. д. [c.407]

Самыми ранними исследованиями циклической прочности металлических материалов, известными из литературы, были опыты В.А. Альберта (Германия, 1829 1. ), в которых он подвергал циклическому изгибу звенья цепей для рудничных подъемников на сконструированной им машине. На рис. 1 представлена схема первой испытательной машины на контактную усталость, которую использовал В.А. Альберт в своих экспериментах. Термин усталость был введен в 1839 г. французским ученым Ж.-В. Ионселе, который обнаружил снижение прочности стальных конструкций при воздействии циклических напряжений. [c.5]

В практике часто встречаются случаи, когда циклической нагрузке подвергаются сопряженные детали машин. В этом случае из-за контактного трения поверхностные слои металла разрушаются. Еще в 1911 году Е. М. Иден и др. описали случай разрушения усталостных образцов не в наиболее напряженном сечении, как этого следовало ожидать, а в более массивном сечении -в местах контакта образца с цангой. Наличие контактнш о трения при циклическом нагружении в общем случае приводит к снижению циклической прочности изделий процессы, развивающиеся при этом, названы фрсттинг-коррозией или фреттинг- усталостью. [c.94]

Телескопическая стрела. Телескопическая стрела крана состоит из ряда секций, которые находятся одна в другой в транспортном положении и выдвигаются с помощью длинных гидравлических цилиндров, закрепленных по концам секций на опорах скольжения или качения. Секции имеют обычно коробчатую форму поперечного сечения. Подвижные опоры сильно нагружают верхний пояс наружной секции, стремясь оторвать его от стенок. В типичном решении коробчатая секция сделана из поясов и стенок постоянной толщины, соединенных четырьмя продольными сварными щвами в наружных углах контура, без каких-либо внутренних ребер жесткости (рис. 1). Эти сварные швы передают общую нагрузку, вызванную силами тяжести полезного груза и собственного веса стрелы, а также контактную нагрузку, вызванную подвижными опорами. Прочность швов определяет циклическую долговечность стрелы, которую следует изготав-пивать из стали высокой прочности с пределом текучести свыше 700 МПа. Высокая прочность такой стали соответствует статистически-м нагрузкам, поскольку сопротивление усталости сварного узла, сделанного из этой стали, остается на уровне, соответствующем стали с щ = 240 -н 350 МПа. Применение стали высокой прочности для изготовления телескопических стрел связано со стремлением к уменьшению веса стрелы, существенному повышению ее длины и грузоподъемности. В этом случае обеспечение требований долговечности заключается в понижении уровня напряженности наиболее нагруженного узла — угла контура поперечного сечения. [c.369]

Приведем перечень основных видов испытаний, которые в настоящее время используют при исследовании механических и технологических свойств металлов и сплавов статические испытания в условиях одноосного напряженного состояния испытания на ударную вязкость и вязкость разрущения пластометрические исследования испытания на статическую и динамическую твердость и микротвердость испытания на предельную пластичность и технологические испытания (пробы) испытания в условиях сложнонапряженного состояния испытания на ползучесть, длительную прочность и жаростойкость испытания на циклическую, контактную прочность, усталость н в условиях сверхпластичности высокоскоростные испытания испытания при наложении высокого гидростатического давления испытания в вакууме, ультразвуковом поле, в условиях сверхпластичности и т. д. [c.38]

Если на протяжении первых трех десятилетий развития советской промышленности качество стали определялось значением предела прочности при +20° С и определенным уровнем пластичности или ударной вязкости, то в последние два десятилетия прочность испытывается еще и в зависимости от типа напряженного состояния скорости деформации, и при наличии различных концентраторов. Однократное доведение напряжений до разрушающей величины дополняется испытаниями при длительном нагружении циклической нагрузкой одного (статическая выносливость) или обоих знаков (усталость), в последнем случае — при самых различных частотах, вплоть до акустических. Диапазон температур при испытании конструкционных сталей расширяется от прежних пределов ( + 60°) — (—60°) до (—253°) — (+1200°). Разрушающее напряжение, зависящее от материала нагруженного тела, определяется не только величиной нагружения в момент, непосредственно предшествующий разрушению этого тела. При выборе его значений учитывается необходимость обеспечения величин деформаций в пределах, допустимых для безотказной работы конструкций при заданных температуре и продолжительности рабочего периода. Возникает необходимость в характеристике прочности для условий сложных программированных режимов нагрузки и нагрева, действия контактных напряжений, трения и износа, поражения метеорными частицами, действия космического и ядер-ного облучения и т. д. [c.192]

Коррозионная выносливость более крупных образцов с насадками практически не зависит от марки стали и ее статической прочности. Исследования образцов из стали 35 с насадками из нормализованной стали 45, латуни Л62, фторопласта Т4, а также с резиновыми сальниками показали [121, с. 7-10], что при всех этих насадках имеет место дополнительное снижение коррозионной выносливости образцов из стали 35. Так наличие фторопластовой втулки и резинового сальника снижает условный предел коррозионной выносливости соответственно с 95 МПа (без насадки) до 60 и 50 МПа, что примерно соответствует значению условного предела коррозионной выносливости образцов во стальными и латунными насадками. Отмечено, что на коррозионную усталость деталей с насадками влияют три фактора концентрация напряжений, циклическое трение в сопряжении вал-втулка и щелевая коррозия. В связи с тем, что влияние концентрации напряжений на уменьшение коррозионной выносливости с увеличением диаметра образца уменьшается,.а также учитывая, что существенное снижение коррозионной выносливости может иметь место и при наличии насадок из мягких материалов, не вызывающих больших контактных давлений, сделан вывод, что при испытании образцов с насадками в коррозионной среде фактор концентрации напряжений не играет решающей роли, определяющими являются циклическое трение и щелевая коррозия. Повышение коррозионной выносливости стальных образцов с увеличением их диаметра связано с влиянием относительного разупрочнения поверхности образца под действием коррозионной среды. Чем меньше диаметр образца, тем при всех прочих равных условиях сильнее влияние разупрочнения. Это положение еще в большей степени характерно для образцов с насаженными втулками, когда процессы разупрочнения усиливаются циклическим трением и щелевой коррозией. [c.145]

