Прочность основного металла при переменных нагрузках

ПРОЧНОСТЬ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА ПРИ ПЕРЕМЕННЫХ НАГРУЗКАХ [c.217]

Прочность основного металла при переменных (циклических) нагрузках [c.133]

При усталостных испытаниях сварных соединений установлена повышенная чувствительность алюминиевых сплавов к концентрации напряжений. Однако при обеспечении плавного перехода от шва к основному металлу прочность сварных соединений при переменных нагрузках практически такая же, как и самого сплава. [c.141]

Методы повышения прочности сварных соединений при переменных нагрузках. При сварке легированных термически обработанных сталей, например хромансиля и др., наименьшую прочность при переменных нагрузках в сварном соединении имеет основной металл в зоне отпуска. Аналогичное понижение предела выносливости в зоне отпуска имеет место в сварных соединениях термически обработанных цветных сплавов (алюминиевых, магниевых и др.). Разрушение, как правило, происходит около стыковых швов при пониженных значениях предела выносливости, по сравнению с пределом выносливости основного металла в термически обработанном состоянии. Мероприятием, повышающим прочность сварных соединений легированных сталей при переменных нагрузках, является применение термической обработки зоны сварки. Термическая обработка часто полностью не восстанавливает прочность элемента, которая была до сварки, но все же частичное восстановление достигается. Разработан также способ повышения прочности при переменных нагрузках для соединений из малоуглеродистых сталей. Для повышения прочности сварные соединения подвергаются поверхностной механической обработке обкатке роликами или, что является более простым и удобным, обдувке дробью, или обработ- [c.244]

Следует подчеркнуть, что сварные соединения при переменных нагрузках рассчитываются, во-первых, с учетом прочности основного металла, находящегося в зоне сварных швов, где в результате концентрации напряжений прочность существенно снижается, а во-вторых, с учетом прочности самого шва. Единая методика определения прочности сварных конструкций при переменных нагрузках отсутствует. [c.148]

При расчете по СНиПу основное внимание при переменных нагрузках уделяют расчету прочности основного металла в зоне сварных швов, считая, что прочность швов достаточно обеспечена расчетом на равнопрочность основному металлу при статическом нагружении. При этом эффективные коэффициенты концентрации напряжений учитываются косвенным путем. Каждый тип соединения причисляется к одной из восьми условных групп. Номера этих групп для характерных сварных соединений приведены в табл. 4.6. [c.148]

При проектировании сварных конструкций решается задача комплексного расчета сварных соединений. Он включает проверку прочности сварных швов и основного металла в зонах, прилегающих к швам. Расчет прочности основного металла возле швов производится в конструкциях из закаленных сталей при всех видах нагрузок, в том числе и статических. В конструкциях из незакаленных малоуглеродистых и низколегированных сталей комплексный расчет сварных соединений ведется при их работе под переменными нагрузками. [c.31]

Допускаемые напряжения. Прочность сварных соединений, полученных конкретным способом сварки, зависит от следующих факторов качества основного материала характера действующих нагрузок (постоянные или переменные) технологических дефектов сварки (шлаковые и газовые включения, непровары и т. п.) деформаций, вызываемых сваркой различной структуры и свойств наплавленного и основного металла и др. Поэтому допускаемые напряжения при расчете сварных соединений принимают пониженными в долях от допускаемых напряжений для основного металла. Нормы допускаемых напряжений для сварных соединений деталей из низко- и среднеуглеродистых сталей при статической нагрузке указаны в табл. 3.2, а при переменных нагрузках — см. [12] и [18]. [c.272]

Сварные соединения при статической нагрузке часто равнопрочны основному металлу, потому что усиление шва увеличивает поперечное сечение элемента, а концентраторы напряжений не проявляются в столь резкой форме, как это имеет место при циклических или ударных нагрузках. Прочность соединений при переменных нагрузках, как правило, оказывается пониженной по сравнению с основным металлом. Причиной снижения прочности являются наличие неблагоприятных сварочных остаточных напряжений и концентраторов напряжений, создаваемых формой соединения и технологическими дефектами. [c.58]

