Масштабный эффект и концентрация напряжений

Таким образом, разделение факторов носит условный характер. Поэтому естественной является попытка связать масштабный эффект и концентрацию напряжений в единый комплекс не только по форме, но и по существу. А существо состоит в тех представлениях о статистическом характере возникновения и накопления структурных повреждений, о которых говорилось выше. Этот вопрос частично поддается количественной оценке при помощи аппарата теории вероятности, но доведение задачи до числа нуждается, конечно, в принятии некоторых правдоподобных гипотез и систематизации опытных данных. Остановимся на основных предпосылках и рас- [c.491]

Масштабный эффект и концентрация напряжений [c.38]

Совместное влияние концентрации напряжений, масштабного эффекта и состояния поверхности оценивают величиной [c.335]

Общий коэффициент снижения предела выносливости при симметричном цикле. Совместное влияние концентрации напряжений, масштабного эффекта и качества (состояния) поверхности учитывают коэффициентом [c.182]

При определении коэффициента запаса прочности для конкретной детали надо учесть влияние коэффициента снижения предела выносливости ( тд)-Опыты показывают, что концентрация напряжений, масштабный эффект и состояние поверхности отражаются только на величинах предельных амплитуд и практически не влияют на предельные средние напряжения. Поэтому б расчетной практике принято коэффициент снижения предела выносливости относить только к амплитудному напряжению цикла. Тогда окончательные формулы для определения коэффициентов запаса прочности по усталостному разрушению будут иметь вид при изгибе [c.562]

В расчетных выкладках, как мы увидим в дальнейшем множитель Ka/Kda используется как единое целое. Числи тель отражает в основном роль концентрации напряжений но в то же время зависит и от размеров детали, а знамена тель, отражая масштабный эффект, определяется в какой то мере и концентрацией напряжений. [c.400]

Мы уже видели, что величина максимальных напряжений вблизи очага концентрации, выраженная через теоретический коэффициент концентрации ад, еще не характеризует полностью роль местных напряжений в усталостном разрушении. Было замечено, что большое значение имеет также и скорость убывания этих напряжений, т. е. их градиент. Это — тоже своего рода масштабный эффект. Если местные напряжения убывают медленно, то в относительно широкой зоне местных напряжении оказывается большое число кристаллитов, и вероятность индивидуальной не-благоприятности их состояния и расположения возрастает. Если градиент большой и напряжения по мере удаления от очага концентрации быстро падают, то в среднем статистическом опасность зарождения трещины снижается. [c.401]

Впервые на связь между масштабным эффектом и явлением нераспространяющихся усталостных трещин обратил внимание В. Харрис, который на основе дислокационной теории разрушения вывел зависимость между теоретическим и эффективным коэффициентами концентрации напряжений в виде Яс = е- А + (1-е- А)а . [c.77]

Приведенные соображения говорят о том, что при осевом нагружении или изгибе нет необходимости во время исследования поведения деталей при наличии концентрации напряжений применять какой-либо из критериев, кроме критерия главных напряжений. Удовлетворительного совпадения с экспериментом можно достичь, если [будет разработан критерий главных напряжений, учитывающий различные сложные явления масштабного эффекта и разрушающее число циклов с учетом постоянных средних напряжений. [c.403]

Совместное влияние концентрации напряжений, масштабного эффекта и состояния поверхности оценивают коэффициентом К ад(/С,,д), который принимают равным произведению трех указанных выше коэффициентов [c.651]

Практически расчет по допускаемым напряжениям обычно выполняют как проектный, служащий для определения требуемых размеров детали в этой стадии проектирования в большинстве случаев практически невозможно более или менее точно учесть все факторы, влияющие на прочность детали (концентрация напряжений и т. д.). Поэтому оказывается целесообразным выполнить уточненный проверочный расчет сконструированной детали на основе ее рабочего чертежа, когда есть возможность достаточно точно учесть концентрацию напряжений, масштабный эффект и т. п. Этот проверочный расчет предпочтительно выполнять непосредственно по коэффициентам запаса в случае, если действительный коэффициент запаса существенно отличается от допускаемого, в размеры и конструкцию детали вносят соответствующие коррективы. [c.11]

Формула (43) с учетом концентрации напряжений, масштабного эффекта и состояния поверхностных слоев материала принимает вид [c.699]

Найдем эффективные коэффициенты концентрации напряжений, учтем масштабный эффект и состояние поверхностных слоев вала червяка. [c.736]

Переменные напряжения цикла увеличивают соответствующим образом при наличии концентрации напряжений с учетом масштабного эффекта и состояния поверхности Можно и более просто учесть указанные факторы с помощью замены значений о 1 и Т 1 в равенстве (74) на пределы вы [c.566]

