Влияние концентраторов напряжений

Теоретический коэффициент концентрации отражает влияние концентратора напряжений в условиях, далеких от разрушения детали, поэтому вводится понятие эффективного коэффициента концентрации напряжений, обозначаемого К или К . [c.282]

В заключение остановимся на вопросе о влиянии концентраторов напряжений на прочность армированных пластиков. Напомним, что теоретическим коэффициентом концентрации называется отношение наибольшего нормального напряжения в некоторой точке к величине среднего напряжения, которое при растяжении, например, получается путем деления силы на ослабленную площадь поперечного сечения. Эффективный коэффициент концентрации — это отношение нагрузки, разрушающей гладкий образец, к нагрузке, разрушающей образец с концентратором, при условии, что минимальная площадь сечения в том и другом случае одинакова. Очевидно, что теоретический коэффициент концентрации и эффективный коэффициент не должны совпадать, вовсе не обязательно, чтобы разрушение происходило в результате достижения нормальным напряжением предельного значения в одной только точке. У металлов образование пластических зон перераспределяет напряжения и, [c.710]

Выше было рассмотрено влияние концентраторов напряжений на усталость сплавов при малоцикловом нагружении. Однако малоцикловая долговечность зависит не только от наличия концентраторов напряжений в значительно большей степени она изменяется в результате совместного влияния коррозионной среды, условий нагружения, состояния металла, концентрации напряжений, внешней поляризации и пр. Действие этих факторов на долговечность сплавов может проявляться по-разному в зависимости от их химического состава, структурного состояния, а также состояния поверхностных слоев металла. Циклическое нагружение в коррозионной среде при большой общности с процессами коррозионного растрескивания имеет свою специфику. [c.113]

Влияние концентраторов напряжений не было полностью выявлено до тех пор, пока не было проведено большое число испытаний. [c.140]

Объяснить полученный эффект можно на основании исследований распределения напряжений у вершины надреза различной глубины. Если глубина надреза велика, распределение напряжений почти полностью определяется радиусом при вершине надреза. При уменьшении глубины надреза до критической напряжения перераспределяются так, что уменьшается глубина слоя, на который распространяется влияние концентратора напряжений. Вместе с тем градиент напряжений продолжает оставаться практически неизменным. [c.75]

Специфика влияния механической обработки на коррозионную усталость стали заключается в изменении под влиянием обработки электрохимической неоднородности. Влияние концентраторов напряжений на предел выносливости в коррозионных средах сказывается в меньшей степени, чем на воздухе. [c.404]

В коррозионной среде отрицательное влияние концентратора напряжений резко уменьшается независимо от его остроты, а при острых концентраторах напряжений условный предел коррозионной выносливости при больших базах испытания может быть большим, чем у гладких образцов или образцов с плавным надрезом. Пр и высоких амплитудах напряжений образцы с острым концентратором напряжений имеют несколько меньшую выносливость, так как за короткое время не успевает произойти растворение концентратора. [c.137]

ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЙ НА ПРОЯВЛЕНИЕ МАСШТАБНОГО ФАКТОРА [c.139]

Применяют дробь диаметром от 0,4 до 2,0 мм. Дробь малого диаметра (радиусом 0,4—1,0 мм) используют для обработки мелких заготовок или когда требуется повышенная чистота обработанной поверхности. Для упрочнения деталей с небольшими радиусами концентраторов напряжений применяют дробь с радиусом больше, чем радиус концентратора напряжений. В этом случае зона влияния концентратора напряжений не будет выходить за пределы глубины наклепанного слоя. Если концентратор напряжений глубокий,следует применять мелкую дробь с радиусом меньше радиуса концентратора напряжений. [c.160]

Влияние концентраторов напряжений на точность ускоренных методов усталостных испытаний оценивается на шлифованных образцах с концентратором напряжений в виде кольцевого выступа с различными соотношениями диаметра и ширины концентратора, радиусного надреза с различными радиусами и V-образного надреза с различными углами профиля. Образцы испытывали на машине НУ в условиях чистого изгиба. [c.74]

Специфика влияния механической обработки на коррозионную усталость стали заключается в изменении под влиянием обработки электрохимической неоднородности и в развитии системы дефектов, через которые среда может влиять на значительные объемы металла. Влияние концентраторов напряжений на усталостную прочность в коррозионных средах оказывается в меньшей степени, чем на воздухе. [c.412]