Следует отметить, что точечная контактная сварка не используется для изготовления несущих элементов металлоконструкций толщиной более 5 мм. Отчасти это объясняется отсутствием сварочных машин. Кроме того, прочность при переменных нагрузках соединений для толщин металла 5—6 мм, выполненных точечной контактной сваркой, исследована недостаточно. Вместе с тем для соединений, выполненных точечной контактной сваркой, отмечается [45, 1471 значительное снижение несущей способности при переменных нагрузках по сравнению со статической нагрузкой. Основной причиной снижения несущей способности точечных соединений при переменной нагрузке является наличие высоких остаточных растягивающих напряжений и большой концентрации рабочих напряжений в зоне точки [631. [c.171]

Прочность при переменных нагрузках крупных моделей роторов оценивали с учетом конструкции корневой части швов, конструктивного оформления сварных стыков (влияние податливости сопрягаемых элементов), композиции металла шва, режимов термической обработки как основного металла под сварку, так и изделий после сварки. [c.185]

Прочность сварных швов оказывается вполне удовлетворительной, не уступающей основному металлу, при сварке низкоуглеродистых сталей, при работе соединений под статическим, ударным и переменными нагрузками. Это условие обеспечивается при разных автоматических и ручных процессах. [c.596]

Соединения внахлестку и с накладками обладают низкой прочностью при переменных нагрузках вследствие значительной неравномерности напряжений по сечению шва и основного металла (рис. 9.8, б). Соединения с фланговыми швами ввиду дополнительной неравномерности напряжений по длине шва при переменных нагрузках следует по возможности избегать. [c.107]

Увеличение усиления шва приводит к повышению коэффициента концентрации напряжений в наиболее опасном сечении сварного стыкового соединения, расположенном на границе перехода от шва к основному металлу. Поэтому для многих конструкций, работа которых происходит в условиях действия переменной нагрузки, подобное усиление в действительности приводят к значительному ослаблению. К этому надо добавить, что никакой необходимости в увеличении толщины шва (в конструкциях из малоуглеродистой и низколегированной стали) не должно возникать еще и потому, что механическая прочность металла шва при современных условиях производства не уступает механической прочности основного металла, вследствие чего допускаемые напряжения на металл шва устанавливаются теперь равными допускаемым напряжениям на основной металл. [c.39]

Прочность соединений внахлестку и с накладками, работающих при переменных нагрузках, низка вследствие концентрации напряжений в основном металле вблизи угловых швов, между швами, в поперечных сечениях самих швов, по длине швов, а также неравномерного распределения усилий. [c.44]

Наивысшей прочностью при переменных нагрузках обладают соединения встык с прямыми и косыми швами. Предел выносливости соединений этого рода почти достигает предела выносливости основного металла. Прочность при переменных нагрузках стыковых швов превышает прочность при переменных нагрузках образцов из основного металла, имеющих ослабление в форме заклепочных отверстий. [c.222]

Прочность соединений внахлестку и с накладками, работающих при переменных нагрузках, низка. Причиной этого является концентрация напряжений, имеющая место в соединениях этого рода. Она образуется в основном металле вблизи угловых швов, [c.225]

При сварке легированных термически обработанных сталей, например хромансиля и др., наименьшую прочность при переменных нагрузках в сварном соединении имеет основной металл в зоне отпуска. Аналогичное понижение предела выносливости в зоне отпуска наблюдается в сварных соединениях термически обработанных цветных сплавов (алюминиевых, магниевых и др.). Разрушение, как правило, происходит около стыковых швов при пониженных значениях предела выносливости, по сравнению с пределом выносливости основного металла в термически обработанном состоянии. Мероприятием, повышающим прочность сварных соединений легированных сталей при переменных нагрузках, является применение термической обработки изделия. Однако термическая обработка часто не восстанавливает полностью прочность элемента, которая была до сварки, но все же частично восстановление происходит. Разработан также способ повышения прочности при переменных нагрузках для соединений [c.235]

Эксперименты показывают, что прочность при переменных нагрузках основного металла в зоне сварных соединений очень часто понижается по сравнению с прочностью при переменных нагрузках образцов из целого металла. [c.234]

Понижение прочности при переменных нагрузках основного металла происходит под влиянием нескольких причин. [c.234]

И КОСЫМИ швами. Предел выносливости соединений этого рода почти достигает предела выносливости основного металла. Прочность при переменных нагрузках стыковых швов превышает прочность при переменных нагрузках образцов из основного металла, имеющих ослабления в форме заклепочных отверстий. [c.243]

