Основные закономерности сопротивления усталости

Основные закономерности сопротивления усталости [c.555]

В первой части описаны методы исследования и основные закономерности сопротивления усталости и циклической трещиностойкости металлов и сплавов изложены основные подходы к расчету на прочность при циклическом нагружении в детерминированной и вероятностной постановках при линейном и сложном напряженном состояниях. Приведены характеристики сопротивления многоцикловой усталости для чистых металлов и углеродистой стали. [c.2]

Справочник состоит из 14 глав. Главы 1...5 образуют первый раздел, в котором изложены методы исследования усталости, и основные закономерности сопротивления усталости и циклической трещиностойкости материалов, а также методы детерминированных н вероятностных расчетов на прочность при напряжениях, переменных во времени, в условиях линейного и сложного напряженных состояний. [c.14]

При обосновании специальных требований, которым должны удовлетворять только машины для программных испытаний на усталость, следует, очевидно, исходить из того, какие цели преследуют такие испытания. В г,л. I показано, что основной задачей программных испытаний на усталость в конечном счете является изучение закономерностей сопротивления усталости при нестационарных режимах нагружения. В большинстве случаев взаимное распределение экстремальных значений эксплуатационных нагрузок деталей носит случайный характер, поэтому, естественно, возникает вопрос о необходимости воспроизведения при программных испытаниях случайного чередования нагрузок и заменил его более простым, но эквивалентным (по степени вызываемого усталостного повреждения) случайному. [c.54]

МЕТОДЫ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ И ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ УСТАЛОСТИ 81 [c.3]

Расчеты элементов конструкций на малоцикловую усталость базируются на экспериментальных данных изучения закономерностей сопротивления деформированию и разрушению при циклическом упруго-пластическом деформировании, а также исследованиях кинетики неоднородного напряженно-деформированного состояния и накопления повреждений в зонах концентрации — местах вероятного разрушения. Ниже приведены основные понятия и некоторые результаты изучения кинетики деформирования и разрушения материалов при циклическом упруго-пластическом деформировании. [c.683]

Для расчета элементов конструкций на сопротивление усталости используют основные закономерности циклического разрушения в форме уравнений кривых усталости, предельных кривых, отражающих критерии такого разрушения в зависимости от объемности напряженного состояния и его неоднородности, характеристик дисперсии циклических свойств, асимметрии цикла и состояния поверхности. [c.164]

На основании изложенного можно заключить, что при оценке прочности сварных труб большого диаметра магистральных трубопроводов следует считаться с явлениями малоцикловой усталости. Необходима постановка специальных исследований для выяснения основных закономерностей процесса разрушения сварных труб при малоцикловом нагружении с целью оценки несуш,ей способности трубопроводов по критерию сопротивления малоцикловому разрушению. [c.145]

Основные механические закономерности сопротивления материалов малоцикловому и длительному циклическому нагружению, а также деформационно-кинетический критерий малоциклового и длительного циклического разрушения необходимы для решения соответствующих задач определения кинетики деформированных состояний в зонах концентрации и оценки долговечности на стадии образования трещины. Полученные данные о сопротивлении циклическому деформированию и разрушению использованы для расчета малоцикловой усталости циклически нагружаемых конструкций. Применительно к сварным трубам большого диаметра магистральных газо- и нефтепроводов, волнистым компенсаторам и металлорукавам на основе их испытаний разработаны и экспериментально обоснованы методы расчета малоцикловой усталости при нормальных и высоких температурах. [c.275]

По ряду причин, в том числе экономического и технического характера, программные испытания натурных деталей не всегда возможны или могут быть проведены лишь в ограниченном объеме. Поэтому возникает необходимость разработки методов, позволяющих производить оценку характеристик сопротивления усталости деталей по результатам испытаний образцов. В области усталости при стационарных режимах нагружения такие методы основаны иа изучении закономерностей подобия усталостных разрушений в связи с эффектом концентрации напряжений, неоднородности напряженного состояния и величины напрягаемых объемов, с привлечением статистических представлений о природе усталостных явлений [4, 5, 18, 30]. Возможность применения этих закономерностей в условиях нестационарной нагруженности в достаточной мере не проверена и представляет одну из основных задач программных испытаний. [c.40]

