Метод определения остаточных деформаций и напряжений механический

Существующие методы определения остаточных напряжений обычно разделяют на механические и физические. Механические методы основаны на принципе упругой разгрузки объема металла при его освобождении от остаточных напряжений путем разгрузки. Измеряя деформации, возникающие при разгрузке, можно вычислить остаточные напряжения по формулам теории упругости. В зависимости от расположения измеряемых баз механическими методами можно определить одно-, двух- и трехосные остаточные напряжения [17]. [c.423]

Из экспериментальных методов определения остаточных напряжений наибольшее распространение нашли механический и рентгеновский. Первый метод основан на определении деформаций, возникающих в связи с нарушением условий равновесия при разрезке тела на части. Не исключено, что сам факт разрезки создает новые остаточные напряжения. Рентгеновским методом можно определить остаточные напряжения только на поверхности. [c.617]

Существующие методы определения остаточных напряжений можно разделить на механические, физические и химические. Они могут осуществляться с разрушением или без разрушения детали. Механические разрушающие методы достаточно хорошо разработаны и получили наибольшее распространение. Они базируются на теоретических положениях о напряжениях и деформациях механики твердого тела. Механические методы могут быть теоретическими и экспериментальными. Теоретические методы находятся в стадии разработки и в большинстве случаев не позволяют с необходимой точностью определять остаточные напряжения для реальных условий обработки. [c.63]

Существуют экспериментальные методы определения остаточных напряжений рентгеновский, магнитный, ультразвуковой и механические. Чаще используют механические методы, которые основаны на измерении деформаций металла при освобождении его от остаточных напряжений. Сварочные напряжения определяют, например, для анализа напряженного состояния при исследовании выносливости соединений, сопротивляемости разрушению при наличии трещин, коррозионной стойкости, а также в целях установления эффективности использованных методов снижения собственных напряжений при сварке, после сварки или термической обработки и для определения усадки и возникающих при этом перемещений. В качестве измерительных преобразователей перемещений часто используют механические приборы и тензорезисторы, значительно реже — индуктивные и пневматические преобразователи. Рассмотрим пример определения одноосных остаточных напряжений Ох в сварной [c.198]

Применение особых методов изучения механических свойств металлов при длительных нагрузках и повышенных температурах вызвано тем, что металлы имеют способность, начиная с определенной температуры, увеличивать остаточную деформацию со временем при напряжениях, значительно меньших предела текучести и даже пре- [c.252]

Аналитическим методом скорость охлаждения определяют на основании следующих расчетов перепада температуры деформации в процессе обработки давлением температурных напряжений остаточных напряжений напряжений от объемных изменений при фазовых превращениях, неравномерной деформации и механического упрочнения определения скорости охлаждения, обеспечивающей диффузию водорода из стали и исключение образования флоке-нов (для случая охлаждения стали). [c.81]

В металле с остаточными напряжениями существуют области упругих деформаций разного знака. Упругому, т. е. обратимому, снятию макронапряжений мешают межатомные силы, связывающие разнородно деформированные участки металла в единое твердое тело. Если разрезать изделие или срезать (а также стравить) с пего поверхностный слой, то становится возможным упругое снятие макронапряжений. Например, если срезать или стравить сжатый остаточными напряжениями поверхностный слой, то растянутая остаточными напряжениями внутренняя область тела, освободившись от сдерживающего влияния поверхностных слоев, сможет теперь упруго сжаться. На измерении упругих деформаций, возникающих при разрезке изделия, снятии или стравливании с него слоев, основаны механические методы определения величины и знака остаточных напряжений (напряжения вычисляют по деформациям). [c.113]

Для определения остаточных напряжений наиболее применим механический метод, заключающийся в измерении перемещений и деформаций, возникающих при устранении остаточных напряжений. Напряжения устраняют в пластинах путем их разрезки на узкие полосы или клетки, в круглых телах снятием слоев поверхности на токарном станке, а в массивных фрезерованием, сверлением или протачиванием канавок. Процедура включает в себя начальное измерение, устранение напряжений и повторное измерение перемещений или деформаций в тех же точках. Напряжения рассчитывают по разности результатов измерений. Чем сложнее напряженное состояние, тем больше должно быть точек измерения. Метод обеспечивает расчет одно- и двухосных напряжений на поверхности конструкции. [c.53]

Определение остаточных напряжений производят физическими и механическими методами. Последние получили значительное распространение. Они основаны на освобождении металла от напряжений путем его разрезки. При этом регистрируют возникающие деформации и по ним вычисляют остаточные напряжения. [c.167]

