Прочность длительная — Определение усталостная — Определение

Расчет на выносливость. Для валов и осей, подверженных воздействию длительных переменных нагрузок, производится расчет на выносливость. В связи с тем, что на усталостную прочность материалов существенное влияние оказывает концентрация напряжений, масштабный фактор и состояние поверхности (чистота, упрочнение), расчет на выносливость ведется после окончания полного конструирования вала (оси) и носит характер проверочного расчета для определения фактического коэффициента запаса прочности и сопоставления его с допускаемым значением. Поэтому расчету на выносливость должен предшествовать, предварительный расчет на статическую прочность. [c.431]

В справочнике впервые на современном научном уровне рассматриваются методы и оборудование для проведения длительных и ускоренных испытаний металлов, деталей машин и механизмов при переменных нагрузках и наложении среды, трения и температуры, используемые при определении характеристик усталостной прочности. [c.2]

В общем случае сила, действующая на какой-либо определенной площадке, не перпендикулярна этой площадке, а направлена под некоторым углом к ней. Эту силу, как всякий вектор, можно разложить на две составляющие нормальную силу, вызывающую нормальное напряжение, действующее перпендикулярно площадке, и касательную силу, вызывающую касательное напряжение, действующее в плоскости площадки (рис. 1.1). Механические свойства материалов в значительной мере определяются удельными величинами этих составляющих. При этом одни процессы (например, пластическая деформация, ползучесть, однократное разрушение путем среза, начальные стадии усталостного разрушения и др.) связаны главным образом с касательными, а другие (например, однократное разрушение путем отрыва, длительная жаропрочность, конечные стадии усталостного разрушения), главным образом с нормальными растягивающими напряжениями. Существовавшее мнение о том, что пластическая деформация и срез определяются только касательными, а разрушение путем отрыва — только нормальными напряжениями, не полностью оправдалось. Тем не менее разделение полного напряжения на касательную и нормальную составляющие для анализа процессов нарушения прочности целесообразно для многих случаев. [c.27]

Интегральный подход к процессу в целом путем введения понятия повреждаемости. Этим термином обычно обозначают понижение сопротивления тому же виду нагружения (например, усталостному, длительному статическому и т. п.), которому предварительно были подвергнуты образцы или детали. Особым вопросом является определение повреждаемости при изменении вида напряжения, например, оценка усталостной повреждаемости по изменению однократной прочности или, наоборот, влияние трещины от статической перегрузки на усталостную прочность. Так, в лопатках турбин исходные межкристаллитные трещины от длительного статического нагружения иногда становятся очагами последующего усталостного разрушения. Отметим, что различные механические свойства в процессе нагружения могут изменяться в противоположном направлении. Отсюда вытекает, что повреждаемость, по-видимому, невозможно рассматривать независимо от метода ее оценки. Однако изучение повреждаемости не избавляет от необходимости оценки условий перехода через критическое состояние разрушения и не заменяет прямого изучения процесса развития трещин. [c.179]

Результаты расчетов пластинчатых цепей на прочность по выражениям (1.15). .. (1.21), хорошо согласующиеся с практическими данными, свидетельствуют о том, что их разрушающая нагрузка по пределам выносливости материала деталей при н = = 1, т. е. при Л э 5 10 , в 6. .. 6,5 раза меньше ее стандартных значений, определяемых при испытаниях на разрыв. А если учесть, что по критерию усталостной долговечности цепь также должна иметь определенный запас (коэффициент запаса не менее 1,3), то приведенные значения реально принимаемых коэффициентов запаса прочности для длительно работающих цепей нельзя признать чрезмерно завышенными и ими следует руководствоваться при ориентировочных расчетах и в учебной практике. Лишь для кратковременно и редко работающих тихоходных конвейеров, у которых значение мало, а следовательно, коэффициент /Ср. достаточно высок (/Ср. н > 2), коэффициенты запаса прочности по отношению к стандартной разрушающей нагрузке могут быть приняты меньшими пяти. [c.42]

Таким образом, как показали экспериментальные проверки [25], метод определения предела выносливости путем последовательного ступенчато возрастающего во времени нагружения одного образца дает удовлетворительные результаты, если требуется установить соответствие между усталостной прочностью данного образца и ее нормативами, полученными в результате обычных длительных испытаний на усталость партий аналогичных образцов. Это может оказаться необходимым либо при текущем контроле качества поставляемого металла, ответственных серийных деталей или изделий, либо в целях оценки возможных изменений в конструкции деталей, технологии их изготовления или в материале. [c.105]

Рассмотрим симметричный цикл, когда напряжение меняется от +а до —а. Дадим понятие о пределе прочности при длительном действии такой симметричной переменной нагрузки. Случай симметричного цикла можно осуществить при вращении вала. Пусть вал несет тяжелый маховик, изгибающий вал тогда при вращении вала растянутые волокна его через пол-оборота оказываются сжатыми, затем снова растянутыми и т. д. Таким образом, крайние волокна находятся в условиях попеременного действия напряжений а и возможно при определенном значении о усталостное разрушение от изгиба (рис. 177). Число перемен напряжений Ы, которое следует дать для того, чтобы вызвать усталостное разрушение, зависит от величины наибольшего переменного напряжения о и от алгебраической разности между крайними значениями переменных напряжений (в данном случае последняя равна 2о). [c.265]

