Явление усталости металлов

Переменные напряжения (растягивающие, первого рода), в том числе и знакопеременные напряжения, как известно, вызывают явление усталости металлов. Если переменные напряжения превышают, величину предела усталости металла, то через некоторое число циклов переменных нагружений, которое тем меньше, чем больше напряжения, развиваются треш,ины усталости и деталь разрушается (кривая 1 на рис. 233). Ниже определенного значения переменного напряжения (предела усталости) металл не разрушается даже при очень большом числе циклов, так как это напряжение является асимптотой для кривой усталости. [c.336]

Задачу увеличения сопротивления усталости деталей машин, актуальную с момента открытия явления усталости металлов до настоящего времени, решали по мере накопления знаний о природе этого явления по-разному. Еще совсем недавно прочность при циклическом деформировании обеспечивали в основном снижением действующих напряжений путем увеличения размеров сечений, уменьшения остроты концентраторов или применения материалов с повышенными прочностными свойствами. Теперь, когда размеры деталей зачастую ограничиваются возможностью их изготовления и немаловажным фактором при конструировании новых машин является уменьшение их металлоемкости, гораздо большее значение приобретают другие направления увеличения сопротивления усталости, связанные с упрочнением только тех мест детали, в которых возникновение усталостного разрушения наиболее вероятно. При этом, как показывает анализ многочисленных исследований, самыми эффективными методами такого упрочнения являются методы, приводящие к существенному торможению роста усталостных трещин. [c.4]

Коленчатые валы горизонтально-ковочных машин. Поломка коленчатого вала горизонтально-ковочной машины вызывается явлением усталости металла и рядом других причин. [c.9]

Выкрашивание, шелушение, язвины на деталях вызываются явлением усталости металла. [c.306]

Переменные напряжения, в том числе и знакопеременные, вызывают в обычных условиях явление усталости металлов. [c.53]

Вследствие вибрации в материале диска проявляется явление усталости металла, ведущее к появлению трещины усталости. Как обычно, трещины возникают в местах концентрации напряжений разгрузочных отверстиях, галтелях, царапинах и рисках. [c.490]

Адсорбционная усталость представляет собой механическое явление усталости металла, осложненное физико-химическим явлением ад- [c.54]

Явление усталости металлов было обнаружено немецким ученым Велером более ста лет назад. Последующие исследования позволили найти причину преждевременного хрупкого разрушения конструкций при циклических нагрузках медленное развитие трещин в процессе эксплуатации конструкции. [c.307]

В Промышленной механике Понселе мы находим высказывание о важности явления усталости металлов, возбуждаемого повторными циклами напряжения. Он указывает, что под чере- [c.110]

При выборе формулы для основных допускаемых напряжений приходится, как мы видим, принимать в расчет два фактора явление усталости металла и ударное действие подвижной нагрузки. [c.394]

В частях, которые испытывают переменные усилия одного знака, уменьшения напряжений обыкновенно не предлагалось, хотя опыты с повторными нагрузками ясно показывают, что даже при постоянном знаке повторные усилия вызывают явление усталости металла. То же замечание мОжно отнести к формуле (Ь) 2. [c.406]

ЛИШЬ В ТОМ случае, если бы разрушение балок в действительности происходило или от срезания по площадкам с наибольшими касательными напряжениями, или от разрыва по площадкам с наибольшими растягивающими напряжениями. Опыты, однако, показывают, что даже в лабораторной обстановке нельзя получить разрушений балки от среза или разрыва по площадкам наибольших напряжений. При статическом испытании разрушение балки является обыкновенно следствием недостатка устойчивости стенки или сжатого пояса балки. При повторных нагрузках причиной разрушения явится усталость металла, с которой нужно считаться в точках с большими местными напряжениями . Устойчивость конструкции и возможность явления усталости металла нужно рассмотреть в первую очередь при оценке прочности балки. [c.414]

Анализ поломок деталей машин и конструкций показывает, что большинство из них происходит вследствие усталости металлов, под которой подразумевается постепенное накопление повреждений в материале в условиях воздействия переменных нагрузок, приводяш ее к возникновению усталостной треш ины, ее развитию и окончательному разрушению. Частые случаи усталостного разрушения объясняются недостаточной изученностью явления усталости металлов, которое характеризуется исключительной сложностью и разнообразием процессов, происходяш их в материалах в условиях действия переменных нагрузок, большой чувствительностью этих процессов к влиянию различных технологических, эксплуатационных и конструктивных факторов. [c.3]

