Циклически нагруженные соединения

Циклически нагруженные соединения. Соединения, передающие пульсирующий крутящий момент или испытывающие знакопеременные радиальные нагрузки, подвержены усталостным повреждениям особого вида фрикционной коррозии, наклепу и свариванию. [c.337]

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

Условия работы циклически нагруженных соединений резко ухудшаются, если в сочленении имеется зазор. Сочленяющиеся поверхности периодически раздвигаются и смыкаются нагрузка становится ударной. При неправильной конструкции сочленение быстро выходит из строя в результате перегрева, наклепа и разбивания рабочих поверхностей. [c.356]

Рифленые соединения отличаются простотой изготовления и монтажа. Отверстия под рифленые детали небольшого размера нередко выполняют сверлением. Нецелесообразно применять рифли в циклически нагруженных соединениях, так как надрезы, оставляемые рифлями на стенках отверстия, вызывают резкую концентрацию напряжений. Повторная установка рифленых деталей не рекомендуется. [c.493]

Циклически нагруженные детали-см. Детали циклически нагруженные Циклически нагруженные соединения 1. 337-340 [c.353]

Существенным недостатком соединений с натягом является уменьшение усталостной прочности вала при циклическом нагружении соединения. [c.68]

Долговечность циклически нагруженных соединений определяется усталостной прочностью материала при контактном нагружении. Кривые усталостной прочности зависят от типа нагружения. По общему виду они близки к кривым усталости для случаев одноосного напряженного состояния (растяжение, сжатие, изгиб) с тем различием, что численные значения разрушающих напряжений гораздо выше и кривые не имеют отчетливо выраженного горизонтального участка (предела усталости). [c.328]

Следует всемерно с н и ж а ть уровень напряжений в болтах, а в циклически нагруженных соединениях — уменьшать амплитуду пульсации растягивающей силы. Целесообразно вводить выполненные из релаксационно-стойких материалов упругие элементы, выбирающие остаточные деформации по мере их возникновения. [c.414]

Другой способ заключается в снижении коэффициента амплитуда напряжений путем наложения постоянной нагрузки. Как видно из диаграммы Смита (см. рис. 164), повышение среднего напряжения цикла существенно увеличивает предел выносливости. Этот прием широко применяют в конструкции циклически нагруженных болтовых соединений, придавая болтам предварительную затяжку. При затяжке достаточно большой величины удается практически полностью устранить циклическую составляющую и сделать нагрузку статической. [c.315]

Свободные поверхности (не входящие в соединения или расположенные с зазором по отношению к ближайшим поверхностям) следует в интересах экономичности обрабатывать по низким классам шероховатости. Исключение составляют напряженные циклически нагруженные детали. Д.ТЯ повышения усталостной прочности такие детали обрабатывают кругом, чтобы обеспечить высокий класс шероховатости поверхности, полируют и дополнительно упрочняют поверхностной пластической деформацией. [c.414]

К циклически нагруженным относятся соединения, подвергающиеся действию пульсирующей или знакопеременной силы (давление рабочих тазов в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров, силы инерции движущихся масс в головках шатунов и подшипниках кривошипно-шатунных механизмов). I [c.425]

На основе предшествующего анализа можно рекомендовать следующие правила проектирования циклически нагруженных стяжных соединений [c.433]

Формальный расчет, даже с большим коэффициентом запаса, не всегда обеспечивает работоспособность соединения, тем более, что величина и распределение рабочих напряжений по сечениям детали, а также и характер их взаимодействия с предварительными напряжениями в большинстве случаев, особенно в соединениях, подвергающихся циклическому нагружению, неясны. Поэтому независимо от результатов расчета необходимо всемерно усиливать прессовые соединения конструктивными мерами. [c.486]

Сернистые соединения сильно снижают механические свойства стали при статическом и циклическом нагружении, особенно вязкость, пластичность, предел выносливости. Сера является вредной примесью в сталях. [c.81]