К числу химико-термических способов обработки сталей относятся улучшение и нормализация, сплошная закалка, поверхностная закалка Т. В. Ч., цементация, цианирование, азотирование. Азотирование практически полностью устраняет влияние концентраторов напряжений и, кроме того, повышает коррозионную стойкость поверхности детали. Азотирование может быть заключительной технологической операцией, так как оно не вызывает изменений формы и размеров детали. [c.36]

Установление усталостной и коррозионно-усталостной прочности сталей при асимметричном цикле нагружения с учетом влияния концентраторов напряжений. Построение полной диаграммы усталости. [c.6]

Эксперименты показывают, что при статическом нагружении образцов пластичного материала величины Ка и Кт мало отличаются от единицы, т. е. наличие концентратора напряжений практически не оказывает влияния на прочность. Это явление можно отчасти объяснить некоторым перераспределением напряжений за счет появления около концентратора ограниченных зон упругопластических деформаций. С увеличением нагрузки на образец рост напряжения в такой зоне протекает менее интенсивно, чем в остальной части образца, остающейся в состоянии упругого деформирования. Благодаря этому пик на графике Ох (рис. 20.15а) несколько сглаживается. Еще одна причина слабого влияния концентраторов напряжений состоит в том, [c.354]

На процесс разрушения при циклических нагрузках существенное влияние оказывают концентраторы напряжений. Концентраторы напряжений могут быть конструктивными (резкие переходы от сечения к сечению), технологическими (царапины, трещины, риски от резца), металлургическими (поры, раковины, неметаллические включения). Независимо от своего происхождения концентраторы напряжений в той или иной степени снижают предел выносливости при одном и том же уровне переменных напряжений. Для оценки влияния концентратора напряжений на усталость испытывают гладкие и надрезанные образцы при симметричном цикле напряжений. Надрез на образце выполняется в виде острой круговой выточки. Отношение предела выносливости, определенного на гладких образцах о , к пределу выносливости, определенному на надрезанных образцах , называют эффективным [c.49]

Влияние концентраторов напряжений, таких, как вырезы, проточки, отверстия, резьба, заклепочные соединения и сварка. [c.172]

Требования к материалам при соединении композиционных материалов в отношении предела прочности при смятии приведены в табл. 22.1. Необходимыми при конструировании являются данные по прочностям при сдвиге межслоевом в боковом направлении, при разрыве. В табл. 22.4 приведены данные по сдвиговым характеристикам материалов, которые основаны на предположении об отсутствии влияния концентраторов напряжений. При учете влияния концентраторов напряжений неизбежно снижение прочностных характеристик при межслоевом сдвиге и срезе. [c.387]

Травление поверхностного слоя после механической обработки уменьшает влияние концентраторов напряжений на переход в хрупкое состояние стали при низких температурах и сдвигает порог хладноломкости в сторону низких температур. [c.604]

Способность металлов пластически деформироваться называется пластичностью. При пластическом деформировании металла одновременно с изменением формы меняется ряд свойств, в частности, при холодном деформировании повышается прочность. Пластичность обеспечивает конструкционную прочность деталей под нагрузкой и нейтрализует влияние концентраторов напряжений. [c.122]

Исследование влияния концентраторов напряжений на несущую способность при совместном воздействии сжатия и нагрева проводилось на оболочках с укладкой слоев варианта IV (см. табл. 7.11), имеющих средний диаметр 796 мм, длину 790 мм, толщину 4,6 мм. Концентраторами напряжений служили сквозные дефекты в виде круглых отверстий диаметром 40 мм и ориентированных нормально к образующей прорезей длиной 60 мм. Что(5ы исключить взаимное влияние, дефекты были расположены диаметрально противоположно и разнесены по образующей на расстояние 125 мм друг от друга. При температурах Т = 293, 373, 443 К было испытано по одной оболочке. Из технологических припусков этих оболочек были изготовлены образцы-свидетели двух типов (рис. 7.13) гладкие (для определения предела прочности углепластика при сжатии) и со сквозной прорезью (для определения [c.295]