Механический и рентгенографический методы. Эти методы применяют для изучения состояния поверхностного слоя, лежащего под обработанной поверхностью. Механический метод, разработанный Н. Н. Давиденковым, применяют для определения напряжений первого рода, уравновешивающихся в области тела, превосходящей по размерам размеры кристаллического зерна. Метод заключается в том, что с поверхности образца, вырезанного из обработанной детали, последовательно удаляют весьма тонкие слои материала и при помощи тензометрических датчиков измеряют деформацию образца. Изменение размеров образца приводит к тому, что под действием остаточных напряжений он становится неуравновешенным и деформируется. По измеренным деформациям можно судить о величине й знаке остаточных напряжений. [c.91]

Для определения напряжений 1-го рода (макроскопических) используют или механические методы [74], основанные на измерении прогибов или полей деформации в деталях при их разрезке, высверливании, снятии слоев и т. п., или рентгеновские методы [183, 609[, основанные на измерении эффектов, определяющих степень искажения кристаллической решетки. Для определения напряжений 2-го и 3-го рода используются рентгеновские методы. При исследовании остаточных напряжений важно знать не только их значение, но и характер их распределения по глубине, а также знак (растягивающие или сжимающие). [c.142]

Механический метод определения остаточных напряжений предложен Н. В. Калакуцким [2]. В основу его положены следующие соображения. Остаточные напряжения взаимноуравновешены внутри тела— их равнодействующая и момент в любом сечении равны нулю, что непосредственно вытекает из условий равновесия тела. В случае удаления какой-либо части напряженного тела равновесие напряжений в оставшейся части нарушается. В ней возникают упругие деформации, которые, будучи измерены, позволяют определить значения остаточных напряжений. [c.49]

Механические методы определения остаточных напряжений в настоящее время наиболее распространены. В основу этих методов положено определение упругих деформаций, возникающих в отдельных частях изделия после устранения в нем остаточных напряжений. При этом пользуются различными приемами разрезанием на части, обтачиванием, строжкой, просверливанием отверстий и т. д. Например, пластины, сваренные в стык, сварные тавры, двутавры разрезаются на полосы шириной 15—18 мм. После разреза внутренние силы в полоса.х исчезают. При этом если полоса до разреза имела длину I, то после разреза длина стала 1 (полоса укоротилась). Укорочение полосы после разрезания указывает, что в соответствующем волокне целого изделия имелось остаточное напряжение растяжения. Точность замера при этом методе зависит от двух обстоятельств процесс резания сам вызывает в кромках пластические деформации и остаточные [[апряжения щирина полосы 15—18 мм позволяет получить среднюю величину напряжения, которая действует в изделии на этом интервале. [c.101]

М. Л. Козловым [285] сделана интересная попытка построения механико-математической модели определения остаточных напряжений непосредственно в процессе нанесения покрытий. Преимуществом такого подхода по сравнению с механическими методами, основанными на послойном удалении, является возможность проведения неразрушающих испытаний. Остаточные напряжения в этом случае могут быть определены с привлечением математического аппарата механики деформируемого твердого тела. Разработан общий принцип неразрушающих методов исследования остаточного напряженного состояния покрытий, заключающийся в том, что вместо данных о деформации основного металла с покрытием предлагается использовать сведения о величине внешних силовых факторов, непрерывно удерживающих композицию основной металл — покрытие в исходном состоянии либо возращающих ее в это состояние. Применение общего принципа неразрушающих методов дает возможность вычислять остаточные напряжения без привлечения классической расчетной схемы, для которой необходимо построение различных моделей нанесения покрытия -в зависимости от вида стеснения и формы покрываемого образца [285]. [c.188]

Многочисленные исследования показали, что одним из наиболее эффективных методов воздействия на состояние поверхности, приводящих к повышению циклической прочности, является предварительное поверхностное пластическое деформирование (ППД). При этом применение ППД повышает циклическую прочность не столько в области многоцикловой усталости, сколько при больших перегрузках. Известны примеры, когда применение методов ППД позволяет повысить долговечность деталей из титановых сплавов, работающих в области малоциклового нагружения, в 17 — 20 раз, а предел выносливости—в 2 раза [ 187, с. 35, 43]. Вместе с тем по сравнению с многоцикловой усталостью эффективность применения ППД для деталей, работающих в малоцикловой области, изучена меньше. До последних лет отсутствовало даже научно обоснованное объяснение влияния ППД при больших перегрузках (выше предела выносливости), так как при этом роль остаточных сжимающих напряжений не может быть решающей. Возникающие при ППД остаточные сжимающие напряжения при значительных циклических пластических деформациях неизбежно релаксируют при первых же циклах нагружения. С целью установления природы влияния ППД на малоцикловую долговечность титановых сплавов были поставлены специальные опыты по изучению влияния ППД на статическую прочность и характер деформации. Исследование проводили на цилиндрических образцах сплава ВТ5-1 диаметром 10 мм. После механической шлифовки и полировки часть образцов подвергали электрополированию до полного удаления наклепанного слоя. Поверхностное пластическое деформирование осуществляли в трехроликовом приспособлении для обкатки (диаметр ролика 20 мм, радиус профиля ролика г= 5 мм, усилие на ролик изменялось от 300 до 1200 Н при определении статической прочности и равнялось 900Н при оценке характера деформирования). Обкатку вели на токарном станке в 2 прохода при скорости вращения шпинделя 100 об/мин [c.193]