В случае действия переменных напряжений на прочность будут влиять концентрация напряжений, масштабный эффект и другие факторы, с целью учета которых определяют максимальные напряжения [c.37]

Описанный способ определения эффективного коэффициента концентрации является довольно грубым. Коэффициент чувствительности заметно меняется в зависимости от геометрических особенностей как самой детали, так и очага концентрации напряжений. Наблюдается некоторое снижение q в случае больших коэффициентов Ка и некоторое возрастание при увеличении абсолютных размеров детали. Поэтому вопрос определения эффективного коэффициента концентрации смыкается с так называемым масштабным эффектом, к рассмотрению которого мы сейчас и перейдем. [c.490]

Влияние абсолютных размеров детали (масштабного фактора). Экспериментально установлено, что с увеличением абсолютных размеров деталей их сопротивление усталости снижается. Это объясняется статистической теорией разрушения, согласно которой при увеличении абсолютных размеров возрастает вероятность попадания дефектных зерен в зону концентрации напряжений. Существуют и технологические причины, способствующие проявлению указанной закономерности. Масштабный эффект зависит главным образом от поперечных размеров деталей и оценивается коэффициентом [c.254]

Таким образом, мы коснулись двух проблем, связанных с уменьшением прочности композитов при наличии концентраторов напряжений. Первая — это задача о масштабном эффекте, которая не объясняется линейно упругой концентрацией напряжений и существующими подходами механики [c.133]

Под влиянием дефектов сварки произошло снижение усталостной прочности на 25—60%. Масштабный эффект для сварных деталей с концентрацией напряжений (усиление шва, подрез, резкий обрыв шва и др.) проявляется в большей степени, чем для деталей с устраненными концентраторами напряжений. [c.55]

Морковин и Мур (1944) [954] учли, что технические материалы содержат хаотически распределенные неустранимые дефекты, которые создают концентрацию напряжений, ослабляя тем самым материал. Поверхностные дефекты ослабляют материал больше, чем внутренние, но предполагается, что каждый дефект эквивалентен полукруговому надрезу радиуса Я. Соответствующая величина теоретического коэффициента концентрации К зависит от диаметра образца на основе формулы Нейбера для технических материалов было получено выражение масштабного эффекта [c.57]

Для сильных концентраторов нет необходимости предполагать абсолютную чувствительность материала к концентрации напряжений. Для концентраторов с радиусами закругления менее 1,8 мм увеличение предела выносливости вследствие высокого градиента напряжений с избытком компенсирует влияние разброса. Учет масштабного эффекта можно сделать с помощью уравнения (5.13) и известного коэффициента ослабления кон-, центрации напряжений, как это делается ниже. Решение, полу- [c.164]

Сравнение пределов выносливости для деталей с концентрацией напряжений при осевой и крутильной нагрузках затруднительно из-за наличия масштабного эффекта. [c.404]

Инженерные расчеты на долговечность при циклических нагрузках должны учитывать большое число эксплуатационных, конструктивных и технологических факторов. Среди них — концентрация напряжений, состояние поверхности и масштабный эффект, асимметрия циклов и сложное напряженное состояние, частота нагружения, температура и другие условия окружающей среды. Перечисленные вопросы достаточно широко освещены в литературе применительно как к многоцикловой, так и к малоцикловой усталости [40, 47, 76, 123, 127]. Анализ и сопоставление различных способов редукции (максимумов, пересечений, размахов, полных циклов, падающего дождя ) можно найти в работах [33, 40 J. В настоящее время считают, что два последних способа дают наилучшее соответствие опытных данных и результатов расчета по линейному правилу суммирования. В работах [123, 1271 подробно описаны алгоритмы и программы расчета по этой схеме. [c.99]

Тогда ((Та)о и (та)э будут рзвны тзким предбльным амплитудам переменных напряжений при симметричном цикле для гладкого образца стандартных размеров (т. е. без влияния концентрации напряжения и размеров сечения), которые эквивалентны переменным номинальным напряжениям сТа и Та, действующим в данной детали при наличии концентрации напряжения, масштабного эффекта и асимметрии цикла. Запасы прочности соответственно будут равны [c.126]

Влияние концентрации напряжений, масштабного эффекта и состояния поверхности следует относить, как показали экспериментальные исследования, только к переменной сос-тавляюшей цикла. С учетом этого [c.256]

При построении диаграммы концентрация напряжений масштабный эффект и состояние поверхностных слоев материала учтены снил ением предела выносливости, определенного при испытании нормальных образцов и равного 1850 кг см , до величины = 1000 кг1см . [c.727]