Суш.ественного прогресса в исследовании научных основ явления усталости металлов следует ожидать лишь на основе целенаправленных объединенных усилий специалистов различного профиля, в первую очередь специалистов в области механики твердого деформируемого тела, физики, материаловедения, химии и т. п. Развитие исследований по изучению явления усталости металлов в последние годы можно охарактеризовать как разработку отдельных весьма важных аспектов проблемы усталости металлов. Из таких исследований следует отметить применение теории несовершенств реальных кристаллических тел для объяснения закономерностей возникновения усталостных треш,ин на микроскопическом уровне, разработку теории предельного состояния тел с усталостными треш.инами, статистических теорий усталостного разрушения, теории циклической пластичности применительно к малоцикловой усталости, а также разработку методов оценки усталостного повреждения и кинетики его развития на основе исследования неупругости металлов. [c.3]

Из главных особенностей процесса зарождения усталостной трещины, что лежит в основе явления усталости металлов, отметим следующие. [c.7]

Одной из главных и старых проблем расчета конструкций и деталей машин на прочность является предотвращение разрушений вследствие действия циклических нагрузок, вызывающих явление усталости металла. Действительно, около 90 % всех разрушений элементов конструкций и деталей машин в промышленности и на транспорте происходит в результате повторно-переменных нагрузок. [c.135]

Первые многочисленные исследования явления усталости металлов были начаты в середине прошлого столетия, когда были проведены испытания образцов под действием повторных знакопеременных усилий при изгибе, растяжении-сжатии и кручении на специально сконструированных для этого установках. [c.306]

Явление усталости металла детали обычно начинается с возникновения на поверхности без признаков пластической деформации характерных микротрещин. При продолжающихся циклических нагружениях число трещин постепенно увеличивается и, наконец, деталь разрушается, преимущественно в том сечении, которое служит местом концентрации напряжений. [c.194]

Явление усталости металла объясняется следующим. Под влиянием усилий, часто меняющихся по величине и направлению в наиболее нагруженных волокнах (обычно на поверхности детали), возникает микроскопические трещинки. При большом количестве нагружений они все больше и больше развиваются проникая внутрь и вызывая поломку детали. Источником микро-трещин часто являются надрезы, риски и другие дефекты обработки или металла. [c.221]

Наконец явление усталости металлов в связи с многократно повторяющейся нагрузкой, а также возникновением в них значительных колебаний (при условии совпадения частоты периодических изменений внешних сил с одною из частот собственных колебаний) являются причиной разрушения тел, материал которых, казалось бы, способен прочно сопротивляться действующим нагрузкам. [c.9]

Усталостные повреждения возникают в деталях машин при трении качения и являются результатом интенсивного разрушения поверхностных слоев металла, находящихся в особых условиях напряженного состояния. Основные характеристики и развитие усталостных повреждений определяются процессами повторной пластической деформации, упрочнением и разупрочнением металла поверхностных слоев, возникновением остаточных напряжений и особыми явлениями усталости. Разрушение поверхностей при усталостных повреждениях характеризуется возникновением микротрещин, единичных и групповых впадин. При этом виде разрушения скорости процессов, обусловливающих явления усталости металлов, превы- [c.266]

Как показали исследования, причиной возникновения усталостного (осповидного) износа является пластическая деформация поверхностных слоев и особые явления усталости металла. Поэтому для его предотвращения необходимо чтобы контактные напряжения не превышали предела текучести поверхностных слоев металла, находящихся в особом напряженном состоянии. [c.386]

Когда железо и сталь начали применяться в широких масштабах, инженеры встретились с разрушениями деталей машин, происходившими при номинальных напряжениях, значительно меньших предела прочности использованного материала. При этом, хотя материалы и считались вязкими, изломы обычно характеризовались очень малыми пластическими деформациями или они вовсе отсутствовали. Было замечено, что большинство этих разрушений происходило после того, как конструкция была подвергнута действию большого числа циклов нагружения. Таким образом инженеры встретились с явлением усталости металлов. [c.5]