Несколько другой принцип положен в основу метода, предложенного Л. А. Глик-маном и М. М. Писаревским для определения остаточных напряжений в поверхностном слое крупных изделий [19]. Небольшой участок поверхности разгружают от напряжений, отделяя его с этой целью круговой прорезью (например, трубчатой фрезой, анодно-механическим или искровым способами) от остальной поверхности. Глубина прорези, по данным авторов, практически достаточна, если она не меньше 0,7 диаметра оставшегося столбика. Для определения остаточных напряжений измеряют деформацию поверхности осверлованного участка проволочными датчиками. Если направления главных напряжений известны, то, как выше указывалось, достаточно измерить деформацию в этих двух направлениях. Для этого нужны два простых датчика или один сложный — розеточной формы. [c.60]

Расчетные методы определения технологических остаточных деформаций маложестких деталей. В общем виде задача ставится следующим образом зная эпюру распределения остаточных напряжений в заготовке (в припуске на обработку), величину снимаемого припуска, эпюру начальных напряжений после обработки, а также геометрические характеристики детали и механические свойства материала, необходимо определить ее технологические остаточные деформации. Разработка расчетных зависимостей должна выполняться применительно к конкретным типоразмерам деталей, однако в основу принципиального подхода может быть положена схема расчета остаточных деформаций лопаток турбомашин. [c.829]

ХРУПКОСТЬ МЕТАЛЛОВ, свойство металла при статической нагрузке рваться, ломаться или разрушаться без заметной остаточной деформации. Если металл перед разрывом обнару- кивает пластич. деформации (см. Деформация пластическая), а остаточных деформаций не получается только при ударной нагрузке, то это свойство называется ударной хрупкостью. X. м. при низких и обыкновенных иногда называется холодноломко-с т ь ю, а X. м. в раскаленном состоянии—к р а с-н о л о м к о с т ь ю. Хрупкость зависит от целого ряда факторов от структуры металла, ориентации кристаллитов, от примесей, от самого метода испытания и т. д. Один и тот же слиток металла в одном направлении м. б. хрупким, а в другом пластичным. Начиная приблизительно с 1920 года, металловедение сделало большие успехи благодаря тому, что был открыт ряд способов получения металлич. монокристаллов, т. е. одиночных кристаллов, в виде стержней. Детальные исследования механических свойств этих монокристаллов, произведенные нем. физиками (Полани, Э. Шмид, Закс и их сотрудники) и англ. металловедами (Тейлор, Карпентер, мисс Элам и др.), дали весьма ценные ре-. ультаты для понимания механизма хрупкости и пластичности (см.). Эти исследования показали, что в металлич. монокристаллах существуют вполне определенные кристаллографич. плоскости—плоскости с наиболее плотной упаковкой атомов, по к-рым начинается трансляция, или скольжение, одних слоев относительно других. Это явление начинается тогда, когда с двигающее, или скалывающее, напряжение в данной плоскости и по вполне определенному направлению достигает некоторого критич. значения 5. Кристаллографич. направление в плоскости скольжения, по которому атомы расположены наиболее близко друг к другу, является направлением скольжения. [c.319]

Группа советских ученых занималась исследованием механических свойств металлов и сплавов. Среди них почетное место занимает действительный член АН УССР Н. Н. Давиденков, опубликовавший ряд замечательных работ по актуальным вопросам металловедения, в частности Измерение остаточных напряжений в трубах (1931 и 1935 гг.). Большое число работ по прочности и пластической деформации было проведено действительным членом АН УССР С. В. Серенсеном, чл.-корр. АН СССР И. А. Одингом, доктором техн. наук И. В. Кудрявцевым и др. Много научно-исследовательских работ по изучению механических свойств железнодорожных изделий (рельсов, вагонных осей, бандажей, пружин) было опубликовано проф. Н. П. Щаповым. Помимо этого он много работал по исследованию механизма пластической деформации металлов и по методике определения механических свойств стали. Проф. Я. Б. Фрицман известен как автор многих исследований по теории прочности и методам механических испытаний металлов. [c.189]

НОИ смещения относительно аналогичных линий у отожженного материала, их шириной и интенсивностью. Положение пика диф-фракционной линии зависит от среднего расстояния между определенными кристаллографическими плоскостями в соответствующих кристаллах, у которых направление нормалей к отражающим плоскостям совпадает с направлением измерения деформаций. Применение рентгеновского метода целесообразно, по-види-мому, для оценки величины и знака остаточных напряжений в деталях малых размеров и сложной формы, где механические методы пока трудноприменимы. [c.271]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...