Деформации в пределах деталей машин — Определение

Рассматриваемый метод в настоящее время достаточно полно разработан для определения напряжений в деталях машины и конструкциях, имеющих плоскую или объемную форму (плоское или объемное напряженное состояние) при деформациях в пределах пропорциональности. Изучение распределения напряжений в металлических деталях при упруго-пластических деформациях на прозрачных моделях более трудно выполнимо, так как зависимость между напряжениями и деформациями для материала модели должна быть подобной зависимости, получаемой для металла. [c.158]

В теории ползучести изучаются законы связи между напряжениями и деформациями и методы решения соответствующих задач. Ползучесть материалов — это свойство медленного и непрерывного роста упругопластической деформации твердого тела с течением времени под действием постоянной внешней нагрузки. Свойством ползучести в большей или меньшей мере обладают все твердые тела металлы, полимеры, керамика, бетон, битум, лед, снег, горные породы и т. д. При нормальной температуре некоторые материалы (металлы, полимеры, бетон) обладают свойством ограниченной ползучести. С ростом температуры ползучесть материалов увеличивается и их деформация становится неограниченной во времени. Особенно опасно для элементов конструкций и деталей машин проявление свойства ползучести при высоких температурах. Уже при небольших напряжениях материал перестает подчиняться закону Гука. Ползучесть наблюдается при любых напряжениях и указать какой-либо предел ползучести невозможно. В отличие от обычных расчетов на прочность, расчеты на ползучесть ставят своей целью не обеспечение абсолютной прочности, а обеспечение прочности изделия в течение определенного времени. Таким образом, при расчете изделия определяется его долговечность. [c.289]

Контактными называют напряжения в зоне (зонах) контакта деталей машин. На практике часто появляется необходимость определения напряжений и деформаций в этих зонах как при расчете на контактную прочность (зубчатые и фрикционные передачи), так и для оценки предела выносливости (резьбовые и прессовые соединения и др.). [c.227]

Ползучесть характеризуется пределом ползучести, т.е. величиной длительно действующего напряжения, которое при данной температуре вызывает заданную скорость деформации. Величина заданной скорости деформации при определении предела ползучести определяется сроком службы изделия, который может колебаться в очень широком диапазоне. Пределы ползучести, определенные при разных температурах, позволяют конструктору иметь исходные данные для расчета деталей машин и установок, подверженных одновременному длительному воздействию напряжений и температур. [c.119]

Очевидно, что в образцах или деталях машин с остроконечными вырезами даже при не очень больших нагрузках в вершинах вырезов могут возникать локальные напряжения, превышающие предел текучести материала. Локальная текучесть приводит к перераспределению напряжений, и теоретический коэффициент концентрации упругих напряжений уже нельзя использовать для точного определения отношения действующих напряжений к номинальным, поскольку отношение максимального действующего напряжения к номинальному меньше, чем в том случае, если бы материал оставался упругим. Это означает, что величина коэффициента концентрации напряжений вследствие пластического течения уменьшается, в то время как локальная деформация увеличивается по сравнению с величиной, предсказываемой по теории упругости. [c.410]

Опыты и анализ поломок различных деталей машин показывают, что материалы (в том числе металлы), длительное время подвергавшиеся действию переменных нагрузок, могут разрушаться при напрял ениях более низких, чем предел прочности и даже предел текучести. Разрушение при этом происходит вследствие того, что после определенного числа перемен знаков нагрузки в рассматриваемой детали появляется микротрещина, которая будет постепенно развиваться, и в конце концов деталь разрушится, не дав при этом заметных остаточных деформаций даже в случае, если материал детали обладает высокой пластичностью. [c.307]

При этих испытаниях определяются свойства материалов в пластической области, без разрушения. Позднее были найдены удобные методы определения сопротивления малым пластическим деформациям, т. е. предела текучести при вдавливании [3, 29]. Существует большое количество переносных приборов для испытания на вдавливание. С помощью этих приборов измеряют твердость материала готовых крупных конструкций и деталей машин. Весьма удобен переносный прибор для измерения твердости вдавливанием алмазной пирамиды при нагрузке 1—5 кгс, создаваемой пружиной этот прибор позволяет производить измерения в различных положениях [c.57]

Тепловые расчеты в общем машиностроении выполняют в большинстве случаев с целью определения температуры нагрева (или охлаждения) деталей и изыскания способов для ее ограничения допустимыми пределами. Превышение этих пределов (нормы устанавливаются на основании опытных данных) может вызвать тепловые деформации, изменяющие характер взаимодействия деталей в машине (узле), а следовательно, и дополнительные (температурные) напряжения, нарушение нормальных условий смазки (изменение зазоров и вязкости смазки, что может привести к заеданию поверхностей контакта) и другие недопустимые явления. [c.50]

