Надрезы — Коэффициент концентраци

Пластичные металлы не всегда проявляют меньшую чувствительность к надрезу. Например, медь весьма чувствительна к надрезу. Эффективный коэффициент концентрации напряжений в значительной степени зависит от уровня вероятности разрушения [33]. Особенно резко это явление отмечается у литого сплава МЛб, обладающего большой неоднородностью свойств. Коэффициент чувствительности к концентрации напряжений у образцов из этого сплава при изменении вероятности разрушения от Я=60% До Р 0 увеличивается в 2—3 раза [33]. [c.125]

Влияние среднего напряжения цикла на развитие усталостных трещин исследовали также на плоских образцах из низкоуглеродистой стали (0,098 % С 0,01 % Si 0,44% Мп 0,13 /оР 0,27% S 0,04% Си 0,02 %Сг 0 = 309 МПа ах = 231 МПа t = = 69,5%). Испытывали на усталость при осевом растяжении-сжатии с частотой циклов 1000 1/мин образцы различной (от 10 до 20 мм) ширины, толщиной 4 мм с резкими концентраторами напряжений в виде двусторонних боковых надрезов. Теоретический коэффициент концентрации напряжений составлял ас = = 5. .. 7. Испытания проводили при варьировании в широких пределах среднего напряжения цикла и амплитуды напряжений. В результате исследования было установлено, что на скорость роста трещины среднее напряжение цикла оказывает значительно меньшее влияние, чем амплитуда напряжений. Вместе с тем увеличение среднего напряжения цикла в области [c.90]

Испытания стыковых швов со снятым усилением показали, что зона термического влияния без надрезов не является сама по себе слабой под усталостными нагрузками [235]. Однако концентрация напряжений на кромке усиления шва влияет на зону термической обработки. Отсюда понятна важность определения усталости этой зоны в условиях, когда она имеет надрезы. Теоретический коэффициент концентрации напряжений, определенный фотоупругим методом, составил у кромки соединения со стыковым швом tto = 2,75 (большое усиление) и а = 3,0 (малое усиление). [c.79]

Рис. 4.26. Соотношения между коэффициентом концентрации напряжений при ползучести образцов с надрезом или коэффициентом концентрации деформаций и коэффициентом концентрации упругих напряжений [43]

Концентрация напряжений, обычно возникающая в месте надреза, характеризуется коэффициентом концентрации напряжений а = —т. е. отношением максимального напряжения [c.508]

При проектировании необходимо также учитывать, что вибрационная прочность соединений существенно зависит от вида нагружения (растяжение, изгиб) и положения непровара в сечении шва (рис. 6). Так как непровар является острым естественным надрезом (теоретический коэффициент концентрации может быть К > 20), то снижение вьшосливости резко проявляется даже -при небольших непроварах (до 10%, рис. 7). [c.159]

На образцах чугуна марок ВЧ 50-1,5 и ВЧ 60-2 в литом состоянии для выбранного кольцевого надреза эффективный коэффициент концентрации напряжений получен равным около 1,1 при изгибе и около 0,9 при кручении. Для этих же чугунов в нормализованном состоянии этот коэффициент получается равным соответственно 1,3 и 0,8. [c.129]

Конструкционная прочность. Чугун с пластинчатым графитом отличается низкой чувствительностью к надрезам. Значения коэффициента концентрации напряжений К , выражающего изменение свойств чугуна при надрезах, в различных условиях нагружения приведены в табл. 3.2.35. [c.441]

Надрез Теоретический коэффициент концентрации напряжений о. X Резкое изменение размеров и (или) формы поперечного сечення образца, вызывающее концентрацию напряжений Характеристика концентрации напряжений в зонах резкого изменения поперечного размера и (или) формы образца при его упругом деформировании [c.38]

Влияние концентрации напряжений. В местах резкого изменения поперечных размеров детали, у отверстий, надрезов, выточек и т. п. возникает, как известно, местное повышение напряжений, снижающее предел выносливости по сравнению с таковым для гладких цилиндрических образцов. Это снижение учитывается эффективным коэффициентом концентрации напряжений Ка (или Кх), который определяется экспериментальным путем. Указанный коэффициент представляет собой отношение предела выносливости а 1 гладкого образца при симметричном цикле к пределу выносливости образца тех же размеров, но имеющего тот или иной концентратор напряжений, т. е. [c.227]

