Дефекты материала

Механизм разрушения и долговечность материала определяются постепенным накоплением локальных дефектов -деформаций и трещин в материале. Локальные дефекты материала, создавая локальные перенапряжения, становятся центрами разрушения. [c.110]

Из формулы (3.1) видно, что при уменьшении температуры до нуля время разрушения увеличивается до бесконечности. Это означает, что разрушение при нагрузках ниже критической не может происходить в отсутствие теплового движения атомов. Механизм разрушения и долговечность материала определяются постепенным накоплением локальные дефектов - деформаций и трещин в материале. Локальные дефекты материала, создавая локальные перенапряжения, становятся центрами разрушения. Внешние факторы, воздействующие на материал, могут существенно повлиять на значение X и тем самым на время tp. [c.123]

График надежности (рис. 3.1) имеет три характерных периода период приработки, в начале которого интенсивность отказов имеет сравнительно высокие значения, затем снижается. Для этого периода характерно проявление различного рода дефектов производства, автоматическое доведение трущихся деталей до наиболее рациональных форм, установление нормальных зазоров н т. п. период нормальной эксплуатации характеризуется примерно постоянным значением интенсивности отказов. Причиной отказов здесь являются случайные перегрузки, а также скрытые дефекты производства (структурные дефекты материала, микротрещины и т. п.) период проявления износа характеризуется резким повышением интенсивности отказов. Наступает предельное состояние, дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена. [c.260]

Для выявления дефектов материала методом гамма-дефекто-скопии исследуемую деталь устанавливают между радиоактивным препаратом и фотопленкой (рис. 186). Проходя через дефектный участок, например раковину, у-лучи ослабляются в меньшей степени, чем в здоровой части детали и поэтому вызывают в этом месте более сильное физико-химическое действие на фотоэмульсию. [c.381]

Разрушение может быть частичным или полным. При частичном разрушении в теле возникают повреждения материала в виде отдельных трещин или в виде распределенных по объему дефектов материала, приводящих к изменению (в неблагоприятную для прочности сторону) механических свойств материала. При полном раз- в,в рушении происходит разделение тела на части. [c.17]

Понижение степени неопределенности в оценках долговечности и привело к возникновению новой концепции проектирования ВС по принципу безопасного повреждения, который учитывает наличие трещин или дефектов материала уже на начальной стадии эксплуатации конструкции. [c.47]

Рис. 1.10. Общий вид (а) излома рамы тележки, изготовленной из стали ЗОХГСНА, стойки шасси самолета Ан-12, рельеф его излома на начальном этапе вскрытия материала по дефекту типа закон (/), в зоне усталостного разрушения (2), и (6) неметаллические включения в материале тележки в плоскости шлифа, перпендикулярно дефекту материала в виде закона

Не редки случаи появления дефектов материала в титановых дисках компрессоров ГТД [56, 81, 88], в том числе в ступичной части, где диски наиболее нагружены, а также и в других зонах. Как правило, это зоны газонасыщенного материала с повышенным содержанием кислорода (рис. 1.12). Однако в одном случае, который привел к аварии самолета, имел место дефект в виде включения нитрида титана [80]. Многолетние эксперименты и анализ технологического цикла изготовления диска не позволили однозначно выявить возмож- [c.50]

Второй класс повреждений материала деталей возникает в процессе эксплуатации. Наиболее типичным эксплуатационным дефектом материала является коррозия. От нее успешно защищаются с помощью нанесения всевозможных антикоррозионных покрытий. Однако в эксплуатации могут возникать механические повреждения деталей или не соблюдаться в полной мере условия хранения элементов конструкций, когда нет достаточных условий для защиты материала от коррозии и прочее. Поэтому на разных стадиях эксплуатации в элементах конструкции могут появляться коррозионные повреждения. Такая ситуация возникла, например, с лонжероном лопасти несущего винта вертолета, который изготавливается из алюминиевого сплава АВТ [80, 83]. В результате длительного хранения в лонжероне возникла коррозионная язва, от ко- [c.50]

Рис. 1.12. Участки поверхности в очаге усталостного разрушения с дефектом материала в виде насыщенного кислородом альфированного слоя в диске компрессора из титанового сплава ВТЗ-1 (а) — двигателя АИ-24 (б) — двигателя Д-30 (окончание на с. 52)