При конструировании необходимо выявить функциональные параметры, от которых главным образом зависят значения и допускаемый диапазон отклонений эксплуатационных показателей машины. Теоретически и экспериментально на макетах, моделях и опытных образцах следует установить возможные изменения функциональных параметров во времени (в результате износа, пластической деформации, термоциклических воздействий, изменения структуры и старения материала, коррозии и т. д.), найти связь и степень влияния этих параметров и их отклонений на эксплуатационные показатели нового изделия и в процессе его длительной эксплуатации. Зная эти связи и допуски на эксплуатационные показатели изделий, можно определить допускаемые отклонения функциональных параметров и рассчитать посадки для ответственных соединений. Применяют и другой метод используя установленные связи, определяют отклонения эксплуатационных показателей при выбранных допусках функциональных параметров. При расчете точности функциональных параметров необходимо создавать гарантированный запас работоспособности изделий, который обеспечит сохранение эксплуатационных показателей к концу срока их эксплуатации в заданных пределах. Необходимо также проводить оптимизацию допусков, устанавливая меньшие допуски для функциональных параметров, погрешности которых наиболее сильно влияют на эксплуатационные показатели изделий. Установление связей эксплуатационных показателей с функциональными параметрами и независимое изготовление деталей и составных частей по этим параметрам с точностью, определенной исходя из допускаемых отклонений эксплуатационных показателей изделий в конце срока их службы, — одно из главных условий обеспечения функциональной взаимозаменяемости. [c.19]

Нагревостойкость, или способность нормально функционировать в определенном диапазоне температур, в ряде случаев является необходимым требованием к механизмам приборов и машин. Изменение температуры вызывает температурные деформации деталей, влияя на точность механизмов. Выделяемая теплота приводит к ухудшению условий смазки, а повышение температуры деталей выше определенных пределов снижает их нагрузочные способности. Для предотвращения нежелательных эффектов, вызываемых изменением температуры, в механизмах предусматривают отвод выделяемой теплоты с помощью систем охлаждения, введение в механизм специальных элементов температурной компенсации и т. д. [c.171]

Для ускоренного определения предела выносливости деталей и сборочных единиц машин начали применять метод испытаний при прогрессивно возрастающей нагрузке. Сущность его заключается в том, что деталь или сборочную единицу подвергают переменным нагрузкам, возрастающим по времени, при постоянном соотношении прироста нагрузки на одну деталь к числу циклов на ступень. Этот метод может быть применен для любого вида деформации и коэффициента асимметрии цикла изменения нагрузки. [c.74]

Предварительная затяжка соединений при сборке играет существенную роль в повышении долговечности работы узла или машины и должна быть такой, чтобы упругие деформации деталей соединения при установившемся режиме работы машины или механизма находились в определенных пределах, обусловленных конструктивными особенностями. Степень предварительной затяжки болта или винта зависит от сил, нагружающих соединение. [c.143]

Если напряжение в конструкции достигнет предела прочности, то произойдет ее разрушение. Например, если внутреннее давление вызовет в трубе напряжение, равное пределу прочности, то труба разорвется. Чтобы металл работал надежно в теплотехнических конструкциях и деталях, кроме определенной прочности, он должен иметь определенный запас пластичности. Детали машин и элементы стальных конструкций имеют сложную форму. Напряжения в них распределяются неравномерно. В местах резких переходов от толстых сечений к тонким, около выточек, галтелей, около буртиков (усилений) и подкладных колец сварных швов, получается концентрация напряжения. Местные напряжения могут быть в несколько раз выше средних. Для пластичного материала это не очень опасно. За счет весьма малых пластических деформаций произойдет перераспределение и выравнивание напряжений без искажения размеров всей детали или элемента конструкции. Если же металл хрупок, то в местах концентрации напряжений могут образоваться трещины. В конечном счете эти трещины могут привести к разрушению всей детали или конструкции. [c.66]

Прежде всего станки, как и все машины, изготовляют с определенной точностью, оказывающей большое влияние на точность обрабатываемых деталей. Недопустимые зазоры в подшипниках шпинделя, неточность регулировки сопряженных поверхностей, нарушение перпендикулярности или параллельности осей, недостаточная жесткость, деформации под действием усилия резания вызывают отклонения от правильной геометрической формы обрабатываемой детали. Нормы точности отдельных элементов станков ограничены ГОСТ 25-40, 26-40, 27-40, 42-40, 44-40, 370-41 и др. Износ станков допустим лишь до определенных пределов. Как только погрешности обработки начинают выходить за пределы установленных допусков, станки следует направлять в ремонт. [c.44]