Аналогично тому, как это делается при рассмотрении влияния концентраторов напряжений на механические свойства материалов, при коррозионном поражении металла необходимо рассматривать прочностную, деформационную и энергетическую чувствительности металла к коррозионным поражениям. Таким образом, необходимо знать характеристики прочности (а , и s ), характеристики пластичности ( 10, ф) и ударную вязкость (а ) металла, пораженного коррозией. Хорошей характеристикой является также технологическая проба на перегиб и закручивание, очень чувствительная к изменению пластичности материала. [c.65]

Влияние концентраторов напряжений на выносливость стали в активных средах характеризуется коэффициентом. Исследования показали, что влияние концентрации напряжений на выносливость стали тем меньше, чем агрессивнее среда. Концентрация напряжений не повлияла на выносливость поверхностно-закаленной т. в. ч. стали 45 в коррозионно-агрессивных средах. Для сталей с одинаковой выносливостью в воздухе в среде наблюдалась несколько отличная стойкость против влияния концентрации напряжения, тогда как в воздухе это отличие практически незаметно. Изменение формы концентраторов напряжений (угла раствора сторон концентратора) в коррозионных средах, так же как и в воздухе, очень мало повлияло на изменение выносливости. [c.127]

Из перечисленных выше способов наиболее эффективно азотирование, которое практически полностью устраняет влияние концентраторов напряжений. Для азотированных деталей коэффициент д чувствительности к концентрации напряжений близок к нулю (т. е. эффективный коэффициент концентрации напряжений к йй 1). Азотирование почти не вызывает изменения формы и размеров деталей. Это позволяет во многих случаях устранить заключительное шлифование и бв,кгс1ммг сопутствующие ему дефекты, снижающие прочность. Кроме того, азотированный слой обладает повышенной коррозие- и термостойкостью. Твердость и упрочняющий эффект в противоположность обычной термообработке сохраняются до высоких температур (500—60б°С). Сочетание этих качеств делает азотирование ценным способом обработки деталей, работающих при повышенных температурах и подвергающихся высоким циклическим нагрузкам и [c.317]

Наличие в металле эндогенных шлаковых включений, служащих концентраторами напряжений, сильно влияет на физикомеханические свойства металла шва, в частности, на его пластичность и ударную вязкость. При сварке низкоуглеродистых низколегированных сталей ударная вязкость достаточно большая и влияние концентраторов напряжений мало, но при сварке средне-и высокоуглеродистых и легированных сталей, запас пластичности у которых мал, влияние таких концентраторов может привести к образованию холодных трещин или замедленному разрушению при высоком уровне напряжений и при наличии других охрупчи-вающих факторов (водород). [c.373]

Величина 12 применительно к распространению сквозных усталостных трещин вне зоны нелинейного влияния концентратора напряжений. В случае распространения поверхностных (полуэллипти-ческих по форме фронта) трещин величина = 16. [c.251]

Усталостное разрушение детали из сплава ЛК4-1 было вызвано в основном действием повышенных переменных напряжений и влиянием концентратора напряжений в виде галтельного перехода, выполнегшого с малым радиусом. При анализе эксплуатационного излома было обращено внимание на то, что усталостная зона занимала лишь 1/20 часть поперечного сече- [c.115]

Известно, что различного рода концентраторы напряжений создают неоднородность поля напряжений. В искусственном графите наряду с конструктивными концентраторами напряжений (резкие изменения сечения деталей, пазы, отверстия и т. д.) всегда имеются технологические — риски, макропоры,, раковины, трещины. Для графита, являющегося хрупким материалом, концентраторы напряжений опасны тем, что увеличивают опасность хрупкого разрушения. В этой связи в работе [126] проведена оценка влияния концентраторов напряжения на прочность графита при облучении. Для этого использованы призматические образцы размером 5x5x40 мм из равноплотного мелкозернистого графита марки МПГ. Влияние концентраторов напряжений оценивали при испытании на изгиб. [c.131]

Проектирование звездочек с вогнутым профилем зубьев, повышение класса чистоты, закалка или цементация рабочих поверхностей зубьев Уменьшение влияния концентраторов напряжений (увеличение радиусов галтелей, исполнение шпоночных канавок с плавным выходом и т. п.), шлифование цапф (тяже-лонагруженных валов по всей длине), поверхностный наклеп галтелей, поверхностная закалка, азотирование Обеспечение условий жидкостного трения, увеличение жесткости опоры, высокая точность изготовления и высокий класс чистоты обработки рабочей поверхности цапфы, нанесение на поверхности опор специальных покрытий для улуч-шения приработки [c.231]