Прочностные свойства. Способность покрытия сопротивляться циклическим контактным нагрузкам способность покрытия сопротивляться ди-HaMH4e K J ударным нагрузкам прочность сцепления покрытия с ос-новньщ материалом. [c.57]

Основной целью при испытании на циклическую контактную прочность является установление за1висим0сти между нормальными контактными напряжениями и количеством циклов нагружения до появления первой трещины, или же до заранее установленного размера поврежде- [c.61]

ПОЛОМКИ в месте контакта циклически нагруженных деталей, поскольку усталостная прочность в контактирующих сечениях понижается. Обычно это имеет место в заклепочных и болтовых соединениях, являющихся потенциальными источниками трения, как указано в работе Вокера [476]. В лабораторных испытаниях самолетных конструкций [591] обнаружено, что 90% всех поломок происходит в точках, где возможно контактное трение циклически нагруженных деталей, и практический опыт подтверждает этот вывод. В технике условия для коррозионной усталости имеются в обоймах и вкладышах подшипников, шлицевых соединениях, в сте.ржнях болтов и поверхностях прессовой посадки. [c.210]

Прочность хромового покрытия при циклических контактных нагрузках. Прочность слоя покрытия возрастает с увеличением прочности стального основания и толш,ины слоя она больше для молочных осадков, чем для блестящего покрытия. Предел выносливости хромового покрытия, нанесенного на нормализованную сталь I2X2H4A толщиной 0,03 мм, составляет примерно 500 МПа. При толщине слоя 0,3 мм предел выносливости повышается более чем в 2 раза. [c.361]

Для ряда образцов было зафиксировано образование питтингов на поверхностях трения. Характер процессов, протекающих в контакте в динамических условиях, и механизм образования питтингов может быть различным. Как известно, реальная поверхность металла характеризуется повышенной концентрацией дефектов строения - вакансий, дислокаций и т.п. При интенсивном деформировании поверхностных слоев металла при трении дефекты служат концентраторами напряжений и являются очагами зарождения микротрещин. В результате многократного циклического деформирования происходит развитие микротрещин, их смыкание, отслаивание частиц износа и образование пит-тйнгов вследствие контактной или фрикционной усталости металла. Большую роль при этом играет, как указывалось выше, адсорбционное понижение прочности поверхностных слоев металла вследствие эффекта Ребиндера, химическая коррозия, вызываемая серосодержащими лрисадками, а также электрохимическая питтинговая коррозия, возникающая в местах скопления поверхностных дефектов в результате пробоя пассивирующей поверхности пленки окисла. О механизме образования питтингов можно было в какой-то степени судить по их виду. Питтинги усталостного происхождения имели неправильную форму, неровные края, от которых могли отходить поверхностные трещины. Такие питтинги наблюдались для эфира 2-этилгексанола и фосфорной кислоты. Серосодержащие присадки ОТП и Б-1 вызывали появление большого количества мелких питтингов, В присутствии хлорсодержащих присадок хлорэф-ДО и совол возни- [c.43]

После термической обработки в течение 1 часа при температуре 350—900° покрытие приобретает высокие износостойкие свойства. Коэффициенты трения никелевого покрытия и покрытия хромом в условиях смазки примерно одинаковы. Одинакова также их способность противостоять заеданию. Для получения пластичных покрытий, устойчивых при трении, рекомендуется термообработка при температуре 600° в течение 90 мин. [178]. По данным Гаркунова и Вишенкова [387], износостойкость покрытия никель-фосфор несколько меньше, чем хромовых покрытий, однако никелированная поверхность, трущаяся о сталь, изнашивает ее меньше, чем хромированная поверхность. Химическое покрытие никелем дуралюмина повышает его износостойкость в 6 раз. Никель-фосфорное покрытие по сравнению с хромовым имеет малую циклическую контактную прочность. Этот недостаток преодолевают, повышая прочность сцепления по> крытия со сталью. [c.113]

Соединения, ответвления и оконцевания жил проводов и кабелей должны обладать (необходимой механической прочностью и малым электрическим сопротивлением, которое не должно быть больше сопротивления целого участка жилы такой же длины. 1В эксплуатации контактные соединения подвержены действию тока нагрузки, величина которого обычно изменяется в весьма широких пределах. Это приводит к тому, что ковтакт-ные соединения проводов и кабелей циклически нагреваются и охлаждаются. При коротких замыканиях в цепи кратковременный нагрев жил может достигать значительной величины. По действующим в нашей стране нормам кратковременный нагрев жил проводов и кабелей при коротких замыканиях допускается до 150° С при резиновой или полихлорвиниловой изоляции и до 200° С — при бумажной. Хорошее контактное соединение должно выдерживать указанные температуры, не расшатываясь под действием многократных нагревов и охлаждений. [c.3]

Процесс разрушения в данном случае заключается в зарождении усталостной трещины, как правило, на поверхности и постепенным развитием ее в глубь детали. Контактная выносливость характеризуется пределом усталостного выкрашивания, представляющего собой величину контактного давления при заданном числе циклов, не приводящим к образованию питтингов. Так как возникновение питтингов связано с дейст-вием циклических контактных напряжений, для повышения долговечности деталей нужно стремиться снижать удельные нагрузки в местах контакта и повышать прочность металла. [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...