Рис. 1.12 (окончание). Участки поверхности в очаге усталостного разрушения с дефектом материала в виде насыщенного кислородом альфированного слоя (в) — структура нитридного включения в очаге усталостного разрушения диска компрессора двигателя НК8-2у из титанового сплава ВТ8 [c.52]

Рис. 3.11. Схема формирования единичных дефектов материала (а)—(г) путем плоских смещений (дислокации) и (д)—(е) путем угловых смещений (дисклинации) [55-61]

V T. КВД (4829)/ (100)/ Полотно вблизи ступицы Газонасыщенная а-фаза Металлургический дефект материала диска [c.467]

Газонасыщенная а-фаза Металлургический дефект материала диска [c.468]

АИ-25 1ст. КВД (7413)/ (1428)/ Полотно Газонасыщенная (х-фаза Металлургический дефект материала диска [c.468]

Рис. 9.32. Внешний вид (а) разрушения диска V ступени КВД двигателя Д-30, (б) трещина в диске, (в) излом по месту вскрытой трещины и (г), (Э) рельеф излома в зоне дефекта материала

Рис. 9.46. Общий вид (a) разрушенного диска I ступени КНД двигателя НК-8-2у, (б) рельеф его усталостного излома, образованный от дефекта материала в виде включения TiN, и (в) структура материала в зоне нитридного включения. Цифры /, 2, 3 отвечают последовательно зонам дефекта, усталости и долома. Цифры I, II, ///характеризуют различные структуры азотированного слоя

В разрушенных дисках трещины развивались по галтельному переходу передней стороны полотна в обод диска (рис. 9.46), при этом в диске № 1 трещина была инициирована дефектом материала в виде нитрида титана, расположенного у поверхности диска и имевшего размеры около 19 мм по галтели и 9 мм по оси диска. В зоне начала разрушения диска № 2 каких-либо инородных включений в материале не было. В диске № 3 трещина располагалась по хорде в средней части полотна диска и также была инициирована исходным дефектом материала диска в виде его статического надрыва размерами примерно 13 мм по хорде и около 3 мм по оси диска. [c.524]

В диске № 1 в направлении развития трещины в пределах 1 мм от дефекта материала формировался преимущественно фасеточный рельеф излома, а далее в основном бороздчатый рельеф с отдельными протяженными фрагментами фасеточного рельефа. Лишь вблизи зоны нестабильного роста трещины доля фасеточного рельефа вновь увеличилась. Критические размеры трещины равнялись примерно 52 мм по поверхности диска и 17 мм в глубину. Шаг усталостных бороздок в пределах зоны циклического развития трещины увеличился с 0,5 до 12 мкм (рис. 9.47). [c.524]

Разрушение диска вентилятора по ряду параметров подобно разрушению одного из дисков (диск № 1) двигателя НК-8-2у (см. 9.5). Разрушение обоих этих дисков было инициировано дефектом материала, расположенным у поверхности. [c.529]

В области малоцикловой усталости большая часть долговечности дета.ти приходится на ее работу с трещиной (см. главу 1). Поэтому повышение температурно-силовой напряженности дисков ГТД, возможное появление дефектов материала на стадиях изготовления и ремонта двигателя приводят к эксплуатации дисков по принципу их безопасного повреждения. [c.541]

Металлографическими исследованиями в плоскости шлифа, удаленной на некоторое рас- стояние от плоскости излома лопаток, показано, что структура материала лопаток удовлетворительная. Доминирует характерная и типичная для лопаточного материала ВТЗ-1 глобулярная струк- тура. Дефекты материала в пределах исследованных объемов не обнаружены. [c.581]

Очаг разрушения лопатки расположен со стороны ее спинки и в нем отсутствуют какие-либо признаки механического повреждения материала или наличия дефектов материала. Все это свидетельствовало о естественном зарождении и развитии усталостной трещины в материале лопатки после ее повреждения. Механическое повреждение в результате возможной деформации отсутствовавшей части пера лопатки вызвало нарушение геометрии путем изгиба лопатки и привело к изменению ее резонансных характеристик, что и определило быстрое зарождение и распространение усталостной трещины. [c.608]