Величина местных напряжений зависит от вида и размеров концентратора. Например, чем меньше радиус отверстия или выкружки в полосе, тем больше максимальные напряжения отличаются от номинальных. В случае весьма малого радиуса отверстия в полосе (рис. 118, а) у краев отверстия наибольшее напряжение равно трем номинальным (а = 3), а у краев полукруглых вырезов (рис. 118, б) — примерно двум номинальным (а = 2). Надрезы с острыми входящими углами дают еще большие коэффициенты концентрации напряжений у вершин углов. Для некоторых распространенных концентраторов напряжений в полосе прямоугольного поперечного сечения значения теоретических коэффициентов концентрации приведены на графике рис. 119, а в стержнях круглого поперечного сечения — в табл. 11. Более подробные данные о теоретических коэффициентах концентрации напряжений приводятся в справочниках по расчету на прочность и в специальных курсах. [c.109]

Заметим, что коэффициент концентрации напряжений для выточки (или надреза) при данной ее глубине н размерах детали зависит главным образом от кривизны поверхности по дну выточки. [c.236]

Рисунок 4.18 - К обоснованию определения предельной плотности энергии деформации W у края трещины (надреза) по данным стандартных испытаний образцов на растяжение При наличии надреза W зависит от коэффициента концентрации напряжений, но не зависит от размера образца. Как показали исследования, при наличии надреза (или трещины) плотность энергии предельной деформации может быть выражена через критическое значение J - интеграла (или раскрытие трещины) в виде

По выражению (4.7.3) находится теоретический коэффициент концентрации напряжений. Его значения колеблются от 1,1 до 3 и зависят от характера концентратора. Если это острый надрез или V-образная выточка, то а = 3, а для перехода в виде галтели он может быть равным 1,1. [c.61]

Численные решения этих задач, например, по способу конечных элементов на ЭВМ при существующих памяти и быстродействии машин являются трудоемкими. Поэтому для приближенного анализа распределения деформации используют решения Нейбера для зон концентрации от надрезов гиперболического профиля, которые могут быть применены и при других очертаниях резкого изменения контура нагруженного элемента. По этому решению между коэффициентом концентрации напряжений при упругом распределении а , коэффициентом К, при упругопластическом распределении и коэффициентом концентрации упругопластических деформаций /Се существует зависимость [c.91]

Теоретический коэффициент концентрации. Концентрация напряжений оценивается теоретическим коэффициентом концентрации а<, либо а , представляющим собой отношение наибольшего местного напряжения к номинальному. Так, в образце с надрезом (рис. 2.57), подверженном действию растягивающих центральных сил Р, напряжение по сечению тт, площадь которого распределяется неравномерно наибольшее значение его а акс в зависимости от формы надреза в большей или меньшей мере превышает номинальное, определяемое по формуле [c.200]

Как правило, эффективный коэффициент концентрации меньше теоретического. Это объясняется относительным уменьшением пика напряжений в зоне наибольшего влияния концентратора за счет пластических деформаций, которые развиваются в слоях металла, расположенных под основанием надреза. Определенную роль играет упрочнение материала в процессе циклического нагружения. [c.202]

Значения эффективных коэффициентов концентрации Ко, определенных для различных концентраторов с учетом и чувствительности материала к надрезу, приводятся в справочной литературе. [c.167]

Здесь Он — упругий коэффициент концентрации, зависящий от геометрических размеров детали и концентратора напряжений а — номинальное напряжению (среднее напряжение в наименьшем сечении) бн — упругая деформация, соответствующая напряжению 0jv Ohi — упругий коэффициент концентрации, зависящий от размера зерна (ав1 ан для радиуса в надрезе, равного половине величины зерна) а н — коэффициенты концентрации напряжений и деформации соответственно, связанные между собой и упругим коэффициентом концентрации Он соотношением /а . [c.131]

Определение коэффициентов концентрации напряжений в упругой области для надрезов гиперболического профиля [c.131]

Нейбером i[32] получены уравнения и составлены номограммы (рис. 67) для определения коэффициентов концентрации в упругой области при растяжении-сжатии, изгибе и кручении при наличии в образцах надрезов гиперболического профиля. При этом введено условное деление на надрезы мелкие, глубокие и промежуточные. [c.131]