Значения запаса прочности могут служить критерием необходимости проведения дальнейшего расчета на усталостную прочность. Если наибольшая кратковременная нагрузка пропорциональна длительно действующей, т. е. п.,. > v, и отсутствуют неподвижные относительно вала нагрузки (например, нагрузки от дебалансов), то расчет вала на усталостную прочность можно не проводить. Значения v приведены в табл. 51. сравнивают с наибольшим значением v, соответствующим источникам концентрации напряжений для всего вала, независимо от того, для какого сечения определена величина л .. На усталостную прочность вал рассчитывают при условии, если л < v, или при наличии неподвижных относительно вала нагрузок, а также когда длительно действующие нагрузки близки по величине к наибольшим кратковременным. Расчет выполняется в форме определения запаса прочности по сопротивлению усталости для опасного сечения. 202 [c.202]

Кратковременные перегрузки в зависимости от их величины и времени их действия могут явиться в отношении усталостной прочности материала зубчатых колес как упрочняющим, так и разупрочняющим фактором. За отсутствием систематических специальных исследований, однако, количественная оценка влияния перегрузок при расчете зубчатых передач пока ограничивается гипотетическими рекомендациями. Большинство исследователей считает, что кратковременные пиковые нагрузки, если они не слишком велики, повышают циклическую долговечность зубчатых колес. При этом, чем короче циклическая длительность действия перегрузки, тем выше может быть допущена ее величина без ущерба для усталостной прочности материала зубчатых колес и опасности пластической деформации (обмятия) рабочих поверхностей зубьев. Поскольку количественная оценка упрочняющего действия кратковременных перегрузок пока учету не поддается, в современных расчетных нормативах [66], [85], [И1], [162], [И] при расчете зубьев на выносливость те пиковые нагрузки, циклическая продолжительность действия которых не превышает определенного предела, рекомендуется просто не учитывать. Подразумевается, что в принятых пределах числа циклов и величины перегрузок разупрочняющий эффект перегрузок маловероятен и им можно пренебречь. [c.310]

При определении числа циклов до образования трещины в уравнение (47) подставляют значение амплитуды деформации за цикл. Средние напряжения или деформация (например, в зоне центрального отверстия), даже если они значительные, не оказывают существенного влияния на число циклов до возникновения трещины. Следовательно, при определении усталостной прочности в условиях малого числа циклов нагружения этими величинами можно пренебречь. Если средние напряжения настолько значительные, что могут оказать заметное влияние на длительную прочность материала, то можно допустить, что колшонентам [c.129]

Первоначальные эксперименты но определению прочностных свойств были направлены на решение основной задачи исследования прочности как функции объема волокон, ориентации волокон и механических свойств составляющих материалов. Поэтому эти эксперименты проводились на стайдартных испытательных машинах с постоянной скоростью деформации. Только позднее были введены изменения в условия нагружения. Стали осуществляться усталостные испытания, испытания на длительную прочность, влияние скорости деформации и ударные эксперименты. Причина введения в программу таких испытаний очевидна. Так как элементы конструкций, сделанные из композиционных материалов, должны при эксплуатации противостоять различным условиям нагружения, и не всегда ясно, как интерполировать прочностные свойства, полученные в одних условиях эксперимента, на другие случаи. [c.268]

Ввиду анизотропности и плохой теплопроводности наполненных пластмасс (особенно содержащих волокнистые наполнители) необходимо соблюдать определенные правила при их эксплуатации и механической обработке — применять охлаждающие смазки, пользоваться специальным инструментом и т. п. При обработке и эксплуатации деталей из слоистых пластиков нельзя прилагать нагрузки в сторону, способствующую расслаиванию или сдвигу листового наполнителя и т. д. Под влиянием длительных механических нагрузок в статических или динамических условиях происходит усталостное разрушение пластмасс. На усталостную прочность пластмасс (так же как и на другие их свойства) сильное влияние оказывают химическое строение полимера, природа и вид наполнителя и их количественное соотношение. Постоянно действующие (статические) нагрузки вызывают ползучесть пластмассовых деталей наиболее явно она проявляется у термообратимых пластиков (оргстекло и другие термопласты). В наименьшей степени ползучесть проявляется у стеклотекстолнтов, полученных с участием полимерных связующих термонеобратимого типа. [c.390]

НОИ температуре характеризуется пределом ползучести — напряжением, вызывающим остаточную де( )ор-мацию (обычно 0,2 %) после определенной длительности нагружения. Ползучесть сопровождается межзе-реннымй перемещениями, поворотом мозаичных блоков, а также дроблением более крупных зерен на большое число мелких с самостоятельной ориентацией (полигонизация). Разрушения, связанные с длительной прочностью, обычно происходят по границам зерен, что отличает их от усталостных изломов, пересекающих зерна. Пределом длительной прочности [c.166]