Большинство конструкционных материалов лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению. Разрушение почти всегда начинается на участках, подвергающихся растяжению, а не сжатию, так как первое способствует выявлению внутренних дефектов материала (мнкротрещин, мпкропор п т. п.), которые, разрастаясь под действием растягивающих напряжений, кладут начало разрушению. Напряжения сжатия, напротив, способствуют закрытию микродефектов. [c.126]

Непременным условием непосредственного сравнения запасов надежности, принятых в различных отраслях машиностроения, является идентичность методики расчета, а также одинаковость теорий прочности, положенных в основу расчета сложных напряженных состояний. Кроме того, необходимо учитывать специфику отрасли машиностроения. Для машин высокого класса, изготовляемых в условиях строгой технологической дисциплины, с тщательно поставленным контролем качества изделий, исключающим возможность подачи на сборку деталей с дефектами материала, принимают пониженные значения запаса надежности. Переносить механически эти значения на машины, изготовляемые в условиях менее квалифицированного проюводства, было бы ошибкой. [c.163]

Сильными концентраторами являются внутренние дефекты материала раковины, пористость, микротрещниы, флокены, волосовины, неметаллические включения (оксиды, силициды и др.). [c.296]

Кроме рассмотренных видов повреждений тел качения и колец, наблюдак )тся также наволакивание на тела качения металла сепаратора отпуск тел качения и колец в связи с недопустимым повышением температуры шелушение, связанное с местными дефектами материала коррозия, связанная с прохождением электрического тока, и т. д. [c.351]

Цель испытаний состояла в получении дополнительной информации о дефектах материала сепараторов и их эволюции при действии рабочих и испытательных нагрузок. Заключения о возможности эксплуатации или необходимости ремонта аппаратов основаны на прочностных расчетах, при проведении которых наряду с прочими принимали во внимание данные акустико-эмиссионных измерений. Применение АЭД показало отсутствие тенденции к подрастанию дефектов при нагружении штатным испытательным давлением (1,25Рр). Следует отметить, что хотя отношение испытательного давления к расчетному было достаточно высоким, максимальные значения номинальных напряжений значительно уступали величине предела текучести, что связано с особенностями конструирования и расчета на прочность сосудов, предназначенных для эксплуатации в сероводородсодержащих средах. При испытаниях аппарата С-303 ставилась также задача контроля возникновения локальной пластичности металла в зоне вварки штуцера, что было необходимо для обеспечения корректности схемы расчета на прочность. Локальная пластичность не была обнаружена, что свидетельствует об упругом поведении материала при действии проектных нагрузок. [c.190]

Влияние концентрации напряжений. Разрушение деталей при переменных напряжениях происходит вследствие прогрессивно разви-ваюш,ейся трещины, которая возникает в наиболее напряженном месте детали. Поэтому прочность при переменных напряжениях тесно связана с местными напряжениями, развивающимися вблизи отверстий, выточек, шпоночных канавок, галтелей, резьбы, входящих углов, рисок, а также в местах внутренних дефектов материала трещин, включений и т. д. Эти места (например, вблизи надрезов), являющиеся причиной возникновения местных напряжений, игэываюг концентраторами напряжений. Явление возникновения местных напряжений называется концентрацией напряжений. [c.259]

Рис. 1.11. Закономерность изменения микротвердости по глубине от поверхности трех стоек шасси (№ 1, 2, 3) самолета АН-74, изготовленных из титанового сплава ВТ-22, в зоне расположения дефекта материала типа газонасьпценного слоя разной глубины, а. Максимальная глубина слоя около 1,5 мм соответствует стойке № 1

Очевидно, что в процессе производства авиатехники возникают и другие часто встречаюшиеся дефекты материала [81, 82]. [c.50]