Соответственно этому требованию детали машин рассчитывают так, чтобы их деформации не выходили за допустимые пределы, а отсюда следует, что напряжения, возникающие в них под нагрузкой, должны обеспечивать выполнение этого требования. Таким образом, при расчете деталей исходят из некоторого допускаемого напряжения, составляющего определенную долю от того напряжения, при котором деталь разрушилась бы. Очевидно, что величина допускаемого напряжения в первую очередь зависит от материала, из которого деталь должна быть изготовлена. [c.288]

Потеря работоспособности называется отказом. Все машины в процессе эксплуатации изнашиваются и со временем теряют работоспособность из-за отказа отдельных деталей. Различают отказы постепенные, наступающие в результате непрерывного изменения работоспособности, и внезапные из-за скачкообразного ее изменения. К первой группе относятся отказы, возникающие в результате постепенного необратимого накопления повреждений в детали — пластических деформаций или деформаций ползучести, усталостных явлений, ведущих к образованию трещин, механического износа. Ко второй группе относятся отказы, имеющие внезапный характер, — хрупкое разрушение, превышение предела упругости в определенном сечении детали, для которой остаточные деформации недопустимы, возникновение чрезмерных упругих деформаций. [c.135]

Изменение температур и скоростей деформирования при эксплуатации учитывают в расчетах прочности введением основных характеристик деформирования (предел текучести <Тт, показатель упрочнения т) и разрушения (преде.льные деформации к), зависящих от указанных выше факторов. При расчетах элементов конструкций и деталей машин из сталей могут быть использованы уравнения (150), (151), (154), (155). Введение в расчет характеристик От, m и ёк в зависимости от температур t и скоростей деформирования ё (или времени т) позволяет учесть эти факторы при определении предельных нагрузок Ро, Рок и деформаций ёко, ёро в соответствии со схемой рис. 46. Запасы, определенные по уравиепиям (259) и (260), можно оставить без изменений. Уточнение значений запасов становится необходимым в тех случаях, когда при эксплуатационных температурах f в металле возникают структурные изменения (деформационное старение и др.) [c.69]

Механические свойства металлов определяют с различными целями. В теоретических и физических исследованиях часто важно знать модули упругости, пределы упругости и другие характеристики для сопоставления вычисленных и экспериментальных свойств металла. В подобных исследованиях существует задача правильного выбора и определения механического свойства как такового, и поэтому в этих случаях обычно стремятся к определению простых (основных) характеристик. Больщей же частью механические характеристики определяют с целью оценки поведения изучаемого материала при том или ином (обычно весьма ioжнoм) процессе деформации при нагружении конструкций или деталей машин, при хранении деталей под нагрузкой, при обработке давлением и т. п. или, наконец, с целью оценки однородности и соответствия требованиям технических условий или ГОСТов испытуемой партии металла [2, 7, 10, 11, 18, 19]. [c.319]

Понижение несущей способности деталей, набл1йдаемое для деталей из сталей при телшературах выше 300—400° С, а для деталей из легких сплавов и пластмасс — выше 100—150° С. Это связано с понижением основных механических характеристик материалов, в частности предела прочности и предела выносливости, с охрупчиванием — потерей пластичности во времени и, наконец, с явлением ползучести. Ползучесть, т. е. процесс малой непрерывной пластической деформации при длительном нагружении, становится основным критерием работоспособности для отдельных деталей машин лопаток и дисков турбин, элементов паровых котлов высокого давления и др. Ползучесть очень опасна в связи с возможностью выборки зазоров у вращающихся или поступа-тельно-перемещающихся деталей. Расчеты па ползучесть основываются па задании допустимых пластических перемещений за определенный срок службы. [c.20]

Величину Бо(.т> теоретически соответствующую моменту времени / = О, называют пластической деформацией ер, а изменение остаточной деформации с течением времени — деформацией ползучести е . Разделение остаточной деформации на пластическую часть и на деформацию ползучести, вообще говоря, является условным, так как в действительности для получения любой остаточной деформации напряжение какое-то время должно действовать. Поэтому для определения деталей, кратковременно нагружаемых при высоких температурах, приходится использовать прямые экспериментальные зависимости бдст меняющихся напряжений и температур. Однако для большинства деталей машин длительного действия время нагружения и перехода с режима на режим обычно существенно меньше времени эксплуатации на рабочих режимах. Развитие пластических деформаций в процессе быстрого (в пределе — мгновенного) нагружения и нарастание деформаций ползучести с течением времени-связаны с различными физическими процессами, описьшаются особыми (хотя и имеющими общие моменты) зависимостями и поэтому могут рассматриваться раздельно. Для каждого материала существует область температур и напряжений, ниже которых ползучесть вообще не играет роли, так что воет гР независимо от времени действия напряжений. [c.132]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...