В предыдущей главе были освещены основные общие закономерности, касающиеся сопротивления усталости металлических материалов и конструктивных элементов. Эти закономерности относятся, в частности, и к сварным соединениям. Ниже перечислены особо важные специфические для сварных соединений факторы, влияющие на сопротивление усталости. [c.33]

Анализ распределения долговечности и пределов выносливости при многоцикловой усталости. Многочисленные экспериментальные исследования сопротивления усталости различных материалов при нормальной и повышенных температурах позволили установить ряд важных особенностей кривых усталости и связанных с ними закономерностей рассеяния долговечностей и пределов выносливости. Остановимся на основных из этих особенностей. [c.112]

Четко сформулировать основные закономерности влияния состава и структуры на сопротивление усталости на основе опубликованных работ, несмотря на их многочисленность, очень трудно ввиду большого разнообразия и неоднородности методики испытания, формы и размеров образцов, их количества, продолжительности и других условий испытания. Поэтому из результатов испытаний, проведенных разными авторами, можно сделать лишь некоторые общие выводы скорее качественного, чем количественного характера [c.190]

Как известно, в аустенитных сталях углерод в основном связан в карбидах, поэтому при варьировании содержания углерода изменяется и количество карбидной фазы. Из сравнения кривых 1 я 3 (рис. 73) следует, что с уменьшением содержания углерода от 0,09 до 0,049% во всем диапазоне исследованной долговечности увеличивается число циклов до разрушения, что согласуется с данными табл. 19, следовательно, с уменьшением количества упрочняющей фазы повышается сопротивление термической усталости. С увеличением максимальной температуры цикла от 600 до 700° С не происходит существенного изменения в указанных закономерностях, однако преимущество стали с малым количеством карбидной фазы уменьшается при уровне деформации [c.160]

Важным моментом при обсуждении указанных закономерностей является факт наиболее интенсивного изменения повреждения на начальных стадиях действия первого режима при переходе от менее жесткого режима к более жесткому наибольшее повышение сопротивления малоцикловой усталости имеется на начальных стадиях первого режима, при переходе от более жесткого режима к менее жесткому основное повреждение накапливается на первых этапах более жесткой ступени режима нагружения. [c.194]

При сопоставлении критериев оценки долговечности при длительной термической и высокотемпературной изотермической малоцикловой усталости в жестком режиме нагружения можно выявить определенную общность основных закономерностей сопротивления материалов разрушению в условиях действия длительных циклических нагрузок при высоких температурах. Характерно при этом, что почти все имеющиеся предложения по оценке долговечности основаны на деформационных и частотновременных предпосылках. [c.46]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

Было показано, что сопротивление усталости образцов в воздухе при чистом изгибе выше, чем при растяжении — сжатии. Предел выносливости при изгибе составил а =495 МПа, в то время как при растяжении — сжатии о 1р (. =410 МПа. При воздействии 3 %-ного раствора Na I эта закономерность изменяется в противоположном направлении. Условный предел выносливости при изгибе и растяжении — сжатии соответственно составил 200 и 340 МПа. Такой характер влияния вида нагружения на сопротивление коррозионно-усталостному разрушению связан с тем, что среда сильно разупрочняет приповерхностный слой металла образца, который несет основную нагрузку при циклическом изгибе. При циклическом же растяжений — сжатии значение напряжений по сечению образца выравнивается и роль приповерхностного слоя значительно меньше. На основании обобщения имеющихся данных можно сделать заключение, что основными напряжениями, способствующими зарождению и особенно развитию коррозионно-усталостных трещин, являются Нормальные напряжения. [c.115]