Формы разрушений сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках, разнообразны. Прочность при переменных нагрузках сварных конструкций определяется следующими основными факторами видом технологического процесса, выполнением сварочных работ, свойствами основного металла и формой конструкции. Нередко разрушения определяются наличием дефектов в сварных швах, вызывающих концентрацию напряжений. [c.250]

Прочность при переменных нагрузках. Исходным критерием при оценке сопротивляемости сварных соединений действию переменных нагрузок служит предел выносливости основного металла и соединения. При переменных нагрузках сварные соединения обладают различной чувствительностью к непровару в зависимости от свойств основного и присадочного металла и технологии сварки. Это положение подтверждается рис. 21—24 и приведенными в табл. 4 эффективными коэффициентами концентрации сварных стыковых соединений со снятым усилением и с непроваром в корне шва 15% (база испытания N = 2-10 циклов, характеристика цикла г = 0,1- -0,3, растяжение). [c.45]

Проблема влияния дефектов на прочность сварных соединений крайне сложна и многопланова. Решить ее можно, учитывая условия эксплуатации, характер дефекта и свойства металла сварного соединения. Поэтому исследования в области влияния дефектов на прочность группируются вокруг отдельных вопросов. Например, в особые направления выделяются вопросы влияния дефектов при переменных нагрузках, в условиях коррозии, при низких температурах и т. д. в зависимости от вида дефекта рассматривается влияние трещин, непроваров, пор, смещений, мест перехода от наплавленного металла к основному и т. п. проводят исследования различных материалов высокопрочных сталей, алюминиевых и титановых сплавов и т. д. В связи с таким многообразием проблем в настоящем параграфе рассматриваются только наиболее принципиальные вопросы чувствительности металла к концентрации напряжений, а именно при наличии трещин как наиболее опасных дефектов при статических нагрузках. [c.127]

В сварных конструкциях предел выносливости зависит от материала, технологического процесса сварки, формы конструкции, а также от рода усилия и характеристики цикла нагружения. Влияние технологического процесса сварки на прочность при переменных нагрузках обычно изучают на образцах стандартного типа, имеющих стыковые швы. В образцах со снятым усилением концентрация напряжений практически отсутствует. Как показали результаты многочисленных опытов, в таких обработанных сварных образцах из низкоуглеродистых и ряда низколегированных конструкционных сталей отношение 011/0-1 0,9, где 0 1 — предел выносливости образца из основного металла при симметричном цикле 0 — предел выносливости стыкового сварного соединения. Значения предела выносливости при автоматической сварке более стабильны, чем при ручной. Это объясняется лучшим качеством сварных швов. [c.138]

Соединения, выполняемые контактной стыковой сваркой, обладают высокими механическими свойствами не только при статических, но и при переменных нагрузках. При сварке низкоуглеродистых и многих низколегированных сталей соединения имеют предел выносливости, близкий к пределу выносливости основного металла. Большое влияние на усталостную прочность оказывает качество провара стыка, а также состояние его поверхности. При грубой обработке поверхности предел выносливости меньше при гладкой, особенно полированной, — больше. [c.143]

Традиционно считают основными два метода расчета сварных х>единений на статическую прочность и на прочность при переменных нагрузках. Применение их регламентировано различными нормативными документами, которые обязательны д ля типового проектирования. В качестве одного из основных требований при разработке нормативных документов до последнего времени было обеспечение простоты расчета. В некоторых случаях это достигалось ценой снижения экономичности и долговечности сварных конструкций. Работы последнего периода в основном направлены на устранение указанных двух недостатков. Во-первых, вводится учет различной прочности отдельных участков соединения в зависимости от направления силы в них. Это в ряде случаев позволяет проектировать конструкции более экономичными в отношении объема наплавляемого металла. Во-вторых, ведутся работы и достигнуты успехи в создании численных методов расчета, позволяющих учесть концентрацию деформаций и напряжений в сварных соединениях, что открывает возможность применения более прочных, но менее пластичных присадочных металлов. Одновременно это позволяет проводить обоснованные расчеты на статическую прочность в условиях понижения пластичности материала при применении высокопрочных металлов и в условиях низких температур. [c.495]

В деталях, подвергающихся в процессе эксплуатации истиранию и переменным нагрузкам в коррозионных средах, часто используется гальваническое хромирование, но хромирование понижает прочность материала при коррозионной усталости, что ограничивает его применение в ответственных, сильно нагруженных деталях. Понижение прочности в основном связано с остаточными растягивающими усилиями в хромовом покрытии. Поэтому с понижением прочности необходимо бороться путем нейтрализации остаточных напряжений и повышения твердости поверхности основного металла. [c.103]