Глубокий надрез. Образец — плоский с двусторонней внешней выточкой при изгибе с размерами р=2,5 мм,, /=15 мм, а=95 мм. В этом случае У tip —2,45 и Уа/р = 6,16. Из табл. 24 следует, что для ft/p на номограмме можно пользоваться шкалой Ь, а для fa/p — кривой 2. С учетом этого двигаемся от 1/а/р = 6,16 по вертикали вверх до пересечения с кривой 2, а затем проводим налево горизонтальную линию до пересечения с осью диаграммы. Точку пересечения соединяем с точкой У /р=2,45, находящейся на горизонтальной оси в шкале Ь. Эта прямая касается круга, указывающего теоретический коэффициент концентрации =4,25. [c.133]

Для полых образцов расчет аналогичной характеристики является более сложным, так как следует учитывать раздельное или одновременное влияние двух факторов продольного отверстия и надреза, поскольку каждый из них оказывает влияние на напряженное состояние полого образца. В связи с этим для полых образцов используют несколько разновидностей эффективных коэффициентов концентрации напряжений [c.135]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений полых образцов, характеризующий влияние продольного отверстия на величину предела выносливости полых образцов с надрезом [c.135]

Обобщенный или полный эффективный коэффициент концентрации напряжений полых образцов, характеризующий суммарное влияние продольного отверстия и надреза qj, o =ia-i/a-i пол. к- [c.135]

На рис. 95 представлена зависимость предела выносливости надрезанных образцов от временного сопротивления сплавов. Для построения графика использовали результаты отечественных и зарубежных исследований. Отечественные данные получены при испытании образцов с острым надрезом теоретический коэффициент концентрации, вычисленный по Нейберу, был равен 2,8-гЗ,43. Зарубежные данные получены при т 2,64- 4,0. Результаты испытаний укладываются в довольно узкую пологу разброса. Это дало основание некоторым исследователям [92, 93] пр.дложить устойчивое соотношение между временным сопротивлением и усталостной прочностью образцов с концентраторами напряжения. I [c.143]

Катодная поляризация также является эффективным средством повышения сопротивления усталости нержавеющей стали 09X14НДЛ в искусственной морской воде, особенно при наличии концентраторов напряжений [237]. При применении цинкового протектора условный предел коррозионной выносливости образцов диаметром 10 мм с круговым надрезом (теоретический коэффициент концентрации =5) составил 190 МПа, что в 1,7 раза выше, чем у таких же образцов, испытанных в воздухе. Аналогичные результаты при несколько меньшем эффекте получены для стали 35. Такую закономерность в определенной степени можно объяснить охлаждающим действием коррозионной среды при подавлении коррозионных процессов протекторной защитой. Кроме того, мы вели сравнение с результатами, полученнь(ми на воздухе, который, как показано выше, не является нейтральной средой. [c.197]

Так, с уменьшением радиуса закругления дна надреза возрастает коэффициент концентрации и снижается усталостная прочность стали. При р=0,8 мм образец из стали ЗОХГС.Л имеет ог = 32 кгс1мм , а при р = 0,1 мм — только 15 кгс мм , т. е. усталостная прочность уменьшается более чем в два раза. [c.129]

Концентрация напряжений в металлических материалах, связанная с надрезами, канавками, отверстиями или другими дефектами, как правило, приводит к снижению предела выносливости. Необходимо отметить, что усталостная трещина сама по себе является надрезом, вызывающим высокуто концентрацию напряжений. В области концентратора повышается локальное напряжение в материале. Фактическое напряжение у вершины концентратора Стах значительно больше номинального а Отношение Отах/Оц=а называется теоретическим коэффициентом концентрации напряжений при их упругом распределении. Снижение пределов выносливости при наличии концентратора напряжений оценивается эффективными коэффициентами концентрации [c.87]

Задача Кирша (1898) является характерным примером того, что наличие резких изменений формы тела (различного рода надрезов малые отверстия, выточки, канавки и др.) приводит к значительным местным напряженкям, быстро затухающим по мере удаления от этих геометрических концентраторов напряжений. Обычно местные-напряже-ния характеризуют коэффициентом концентрации напряжений й, представляющим собой отношение наибольшего местного напряжения к номинальному напряжению, т. е. к напряжению, вычисленному в предположении отсутствия концентратора. В рассматриваемом случае k = (a9e)max t = 3. [c.303]