ЛИЙ, работающих в экстремальных условиях (например, при —50°С), при форсированных режимах динамического, статического и циклического нагружений, при наложении абразивного изнашивания, при воздействии агрессивных сред и т. д. Поэтому наряду с традиционными испытаниями необходимо комплексно использовать такие методы исследования, как акустическая эмиссия, количественный анализ продуктов изнашивания, непрерывная регистрация структурных изменений в зоне контакта металла с покрытием при работе в паре трения с учетом воздействия окружающей среды на разрушение. Для изучения структуры композиции покрытие — основной металл следует шире привлекать стереологию, рентгеноспектральный микроанализ, ядерный гамма-резонанс, радиоспектроскопию. Принципы механики разрушения должны применяться не только для оценки трещиностойкости, но и для вычисления величины износа при абразивном изнашивании, а также учитываться при расчетах при теоретическом прогнозировании прочности соединения покрытия с основным металлом. [c.193]

Соотношение (1.21) указывает на уменьшение доли периода роста трещины в долговечности сварного соединения по мере возрастания числа циклов нагружения до разрушения соединения. Относительная доля периода роста трещины в периоде нагружения элемента конструкции до ра.зру-шения существенно зависит от условий нагружения элемента конструкции, вида материала и состояния поверхности, а также концентрации напряжений. При ВЫСОКО концентрации напряжений доля периода роста трещины в общей долговечности образца или элемента конструкции может оказаться значительной. Возникает естественный вопрос о том, в какой мере соотношение между периодами зарождения и роста трещины может быть использовано для характеристики поведения материала при циклическом нагружении. Указанная информация позволяет установить, насколько эти два разных способа накопления повреждений материала взаимосвязаны или зависимы между собой для разных условий нагружения и их концентрации в районе очага разрушения. [c.61]

В результате неоднородности механических свойств различных зон в сварном соединении возможно перераспределение деформаций при циклическом нагружении с локализацией их на узком участке, что неизбежно приведет к значительному снижению долговечности. [c.189]

В рассматриваемом случае оценки прочности труб большого диаметра магистральных трубопроводов, когда для эксплуатационных разрушений характерным является появление продольных трещин в зоне сварного шва трубы, вырезка образцов должна производиться в зоне сварного соединения. Так как в процессе работы трубопровода под действием периодических сбросов и подъемов внутреннего давления осуществляется циклическое нагружение в условиях плоского деформированного состояния, причем уровень окружных напряжений существенно превышает продольные, элемент тонкостенной оболочки (какой является труба магистрального трубопровода) в зоне продольного сварного шва оказывается в условиях, близких к повторному растяжению — сжатию. Наличие напряжений сжатия при пульсирующем нагружении трубы внутренним давлением обусловлено появлением в зоне концентрации (у продольного сварного шва) остаточных напряжений сжатия. Все перечисленное выше обосновывает необходимость постановки экспериментов в условиях циклического растяжения — сжатия на образцах, вырезанных в окружном направлении из зоны сварного соединения трубы (рис. 3.2.4, а). [c.156]

Рис. 29. Зависимость критической температуры хрупкости сварных соединении от режима циклического нагружения. а — ВСт.Зсп — основной металл б — ВСт.Зсп — зона термомеханического старения.

Статьи, заключенные в данный сборник, содержат результаты исследований, выполненных за последние годы в области изучения микроструктурных особенностей деформационных процессов и разрушения в поликристаллических металлических материалах (в том числе композиционных) в условиях теплового и механического воздействия. При проведении исследований использованы методы качественной и количественной тепловой микроскопии в сочетании с другими физическими методами. В ряде работ содержатся сведения о методиках и аппаратуре, применяемых для получения прямых экспериментальных данных об изменениях микростроения и уровня механических свойств изучаемых материалов. Значительное внимание в сборнике уделено изучению микроструктурных особенностей развития пластической деформации сталей и сплавов, биметаллических композиций и сварных соединений при тепловом воздействии в условиях статического и циклического нагружения. [c.4]