Детали машин, как правило, имеют конструктивные концентраторы напряжений. Концентрация растягивающих напряжений приводит к сильному понижению сопротивления деталей усталостному разрушению. В этих случаях сопутствующие наклепу остаточные сжимающие напряжения особенно благоприятны Они значительно снижают, а во многих случаях лолностью ликвидируют отрицательное влияние концентраторов напряжений. Проявление поверхностного наклепа особенно полезно в тех случаях, когда работоспособность детали определяется ее сопротивлением усталостным разрушениям, т. е. сопротивлением образованию и развитию трещин под влиянием циклически меняющихся напряжений [60]. [c.283]

Ослабление отрицательного влияния концентраторов напряжений на выносливость образцов из углеродистых и низколегирбванных сталей в присутствии коррозионной среды объясняется возникновением у дна концентратора напряжений сетки коррозионно-усталостных трещин, выступающих как дополнительные концентраторы напряжений и уменьшающих действие основного концентратора, а также изменением геометрических размеров вследствие преимущественного разъедания дна концентратора. [c.137]

В послевоенные годы применение стали 16М в отечественном котлостроенни прекратилось вследствие склонности этой стали к графитизации. В 1943 г. на одной из электростанций США произошла крупная авария из-за графитизации карбидов в околошовной зоне сварного соединения паропровода диаметром 325X36 мм, изготовленного нз стали, содержащей 0,5% молибдена. Разрушение было хрупким. Паропровод проработал при 505° С с колебаниями температуры 20° С в течение 5,5 лет. В процессе эксплуатации произошел распад карбидов в зоне термического влияния сварки с образованием пластинок графита, расположенных параллельно линии сплавления. Они ослабляли сечение по кольцу и играли роль концентраторов напрял ения. В эксплуатации трубопровод подвержен напряжениям изгиба от самоком-иснсации и гидравлическим ударам, что делает влияние концентраторов напряжения особенно опасным. Проверкой, проведенной после этой аварии на электростанциях СССР, графитизация была обнаружена в околошовной зоне сварных соединений на ряде паропроводов. [c.115]

Следует обратить внимание также и на то, что стали различных марок имеют различный ресурс пластичности. Для одних сталей ресурс пластичности в 1% достаточен для обеспечения надежной эксплуатации, однако нельзя распространять этот вывод на все стали, используемые для изготовления паропроводов. На свойства металла труб ощутимо влияют колебания химического состава в допускаемых для данной стали пределах, а также металлургические особенности ее производства. Так, металл большинства плавок стали 15Х1М1Ф отличается высокой длительной пластичностью, однако встречаются плавки и с весьма низкой пластичностью. По (накопленным результатам опытов и эксплуатации допускаемый ресурс пластичности в 1% для труб паропроводов и коллекторов из сталей 16М, Г2МХ и 15ХМ обеспечивает надежность их в эксплуатации с достаточным запасом. При назначении допускаемого в эксплуатации ресурса пластичности необходимо учитывать особенности свойств стали, возможные колебания длительной пластичности в пределах марки, возможную неоднородность структуры и свойств по длине трубы, влияние концентраторов напряжений и других факторов. [c.251]

Параллельно происходит процесс формирования ТКС вала. При необходимости производится проверочный расчет вала для учета влияния концентраторов напряжений, корректируются отдельные свойства элементов и вносятся изменения в ТКС. При последующем проектировании технологического процесса обработки вала его ТКС является частью исходной информации. При необходимости получить чертеж вала с помощью специального математического обеспечения вырабатывается программа работы чертежного автомата. По аналогичной схеме производится алгоритмическое проектирование большинства машиностроительных деталей. Соответствующие программы разработаны в Институте технической кибернетики АН БССР. [c.279]

Величины, входящие в выражение для коэффициента К, учи--тывают влияние концентраторов напряжений Ка, масштабный фактор (размер поперечного сечения) Kda-> качество обработки поверхности Ктга и технологические методы упрочнения поверх- ности Kv Чем ближе к единице значения Ко, Кйа, Кра и боль- ше Kv, тем меньше влияние этих факторов на несущую спосс б-ность детали. [c.317]