Детали машин и аппаратов в ряде случаев подвергаются действию агрессивной среды и переменных напряжений. Если изделия во время работы не подвергаются действию агрессивной среды, то переменные напряжения вызывают явление усталости металла, которое при определенных условиях может служить причиной образования трещин в металле. Появление трещин наблюдается в основном в местах концентрации напряжений. Чем больше знакопеременные напряжения, тем скорее происходит растрескивание деталей. [c.61]

Усталость поверхностных слоев возникает обычно при трении качения сопряженных поверхностей. Если деталь при появлении усталости поверхностных слоев будет продолжать работать, то возникнет износ, который Б. И. Костецкий [22], называет осповидным. Он указывает, что разрушение при осповидном износе вызывается упрочнением металла и образованием больших остаточных напряжений, а также явлениями усталости металла, которые приводят к образованию микро- и макроскопических трещин . [c.245]

Явления усталости металла, а чаще совместное влияние износа и усталости нередко являются причиной выхода автомобильных деталей из строя. Практика показывает, что поломки коленчатых валов носят обычно усталостный характер вследствие переменных напряжений изгиба и кручения. [c.119]

Предложено много различных эмпирических формул, устанавливающих связь между усталостными и статическими характеристиками материалов, но так как явление усталости металлов изучено еще очень мало, все они могут рассматриваться как сугубо ориентировочные. [c.371]

I. ЯВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ МЕТАЛЛОВ [c.59]

Применение формулы (П1.3) для расчета канатов не дает достаточно правильных результатов, так как коэффициент С не имеет строго физического смысла и не отражает сложных явлений, сопутствующих процессу перегибания каната по криволинейной поверхности, в частности появлений напряжений на контактных поверхностях соприкосновения проволоки и обода барабана или блока, неравномерной вытяжки проволок. Влияние же напряжений кручения пока трудно учесть в инженерных расчетах, так же как и явление усталости металла проволоки при многократных сгибаниях и распрямлениях каната по криволинейному контуру и т. д. Таким образом, аналитические расчеты канатов являются пока сугубо приближенными. [c.41]

Анализ случаев поломок деталей машин свидетельствует о том, что большинство поломок связано с явлением так называемой усталости материалов. Явление усталости металлов заключается в разрушении деталей машин вследствие возникновения в них многократно изменяющихся переменных напряжений, значительно меньших, чем предел прочности или даже предел текучести материала. Опасность этого явления заключается в том, что деталь, выполненная из пластичного металла и нагруженная до напряжений, казалось бы, неопасных, внезапно разрушается без появления остаточных деформаций, которые сигнализировали бы о надвигающейся катастрофе. Долгое время существовало мнение, что при работе детали в условиях циклически меняющихся напряжений, происходит изменение в кристаллическом строении металла. Это мнение основывалось на том, что материал с достаточными пластическими свойствами при длительной работе в условиях переменных напря- [c.327]

При нормальном. зацеплении зуб шестерни менее прочей и, следовательно, является более опасным в отношении поломки. Кроме того, зуб шестерни при передаточном отношении, отличающе.мся от , больше подвержен усталости от изгиба, чем зуб колеса. Поэтому высотная коррекция может дать значительный эффект в смысле увеличения общей прочности пары, если будет соблюдено условие равнопрочности зубьев шестерни и колеса, причем, если учитывать явление усталости металла, зубья шестерни целесообразно делать даже несколько более прочными, чем зубья колеса. [c.471]

Несоответствие рабочего нащ)яхевия, загрязнение изоляции, чрезмерный нагрев, вибрация, попадание воды, механические повреждения Перегрузка, напряжение сети выше или ниже нормального, засорение вентиляционных каналов, недостаточная подача охлаждающего воздуха, высокая температура охлаждающего воздуха, нещ)а-вильное соединение катушек статора Засорены воздухоохладители, мал расход воды в воздухоохладителях, повышенный нагрев обмотки статора и сердечника статора или ротсфа Давление в напорной магистрали выше установленного, недостаточная плотность развальцовки, резкие колебания температур охлаждающей воды, механические повреждения трубок, гидравлические удары, коррозия в местах развальцовки, явления усталости металла трубок из-за повьш1енной вибрации [c.114]