Для деталей каждый из компонентов переменного наприженного состояния должен быть соответствующим образом увеличен с учетом концентрации напряжений, масштабного эффекта и состояния поверхности. В результате условие сопротивления усталости (58) для детали будет [c.565]

С использованием инт грального критерия L/G строят функции распределения пределов выносливости в связи с влиянием масштабного эффекта и уровня концеитрации напряжений, при этом переходят [397] к нормаль- юму распределению величины Ig (g — 1), где = а о ,/о , На рис. 3.27 в качестве при1мера приведены иа нормальной вероятностной бумаге функции распределения этой величины для образцов из сталн с различными значениям и L/G. Эти функции практически параллельны, т. е. считается, что среднеквадратическое отклонение Ig (5 — 1) для образцов разных размеров и с разными уровнями концентрации напряжений является постоянным. Зависимость средних значений величины Ig (g — I) от критерия Ig (L/G) [c.257]

Поскольку предел выносливости п[)и симметричном цикле получился таким же, как и для стали 45, и значения 5 для всех марок стали принимаются одинаковыми, заключаем, что и а д, а значит и коэффициенты запаса прочности будут одинаковы. Таким образом, применение более качественной и дорогой легированной стали в данном случае не дало никакого эфф екта, что объясняется больщей чувствительностью этой стали к влиянию концентрации напряжений и масштабного эффекта. [c.311]

Проявление масштабного фактора тесно связано с влиянием состояния поверхности. В частности, длительное травление стекла плавиковой кислотой, удаляющее наружный слой и создающее идеально ровную поверхность, приводит к резкому снижению вероятности существования на поверхности опасных дефектов, и согласно статистической теории дефектов должно наблюдаться повышение прочности массивных образцов до прочности тонких стеклянных волокон. Эксперимент полностью подтверждает это предположение. ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ Й СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НА ПРОЦЕССЫ РАЗРУШЕНИЯ. Состояние поверхности — один из важнейших факторов, влияющих на результаты механических испытаний образцов в лабораторных условиях. Наличие небольших выступов и впадин на плохо обработанной поверхности приводит к повышению концентрации напряжений. Поверхностные неровности могут играть роль хрупких трещин и значительно снижать определяемые испытаниями прочностные характеристики металла. Например, хрупкие в обычных условиях кристаллы каменной соли становятся пластичными, если при испытании их погрузить в теплую воду, растворяющую дефектный поверхностный слой (эффект Иоффе). Тщательная полировка поверхности металлических образцов приводит к увеличению измеряемых при растяясенпи характеристик прочности и пластичности. [c.435]

Специальным приложением масштабного отношения усталостных прочностей для деталей разных размеров является объяснение так называемого коэффициента понижения усталостной прочности. Наблюдалось, что для надрезов с одним и тем же коэффициентом концентрации напряжений эффект уменьшения усталостной прочности сильнее выражен для больших деталей, чем для малых. Мак-Клинток [19] объяснил это непосредственным проявлением масштабного эффекта статистики экстремальных значений, который может быть описан формулой, несколько отличающейся от (16) (см. [22]). [c.177]

Для того, чтобы показать степень совпадения экспериментальных и расчетных значений пределов выносливости, в табл. 6.6 анализируются более обширные результаты тщательно проведенных экспериментов. Расчетные значения пределов выносливости получены при известном пределе прочности материала при растяжении, теоретическом коэффициенте концентрации напряжений и радиусе кривизны концентратора. При использовании метода А предполагается, что масштабный эффект отсутствует, так что /а = 0 и Оап= Оа1Кг, но этот метод годится лишь для радиусов закругления, превышающих 1,8 мм. По методу В масштабный эффект учитывается уравнением (5.12), а предел выносливости при наличии концентрации напряжений дается формулой Оап = Оа1Кл. В обоих случаях предел выносливости при отсутствии концентрации напряжений определялся из уравнения (3.2). [c.166]

Любопытно, что для средних напряжний коэффициент концентрации Кт не увеличивается при наличии коррозионных условий. Если величина средней нагрузки изменяется в процессе усталостных испытаний, то будет некоторое изменение относительного положения областей контакта и не возникнет касательных напряжений, вызванных постоянной нагрузкой. Таким образом, не будет концентрации напряж ений и эффективный коэффициент концентрации для постоянной нагрузки останется связанным только с геометрической концентрацией напряжений, как это описывается уравнением (7.15). Однако в этом уравнении коэффициент Ка имеет теперь более низкую величину, связанную с теоретическим коэффициентом Как показано в разд. 10-4, принимать во внимание масштабный эффект обычно не надо. [c.218]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...