Нагрузка на образец передается от захвата, который крепится на столе 7 (см. рис. 1, б), перемещающемся по колоннам при помощи ходового винта на направляющих втулках с шариками. При рабочем ходе поступательное перемещение винта осуществляется с помощью червячного редуктора, расположенного в основании, и разрезной гайки, предназначенной для выбора люфта в соединении винт — гайка, что необходимо при осуществлении знакопеременного нагружения образца. Вращение червяку передается от коробки передач типа Меандр , обеспечивающей соотношение чисел оборотов выходного вала 1 1 1 10 1 100 1 1000 1 10 000. На коробке передач монтируется двухскоростной асинхронный электродвигатель привода. Сочетание двухскоростного двигателя и коробки передач типа Меандр позволяет получить весьма широкий диапазон скоростей нагружения — от 0,05 до 100 мм/мин. Циклическое нагружение (до 7 циклов в мин) обеспечивается за счет реверсирования привода электродвигателя. [c.23]

Нагружающая система. На установке ИМАШ-10-68 можно проводить испытания образцов при циклическом нагружении с частотами 3 и 3000 циклов в минуту. Система нагружения выполнена следующим образом. Один конец образца 1 (см. рис. 80) жестко прикрепляется к неподвижной опоре 14, размещенной внутри рабочей вакуумной камеры, а второй соединяется с подвижным захватом рычага 15, при перемещении которого образец изгибается. Качание рычага 15 происходит при поочередном повороте вала 16, опирающегося на подшипники. Для герметизации камеры при повороте вала 16 служит вакуумное уплотнение, представляющее собой отрезок шланга из вакуумной резины концы шланга жестко прикреплены к валу 16 и фланцу на корпусе рабочей камеры. Рычаг 17 соединен шатуном 18 с эксцентриком. В зависимости от условий испытания шатун можно устанавливать на любом расстоянии от оси эксцентрика величина эксцентриситета регулируется с помощью специального устройства, не показанного на схеме. Вращение эксцентрика осуществляется асинхронным трехфазным электродвигателем (при нагружении образца с частотой 3000 циклов в минуту) или от исполнительного механизма типа ПР-Ш (при малоцикловых испытаниях с частотой 3 цикла в минуту). Для снижения вибраций 147 10 [c.147]

Как показано выше, при циклическом нагружении образовавшаяся в резьбовом соединении усталостная трещина распространяется по впадине профиля резьбы с одновременным (или последующим) развитием в соседние впадины. Такой характер протекания процесса разрушения в связи с условиями нагружения и конструктивным исполнением на различных стадиях развития трещин будет характеризоваться соответствующими критериями локального разрушения. [c.388]

Таким образом, внедрение обязательного упрочнения валов обкаткой роликами позволяет реализовать потенциально высокие прочностные ресурсы термически улучшенных легированных сталей при циклическом нагружении в составе прессового соединения, делает технически и экономически оправданным использование таких материалов для изготовления [c.152]

Сопоставление сопротивления усталости стыковых соединений монолитного и многослойного металла. Надежность и долговечность многослойных сварных конструкций, предназначенных для длительной эксплуатации в условиях циклического нагружения, во многом зависит от способности соединений сопротивляться усталостным разрушениям. До последнего времени наиболее полные исследования усталости сварных соединений выполнялись применительно к монолитному металлу [6]. Результаты этих исследований широко используются в инженерной практике при расчетах и проектировании монолитных сварных конструкций. Применительно к многослойным конструкциям сведения о сопротивлении усталости сварных соеди- [c.258]

Лопатки сопловых аппаратов рассчитываются на действие изгибающих нагрузок от газовых сил как двухопорные балки (лопатки первой ступени) и как консольные или шарнирно-соединенные балки (второй и следующих ступеней) при косом изгибе. Для сопловых лопаток расчет на циклическое нагружение, вызванное действием термических усилий, имеет особое значение ввиду возможных забросов температур газа. Неравномерность температуры газа в окружном направлении, как показано в работе [2], может достигать 25—30%, это приводит к превышению рабочих значений температур на лопатках соплового аппарата на 50—150° С. Поэтому наиболее частым дефектом этих детален является их растрескивание от действия циклических термических напряжений (см. 1). [c.83]

На рис. 7.8 показано распределение начальных остаточных напряжений в исходном состоянии и после 10 циклов нагружения при уровне номинальных напряжений = 0,7 Стт-Можно видеть, что при сложном очертании эпюр остаточных напряжений, многократно изменяющих знак эпюры (что характерно для сварных соединений аустенитных сталей), циклическое нагружение приводит не только к снижению уровня, но и к изменению характера распределения остаточных напряжений. [c.145]