И. А. Одингу и его сотрудникам принадлежит ряд работ по изучению причин возникновения явления усталости и установлению критерия прочности металлов при повторно-переменных напряжениях эти исследования приве.ти к разработке ряда эффективных мероприятий по устранению разрушений деталей машин от усталости. В результате всестороннего изучения вопроса о так называемой циклической вязкости (способности материала, не разрушаясь, поглощать в необратимой форме за один цикл смены напряжений определённое количество энергии), как основной характеристики материала при повторно-переменных нагрузках, И. А. Одингом была выдвинута новая теория усталостного разрушения металлов (теория гистерезисной энергии). [c.771]

Исследования показали, что швы с большой выпуклостью не увеличивают прочность шва, особенно если сварное соединение подвергается переменным нагрузкам и вибрациям. Это объясняется тем, что при швах с большой выпуклостью нельзя получить плавного перехода от валика шва к основному металлу и в этом месте образуется нечто вроде подреза кромки шва, где происходит значительная концентрация напряжений. [c.31]

Прн изучении покрытий из твердого хрома имеет также значение температура электролита. 6 действии хромовых покрытий, полученных из стандартных электролитов при разных температурах и постоянной плотности тока, а поведение основного металла при переменных нагрузках до настоящего времени нет определенных сведений. По данным одной работы, в которой эти зависимости обсуждаются, на рис. 113 показано влияние покрытий из твердого хрома разлзгчнон толщины, полученных при двух обычных температурах электролита и при плотности тока 60 а/дм , на предел усталости нормализованной стали Ск35. Так как здесь речь идет о нормализованной структуре с относительно небольшой прочностью [ [c.200]

Снятие сварочных напряжений с помощыо аргоно-дуговой обработки. Одной из мер снятия сварочных напряжений является расплавление участка перехода от шва к основному металлу неплавящимся электродом в аргоне (рис. 4-26). При этом нарушается равновесие внутренних сил напряженного поля вследствие перехода части металла в жидкое и пластическое состояние. Естественно, что при кристаллизации расплавленного металла будут вновь возникать напряжения, однако они сравнительно малы, так как количество этого металла во много раз меньше, чем металла шва. Расплавление небольшого количества основного металла и металла шва приводит к уменьшению напряжений на 60—70 %. Получаемый при этом плавный переход от шва к основному металлу способствует значительному повышению прочности сварных соединений при переменных нагрузках (рис. 4-27). [c.169]

Для элементов, работающих при переменных нагрузках, опасным является повреждение основного металла дуговым разрядом. В этом случае [285] наклеп также восстанавливает прочность поврежденного металла до уровня основного. Так, если предел выносливости при пульсирующей нагрузке плоских образцов (35x12 мм) стали St.42 составил 19,2 кгс/мм , а для образцов [c.245]

Основные характеристики клеев, применяемых при гуммировании, приведены в Приложении 2. Требования к лрочиости крепления обкладки к металлу определяются условиями эксплуатации химической аппаратуры. Высокая прочность крепления обкладки к металлу необходима при эксплуатации аппаратуры под вакуумом и при переменных нагрузках вакуума и давления при работе под наливом и с дополнительной футеровкой по гуммировочному покрытию химически стойкими материалами. Прочно должна крепиться гуммиро-вочная обкладка к металлу в железнодорожных цистернах, подвергающихся сильным гидродинамическим ударам. Во всех случаях совершенно обязательным является строгое соблюдение технологических процессов подготовки под гуммирование, гуммирования и вулканизации. [c.18]

При сварке легированных термически обработанных сталей наименьшую прочность при переменных нагрузках в сварном соединеппи пмеет. как правило, основной металл в зоне отпуска. Аналогичное понижеппе предела выносливости [c.45]

Анализ природы усталостного разрушения очень сложен, так как требует изучения неоднородной среды (кристаллиты и меж-кристаллические среды). В сварных соединениях конструкций задача анализа значительно осложняется наличием остаточных напряжений и неоднородностью свойств наплавленного и основного металла 80]. Прочность конструкций при переменных нагрузках зависит главным образом от количества нагружений, амплитуды изменения наггряжения, от формы и размеров испытуемых образцов, рода их материалов, состояния поверхности, вида усилий 15 [c.227]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...