Картнну абразивного износа какой-либо детали проточного тракта гидромашины можно представить следующим образом [31, 42]. Разрушение происходит вследствие непрерывных соударений, транспортируемых потоком твердых частиц с поверхностью детали. В момент соударения происходит преобразование кинетической энергии движущейся частицы в работу деформации материала обтекаемой потоком детали. При остаточных деформациях частички поверхностного слоя будут отделяться от основной массы детали, оставляя след, имеющий значительную шероховатость из-за характера воздействия, кристаллического строения и неоднородности металла. Бесчисленные соударения твердых частиц, транспортируемых потоком, с поверхностью детали, даже если они вызывают только упругие деформации материала, также приводят в конечном итоге к разрушению поверхности из-за явлений усталости металла. [c.72]

Коррозионно - агрессивные среды снижают усталостную прочность стали, причем это снижение зависит от времени нахождения циклически нагруженной детали в коррозионной среде и от числа циклов нагружения. Явление усталости металлов от цикилического нагружения, происходящее в коррозионно-агрессивной среде, имеет название коррозионной усталости. [c.56]

Явление усталости металла, разви- Бающееся при одновременном действии таррозионно-агрессивной среды и переменных напряжений, называется коррозионной усталостью. При коррозионной усталости в поверхностных слоях металла возникают трещины, в основном внутрикристаллические. Образовавшиеся трещины — результат избирательной коррозии. Около небольших местных коррозионных повреждений поверхности, образующихся вначале, создается концентрация напряжений, причем на дне коррозионной полости возникают максимальные напряжения. Дно полости имеет отрицательный потенциал. Это приводит к более интенсивному развитию коррозии на дне полости и к постепенному углублению трещины коррозионной усталости (рис. 67). [c.161]

ДЛЯ весьма коротких балочек. Можно, конечно, воспользоваться и другой какой-либо зависимостью, например такой, чтобы было обеспечено плавное сопряжение линий диаграммы, соответствующих двум различным формулам. Применяя формулу (7) к расчету поперечных балок, придется, конечно, вместо I брать двойную длину панели. Для подвесок и дополнительных стоек, подвергающихся непосредственному действию подвижной нагрузки, допускаемые напряжения также определяются по формуле (7), за I при этом принимается длина соответствующего загружаемого участка. Заметим еще, что с явлением усталости металла нужно считаться при большом числе перемен усилия в рассчитываемой части, например в тех случаях, когда принятое при расчете колебание усилия может повторяться при прохождении каждого поезда. Если же предельные значения усилий и получаются лишь при сравнительно редко повторяющихся комбинациях нагрузок, что может, например, встретиться при расчете двупутных мостов или мостов, служащих одновременно и для железной и для шоссейной дорог, то в этом случае следует считаться лишь с ударным действием нагрузки. [c.410]

И.хледования явления усталости металлов были начаты Велером в 1858—1860 гг. Он провел ряд испытаний стали под действием повторных усилий при изгибе, растяжении-сжатии и кручении и сконструировал ряд оригинальных установок. [c.194]

На поверхности лопаток было обнаружено образование мельчайших трещин, направленных в глубь металла. Они свидетельствуют о явлениях усталости металла в поверхностных слоях. Механическое разрушение при этом объясняется выбиванием мельчайших частиц металла, образующихся в результате появления микротрещип, и срезом образовавшихся неровностей (возвышений, бугорков) ударяющимися о них быстролетящими частицами. [c.442]

Высокие местные напряжения по краям круглого отверстия имеют очень большое практическое значение. Как на пример можно указать на отверстия в палубах кораблей. Когда корпус корабля изгибается, в перекрытиях палуб возникает растяжение или сжатие и около отверстий появляются высокие местные напряжения. Под действием периодических изменений в нaпpяжeн x, вызываемых волнами, явление усталости металла в перенапряженных частях перекрытия может повести в конце концов к появлению трещин усталости 2). [c.92]

В начале текущего столетия получили широкое распространение эти исследования и у нас. Пионерами по изучению явления усталости металлов в нашей стране были Воропаев и Симинский серия опытов по усталости мостового железа была осуществлена К. К. Симинским в 1920—1922 гг. в Киевском политехническом институте. С 1925—1930 гг. исследования в этой области получили дальнейшее развитие в работах Н. Н. Афанасьева, Н. Н. Давиденкова, И. А. Одинга, И. В. Подзолова, С. В. Серенсена и многих других. [c.771]

В первом случае происходит недопустимое накопление пластических деформаций (прогрессирующееразрушение). Во втором случае разрушение наступает вследствие явления усталости металла при пластических деформациях (переменная пластичность). [c.72]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...