Посадка по боковым граням паза ступицы скользягцая (для центрирующих соединений), ходовая (для подвижных соединений) или плотная (для циклически нагруженных соединений). [c.233]

Одной из причин значительного уменьшения усталостной прочности нала является концентрация контактного давления вблизи торцов охватывающей детали в том случае, когда охватываемая деталь выступает за торцовые поверхности охватывающей. Кроме того, в том же направлении действует и контактное трение между соединенными с натягом деталями, возникающее при циклическом нагружении соединения. [c.68]

Практика эксплуатации сварных нетермообрабатываемых конструкций в условиях циклического нагружения показывает, что в большинстве случаев разрушения возникают в сварном шве или области сопряжения шва с основным металлом. Это связано с комплексом факторов, снижающих работоспособность сварных соединений, основными из которых являются концентрация напряжений и деформаций в зонах сопряжения шва с основным металлом, остаточные сварочные напряжения (ООН), а также ухудшение характеристик сопротивления усталости металла шва и зоны термического влияния по отношению к основному металлу [59, 119, 144]. [c.268]

Материалы. Изготовление. Крепежные детали рядового назначения изготовляют из углеродистых сталей (оо,2 = 40 кгс/мм ) или хромистых (< 0.2 = 70 кгс/мм ). Оптимальное содержание углерода в углеродистых и низколегированных сталях 0,4 — 0,45%. Термическая обработка закалка в масло с 750 —800"С, отпуск на сорбит (HR 35 — 40). Нагрев под закалку ведут в нейтральной атмосфере, вакууме или расплавленных интeт чe киx шлаках во избежание окисления и обезуглероживания, резко снижающего циклическую прочность. Для изготовления ответственных болтов применяют хромансили типа ЗОХГС 40ХГС (оо,2 = 90 110 кгс/мм ). В наиболее нагруженных соединениях применяют Сг — Мо стали или Ni —Сг —W стали (< 0,2 = 120 150 кгс/мм ). [c.515]

Расчет при циклическом нагружении. Резьбовые соединения при таком виде нагружения выполняют с предварительной затяжкой. Поэтому при их расчете необходимо исходить из максимальных переменных напряжений цикла, учитывающих и напряжения, вызванные затяжкой. При ориентировочных расчетах можно воспользо- [c.418]

Исследования проводили в условиях постоянной растягивающей нагрузки и при циклическом нагружении образцов. Статические испытания при постоянном напряжении производили на специально сконструированной многопозиционной установке, позволяющей создавать в образцах различные по величине растягивающие напряжения. Испытания на циклическую выносливость проводили в условиях напряжения растяжения переменной величины на разрывной машине ГРМ-1 с гидропульсатором. Условия испытания нагрузка знакопостоянная, асимметричная (коэффициент асимметрии 0,5) при частоте нагружения 200 циклов в минуту на базе испытания ЫО циклов. Одновременно производили испытания натурных образцов сварных стыковых соединений и основного металла, вырезанных из труб действующего рассолонровода с размерами, аналогичными экспериментальным. [c.236]

В современных конструкциях сосудов высокого давления, энергетических установках и аппаратах широко применяются резьбовые соединения больших диаметров, работающие в условиях переменного теплового и механического воздействия. Такие условия внешнего нагружения приводят к упругопластическому циклическому деформированию с возможным выходом из строя при малом числе циклов нагружения. Из-за ограничений по компоновке увеличить размеры этих соединений не представляется возмонсным. Для изготовления элементов крепежа в энергетике и других отраслях техники применяются теплоустойчивые стали, обладающие высокими характеристиками сопротивления однократному нагружению и пониженными свойствами пластичности. Дальнейшее повышение механических свойств применяемых металлов не приводит к увеличению сопротивления циклическому разрушению резьбовых соединений из-за смены механизма разрушения усталостного на хрупкий). Повышения работоспособности резьбовых соединений можно достигнуть лишь совершенствованием конструкций и применением материалов, обладающих повышенной сопротивляемостью циклическому нагружению при наличии трещин [c.387]