Ра-ссмотрениая концепция условий прочности предполагает линейное или нелинейное суммирование компонент повреждений, представляя процесс в виде комбинации усталостного (от повторного действия реверсивных деформаций) и длительного статического (от действия односторонне накопленных деформаций) повреждений. Базовыми при оценке повреладений являются кривые малоцикловой усталости (жесткий режим нагру кения) и длительной прочности. Кривую малоцикловой усталости следует получать в условиях, позволяющих исключить влияние времени на расчетную характеристику (высокая частота, отсутствие выдержек). Роль временных процессов отражает кривая длительной прочности. Релаксационные процессы, характерные для условий работы материала в максимально напряженных зонах конструкции, приводят к эквивалентным деформациям, их учитывают при определении доли усталостного повреждения. [c.93]

В случае, если удается обезводородить сталь после гальванопокрытия путем прогрева либо длительного вылеживания (старения) при комнатной температуре, гальванические покрытия любыми металлами практически не влияют на механические свойства стали, определенные при простом одноосном растяжении статическими кратковременно действующими силами, т. е. эти покрытия не влияют на пределы прочности и текучести и на показатели пластичности. Однако большинство покрытий снижают усталостную прочность стали как в воздухе, так и особенно в коррозионных средах. [c.153]

Сравнительные испытания на статический изгиб, длительную прочность при растяжении при комнатных и повышенных температурах, испытания по определению сопротивляемости высокопрочного чугуна усталостным разрушениям при много- и малоцикловом нагружениях показали повышение после НТЦО соответствующих характеристик литого высокопрочного чугуна с перлитно-ферритной металлической основой. [c.130]

Затраты на проведение экспериментов для точного определения границ области выдерживаемых в течение длительного времени без разрушения нагрузок очень велики, так что обычно для некоторого среднего напряжения определяют (о, 0) и предел выносливости Од для соответствующей величины. Используя значения предела текучести и предела прочности исследованного материала, строят диаграмму усталостной прочности. Очень хорошо влияние среднего напряжения цикла на выдерживаемые длительное время без разрушения амплитуды напряжений можно описать с помощью простых математических выражений (например, по Гудману или Герберу), [c.72]

Аналогично построению по параметру статического повреждения строятся кривые длительной прочности по параметру усталостного повреждения. Параметры а, М, к изменяются в широком диапазоне. Предполагается, что повреждение при малом числе циклов изменения напряжений зависит только от определенной части энергии гистерезиса, а именно от энергии, накопленной за счет пластического деформирования. При ограниченной долговечности эта энергия может быть приравнена полной энергии гистерезиса, так как при очень больших деформациях неупругая составляющая пренебрежимо мала. Согласно гипотезе Фелтнера и Морроу [271], разрушение наступает тогда, когда суммарная энергия, рассеиваемая в единице объема материала вследствие наличия необратимых пластических деформаций, достигает определенной критической величины [c.261]

Некоторые исследователи, использующие электрохимические измерения, относительно легко определяли такие величины, как потенциал н ток коррозии при испытании материала иа коррозионную усталость. Таким образом, коррозионную усталость материала можно быстро оценить без длительного сбора лабораторных данных, которые необходимы в методе Мак Адама. Эндо и Комаи [19] получили уравнение, связывающее возрастание тока коррозии с количеством циклов при коррозионной усталости. Это уравнение, как установлено, аналогично уравнению, связывающим рост трещины с числом циклов и, следовательно, увеличение тока коррозии связано с полной длиной трещины, что подтверждено последующими измерениями. Это уравнение также учитывает величину переменных напряжений, частоту и температуру. Поскольку величина тока коррозии находится в определенной связи с потенциалом коррозии, то распространение коррозионно-усталостного разрушения может быть прослежено путем измерения потенциала. При дальнейшем продолх ении этой работы было показано [20], что произведение начальной плотности тока коррозии ( к) и полного времени до разрушения (ткр) связано с чувствительностью материала к надрезу (л) и отношением значения усталостной прочности на воздухе и в коррозионной среде (к), уравнением [c.290]

Экспериментально установлено, что влияние деформационного упрочнения ПС на усталостную и длительную прочность зависит от степени деформации ПС и условий эксплуатации температуры, нагрузки, среды, продолжительности работы. Для каждого металла и сплава в конкретных условиях эксплуатации существует определенная степень предварительной пластической деформации, которая создает субструктуру металла с величиной скрытой энергии наклепа, обеспечивающей минимальную скорость процесса разрушения, т.е. наибольшую прочность при данной температуре и нагрузках. Так, у деталей, работающих при невысоких температурах, наклеп ПС, как правило, повышает предел выносливости. По данным Д. Д. Папшева [43] увеличение глубины наклепа с 35мкм до 80мкм в процессе обработки резанием стали 45 повысило предел выносливости на 8%. При точении и последующем полировании усталостная прочность повьпнается на 20...25% за счет наклепа и на 12... 15% за счет снижения высоты микронеровностей на операции полирования.[48] [c.90]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...