Исследование первоначально отказавшей детали с целью установления причин появления в ней трещины, выявленной при техническом обслуживании ВС в условиях эксплуатации или при его ремонте, подразумевает проведение комплекса лабораторных исследований. Собственно фрактографическому анализу — изучению излома — предшествует анализ условий работы детали, ее нагруженности, повторяемости аналогичных разрушений и пр [6-13]. В задачу анализа излома элемента конструкции входит первоначальная оценка природы возникновения трещины, получение информации о процессе ее распространения и условиях перехода к окончательному разрушению. Указанные три этапа накопления повреждения в конструкции до ее окончательного разрушения могут оказаться невзаимосвязанными. Зарождение трещины может быть следствием высокой концентрации напряжений, вызванной наличием производственного дефекта материала (поры, раковины и пр.). При этом развитие трепцт-ны может быть обусловлено, например, высоким уровнем напряжения, не соответствующим заложенной конструктором в расчете величине напряжения. Наконец, окончательное разрушение может быть результатом кратковременной перегрузки [c.79]

Результаты анализа излома по всем этапам развития разрушения позволяют ответить лишь на некоторую часть вопросов о причине разрушения детали, даже если в ней выявлены дефекты материала или однозначно показано, что инициирование усталостной трещины обусловлено повреждениями поверхности, например, в результате фреттинг-процесса [14-16]. Сказанное может быть проиллюстрировано примером разрушений картеров поршневого двигателя АШ62-ИР, которые были результатом возникновения фреттинг-про-цесса во фланцевом стыке [17]. В процессе эксплуатации происходило падение момента затяжки, что способствовало микроперемещениям в стыке и последующему развитию фреттинг-процесса. Условия жесткости стыка в рассматриваемом соединении не были полностью учтены конструктором. Оказалось, что в переменном по толщине стыке усилия затяжки болтов также должны быть переменными. После введения в эксплуатацию дифференцированного момента затяжки по отверг стиям с учетом толщины стыка условия для возникновения фреттинг-процесса были устранены, и возникновения усталостных трещин в стыке более не наблюдалось. [c.80]

Многочисленные исследования дислокационной структуры материала при циклическом нагружении [103-105] свидетельствуют об упорядоченности и самоорганизованности накопления повреждений в процессе действия циклической нагрузки. Разные способы и условия циклического нагружения могут быть охарактеризованы одинаковым уровнем или плотностью дефектов материала в момент достижения критической ситуации, связанной с зарождением усталостной трещины. Все это позволяет рассматривать поведение материала на всех стадиях накопления повреждений при циклическом нагружении с единых позиций на основе синергетики [26, 43-45]. [c.119]

Дефекты материала могут иметь не только производственную, но и эксплуатационную природу (табл. 9.1). К ним в основном относят контактные повреждения поверхности дисков в виде фрет-тинг-коррозии, которые вызывают снижение усталостной прочности дисков. [c.466]

Аналогичная ситуация с титановыми дисками и роторами компрессоров сложилась и в эксплуатации зарубежных ГТД [1-11]. Разрушения разных дисков на разных двигателях наблюдались на таких самолетах, как РС-10, В-727, В-747, В-757, Trident, L-1011, F-27 и др. [1-5]. Значительная часть случаев разрушений дисков или зарождения в них трещин связана с наличием в материале диска разного рода дефектов. Так, за период с 1975 по 1983 гг. было отмечено 122 случая разрушения или повреждения дисков роторов двигателей, связанных с дефектами материала, и в большей части на титановых дисках [6]. При этом нередко разрушение диска в полете заканчивалось катастрофой самолета. Так, например, катастрофа самолета D -10 произошла вследствие нелокализован-ного разрушения диска вентилятора двигдтеля [c.466]

ЛИ-24 I компрессора 3539/2076 Х17Н2 450 Дефект материала по выходной кромке [c.607]

Наиболее продолжительным в эксплуатации был реализован процесс роста трещины в стальной лопатке компрессора двигателя АИ-24. Трещина стартовала от дефекта материала, причем зона очага разрушения составила несколько миллиметров в направлении роста трещины (рис. 11.25). Очаг разрушения полуэллиптической формы с размером большой оси около 5 мм по спинке и длиной около 2 мм по корыту был образован в результате статического надрыва материала лопатки по выходной кромке при изготовлении лопатки в процессе формирования профиля пера, когда материал лопатки был разогрет до высоких температур. Усталостное разрушение шло с формированием на изломе четких макролиний усталостного разруше- [c.611]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...