Предлагаемая книга посвящена проблеме термической усталосте, т.е процессу появления поверхностных трещин и их постеленного развития вплоть до полного разрушения изделий, работающих в условиях циклических нагревов и охлаждений, сопровождающихся созданием больших градиентов температур по сечению детали. На основе обобщения литературных сведений, данных эксплуатации разнообразногб технологического и энергетического оборудования в ПНР, а также используя собственные производственные и лабораторные исследования, автор сделал попытку установить общие закономерности влияния многочисленных факторов (условий службы, химического состава, структуры и физико-механических свойств материалов) на српротивлен термической усталости конкретных изделий (стальных форм для литья чугунных труб, инструмента горячей и холодной штамповки, прокатных валков, деталей термического оборудования, роторов турбин и др.). При этом приведены практические рекомендации по выбору материалов, термической, химико-терми-ческой и других видов обработки с целью повышения сопротивления усталости изделий, работающих в условиях циклических термических нагрузок. Дано также описание основных методов исследования структуры и свойств материалов при термической усталости. [c.6]

Обширные экспериментальные исследования, проведенные с использованием соответствующих образцов из низкоуглеродистьк и низколегированных сталей, позволили установить основные закономерности изменения сопротивления усталости сварных соединений [321, 209]. [c.318]

Большинство факторов, оказывающих воздействие на сопротивление материалов усталости, а следовательно, в большей или меньшей степени влияющих на закономерности образования нераспространяющихся усталостных трещин, можно разделить на четыре основные группы. К первой группе относятся особенностп геометрического строения деталей, а именно их размеры, острота и глубина концентраторов напряжений, — иными словами, все параметры, которые определяют неравномерность распределения напряжений в деталях. Вторая группа — факторы, связанные с режимом нагружения, такие, как, например, уровень максимальных напряжений цикла и коэффициент асимметрии цикла, нестационарность режима нагружения, существование перегрузок и др. К этой группе можно отнести и факторы, связанные со схемой приложения нагрузки. Третья группа — факторы, связанные с механическими свойствами и структурой материала, из которого изготовлены детали. К четвертой группе относятся факторы, связанные с внешними условиями, в которых эксплуатируются различные детали температура, коррозионная среда, вакуум и др. [c.69]

Вероятностная природа усталостного разрушения, зависящего от дефектов структуры и поверхности металла, отражается на закономерностях подобия при этих разрушениях. С увеличением напрягаемых переменными напряжениями объемов увеличивается вероятность ослабления сопротивления металла разрушению бопее значительными дефектами и их сочетанием, уменьшается предел усталости, ослабляется рассеяние. Влияние абсолютных размеров на усталостные свойства металла возрастает с увеличением его неоднородности, особенно сильно проявляясь на литых и крупнозернистых структурах. С уменьшением вероятности ра.з-рушения влияние абсолютных размеров ослабевает, так как в соответствии со статистическими представлениями рассеяние уменьшается с увеличением напрягаемых объемов, и кривые усталости для низких вероятностей разрушения при различных размерах сечений сближаются. При сложных напряженных состояниях усталостные разрушения для металлов в вязком состоянии в основном определяются максимальными или октаэдрическими касательными напряжениями, как. это следует, например, из данных исследования усталости конструкционных сталей. Большинство результатов укладывается между предельными шестиугольником касательных напряжений и эллипсом октаэдрических. Для металлов в хрупком состоянии разрушения определяются главными растягивающими нормальными напряжениями, они располагаются ближе к предельному квадрату предельных нормальных напряжений. Форма усталостного излома при кручении для вязких металлов свидетельствует о зарождении усталостного разрушения по направлению действия наибольших касательных напряжений. Для хрупких металлов трещина возникает сразу в направ.т1е-нии действия наибольших нормальных напряжений. Развитие трещины обычно следует поверхностям мальных напряжений. [c.384]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...