Анализ характера разрушений резьбовых соединений различных конструкций, работающих в условиях циклического нагружения, проведенный по результатам, полученным автором и другими исследованиями [1—31, показал, что в резьбовом сопряжении разрушение происходит от усталостных трещин, развивающихся по поперечному сечению болта (чаще всего по первому витку, находящемуся в сопряжении с гайкой, считая от опорной поверхности), или из-за циклического среза витков резьбы (от усталостных трещин, огибающих эти витки). Наблюдаются и переходные формы разрушения, когда срезаются отдельные витки, а окончательное разрушение происходит по поперечному сечению болта (шпильки). Такш характер разрушения связан с особенпостями нагружения витков резьбы болта, находящихся в сопряжении с охватывающими резьбовыми деталями. Для резьбовых соединений с крупными шага- [c.387]

Исследования коррозионной усталости металлов проводят с использованием образцов различных геометрических форм, а во многих случаях— моделей или реальных деталей или узлов машин и i аппаратов. Для получения сравнительной оценки влйяния структуры, химического состава металла, агрессивности среды,окружающей температуры, параметров циклического нагружения и других факторов используют обычно образцы диаметром или толщиной 5—12 мм. Влияние масштабного и геометрического факторов изучают на нестандартных образцах диам- тром или толщиной поперечного сечения от 0,1 до 200 мм и более — гладких цилиндрических, призматических, плоских с различным отношением сечения к длине рабочей части, а также с концентраторами напряжений в виде выточек, отверстий, уступов и пр. Оценку влияния прессовых, шпоночных, резьбовых, сварных, клеевых и тому подобных соединений металлов на их сопротивление усталости проводят на моделях таких соединений уменьшенных размеров, реже — на натурных соединениях (элементы судовых ва-лопроводов, бурильной колонны, сосудов высокого давления, лопатки турбин, колеса насосов и вентиляторов, стальные канаты, цепи, глубиннонасосные штанги и др.). [c.22]

Применение двух спаренных установок (рис. 16), соединенных электрохимическим мостиком, позволяет изменять силу тока коррозионной пары, образованной вращающимися циклически нагруженным и ненагру-женным образцами. [c.41]

При создании сварных конструкций химаппаратуры и энергетических агрегатов в многослойном исполнении особую важность приобретают вопросы, связанные с оценкой их несущей способности с учетом воздействия эксплуатационных, технологических и силовых факторов [1]. Известно, что иногда изделия такого класса в эксплуатационных условиях могут подвергаться воздействию циклических нагрузок. Одной из основных характеристик, определяющих несущую способность многослойных конструкций, эксплуатируемых в условиях циклического нагружения, является сопротивляемость металла и сварных соединений усталостным разрушениям. При переходе на сварные конструкции с многослойной стенкой помимо комплекса [c.256]

Многослойные образцы испытывались до полного разрушения, что соответствовало четырехмиллиметровой глубине усталостной трещины в отдельном слое многослойного металла. Сопоставление (рис. 2) несущей способности стыковых соединений монолитного и многослойного металла по данному критерию разрушения свидетельствует о том, что в условиях циклического нагружения сопротивляемость разрушению сварных соединений многослойной и монолитной стали практически одинакова. [c.259]

Описана методика оценки развития дефектов в кольцевом сварном шве ру-лонированного сосуда высокого давления при циклическом нагружении. Методика учитывает прочностные и пластические характеристики металла сварного шва, количество растворенного в шве водорода, а также величину и вид напряженного состояния. Методика проверена экспериментально. Приведены необходимые коэффициенты, позволяющие проводить оценку развития дефектов в сварных соединениях из стали 10Г2С1 и 12ХГНМ. [c.391]

Основные требования к высокоресурсным заклепочным соединениям (высокая прочность при статическом и циклическом нагружении, герметичность и коррозионная стойкость) удовлетворяются в основном с помощью создания гарантированного радиапьного натяга (равного 2,5-3,5%) в элементах соединения, а также улучшением состояния контактируемых поверхностей (Лд = 1,25 -ь 2,5 мкм). [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...