Наличие на поверхности напряжений сжатия затрудняет образование усталостных трещин, приводит к повышению предела выносливости и живучести. Для повышения предела выносливости и уменьшения влияния концентраторов напряжении широко применяют закалку при индукционном нагреве, химико-термн- [c.318]

Влияние обработки поверхности, обкатки, а также влияние концентраторов напряжений на предел выносливости исследовались Синклером, ортеном и Доланом [1291], их результаты приведены в табл. 4.3. Комментарии к этим результатам, касающиеся чувствительности к надрезу, даны в разд. 6.15. [c.100]

Для композиционных материалов также неприменимы и многие другие виды соединений, используемые для изотропных материалов. Брейнен и Крейдер [12] исследовали возможность соединения в косой стык и показали его полезность в тех случаях, когда отношение длины волокна к его диаметру очень мало. Однако большинство силовых конструкций требуют больших площадей, передающих сдвиговые напряжения, и повышенных толщин для сведения до минимума влияния концентраторов напряжений. [c.448]

На пластичность матрицы оказывают воздействие сжимающие е окружающие волокна, а на поведении волокон сказывается способность матрицы передавать нагрузки волокнам очень небольшой длины. Разрушающее напряжение волокон в композиционном материале часто рассчитывается по прочности пучка, состоящего из параллельных волокон [23, 88]. Прочность пучка зависит как от средней прочности волокна и ее распределения, так и от длины базы испытуемых образцов. Эта прочность в качестве величины ар входила в расчеты, проводимые по уравнению (6) Шеффером и Кристианом [78], показавшие хорошие результаты. Хорошее совпадение с экспериментальными данными получены также при использовании значений только средней прочности, которые обычно выше прочности пучка [5]. Была предпринята попытка установить соотношение между лрочностью композиционного материала, свойствами входящих в него компонентов и его структурой с учетом влияния концентраторов напряжений. Повреждения в волокнах, расположенных произвольно в композиционном материале, служат локальными концентраторами напряжений, вызывающими разрушение композиционного материала [74, 75, 103]. Модель такого типа хорошо описывает прочность боралюминия, изменяющуюся с увеличением повреждений в виде надрезанных и разрушенных волокон, являющихся концентраторами напряжений [50]. В этой модели особо важной становится роль матрицы, благодаря ее способпости передавать напряжения через участки, окружающие поврежденное волокно. [c.461]

Уменьшение отрицательного влияния концентраторов напряжений на сопротивление усталости конструкции путем вы-ведсиия их в менее нагруженные зоны. Так, в случае схемы 1.1 (табл. 3.1) сварной шов из зоны с максимальными напряжениями изгиба выведен на нейтральную линию. В схеме 1.2 заклепки также приближены к нейтральной линии. [c.25]

Мо. При газовом азотировании в среде аммиака после вьщержки в течение 50 ч при 500-525 °С толщина диффузионного слоя составляет около 0,5 мм. Твердость повышается до 1200 HV, причем в нем создаются напряжения сжатия, уменьшающие влияние концентраторов напряжений. Это приводит к увеличению предела усталости на 40 % по сравнению с неазотиро-ванной сталью. [c.298]

Влияние концентраторов напряжений оценивают эффективным коэффициентом концентрации напряжений = (T i/(T ik, под которым понимают отношение предела выносливости гладкого образца (T i к пределу выносливости такого же образца с концентратором напряжений [c.275]

Влияние коррозионных поражений поверхности металла на механические свойства сталг сзк мы уже говорили, часто аналогичны влиянию концентраторов напряжения. Однако это влияние имеет особенность, заключающуюся в массовости этих концентраторов — коррозионных поражений, в их неправильной форме, которая не дает возможности для каких-либо аналитических подсчетов влияния таких концентраторов. [c.65]

Эти основные положения влияния концентраторов напряжения на усталостную прочность стали в воздухе изменяются при одновременном действии концентраторов и коррозионной среды. Однако до последнего времени не было ясного представления об этих изменениях, в связи с чем мы провели ряд исследований одновременного влияния коррозрюнной среды и концентраторов напряжения на выносливость стали [66, 67, 173]. [c.124]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...