Иначе обстоит дело, если конструкция из хрупкого материала. Действительно, если максимальное напряжение а ях в зоне концентрации достигает предела прочности а , то в той точке, где а = = сгтах, зарождается трещина. Она усиливает концентрацию и продолжает расти, пока не произойдет разрушение тела. Таким образом, для тела из хрупкого материала, если его рассчитывать по формулам, приведенным в гл. IV и V, предельным напряжением следует считать а щ = Од/ад. Здесь, однако, нужна одна оговорка. Оказывается, что снижение предельного напряжения при одном и том же значении геометрического коэффициента концентрации для разных хрупких материалов весьма различно. Так, например, прочность закаленного образца из высокоуглеродистой стали очень сильно снижается при наличии надреза. В то же время чугун малр чувствителен к надрезам. Этот факт объясняется тем, что большинг [c.166]

Другой важный фактор, в значительной степени определяющий чувствительность к коррозионной среде,—наличие на поверхности образцов концентраторов напряжений. В вершинах концентраторов напряжений при малоцикловом нагружении создаются условия для образования глубоких трещин с малым раскрытием, в которых происходит подкисление внутрищелевого раствора и его глубокая деаэрация. Указанные условия препятствуют или затрудняют процесс репассивации, в результате чего процесс коррозионного разрушения активизируется. На рис. 71 показано влияние концентрации напряжений на малоцикловую долговечность сплава ВТ5-1 при Я = 0 в коррозионной среде ( ном 0,9о. ) образцов с радиусом надреза 0,01 0,1 0,5 1,2 и 6,0 мм. Во всех случаях отношение диаметра образца в надрезе г/ к диаметру вне надреза оставалось постоянным и равнялось 0,707 при г/=9 мм. Указанным радиусам соответствовал теоретический коэффициент концентрации напряжений, соответственно равный 13,5 5,2 4,2 2,8 и 2,0. По оси абсцисс на рис 71 отложена долговечность соответствующая точке пересечения кривой усталости надрезанных образцов с кривой усталости гладких образцов. Как видно из рис. 71, даже при проведении испытаний чувствительного к коррозионной среде сплава ВТ5-1 при наличии концентра- [c.116]

Концентрация напряжений — местное повышение напряжений вблизи отверстий, резьбы и других изменений конструктивных форм. Картина напряженного состояния в выточке образца, подвергнутого растяжению в упругой области, показана на рис. 62. В вершине надреза имеет место объемное напряженное состояние с главными напряжениями 01, 02 и ffa. Зависимость между максимальными и номинальными напряжениями имеет вид атах= Од Он, гдеОд—теоретический коэффициент концентрации напряжений, зависящий от геометрии концентратора, размеров образца и вида напряженного состояния. [c.119]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для одного и того же материала, но при разных формах надреза имеет различные знашния. Разность между /СдИ возрастает с увеличением Од. Поэтому этот критерий может быть использован при одинаковых видах надреза и одинаковых размерах образцов. [c.121]

Он характеризует отношение фактического снижения выносливости а 1—0-1К к пределу выносливости гладких образцов a i. Как видно из формулы (72), Т1 является функцией только эффективного коэффициента концентрации К . Чувствительность к надрезу характеризуют отношением timai к o-i, т. е. Рш = атах/(Т-1= а,, IK . [c.123]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений, характеризующий влияиие надреза на усталостную прочность полых образцов. /С(упол. пол/СГ-1пол. к- [c.135]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений с уменьшением радиуса скругления надреза рн при снижается [44]. Величина Кд для образцов с трещиной оказалась значительно меньше таковой для образцов с радиусом надреза рв = 0,1 mim. Так, для образцов из стали 40Х с острым надрезом величина К(, составляла 2,39, для образцов с трещиной 1,41, а для образцов из стали ОХ 18Н1 ОТ —соответственно 1,34 и 1,17. Следовательно, чтобы определить максимально возможное снижение усталостной прочности стали, достаточно испытать образцы с радиусом надреза рн = 0,1 мм. [c.136]

Для надрезов с теоретическим коэффициентом концентрации напряжений а от 1,8 до 3,4 величина v достаточно устойчива для данного материала и не зависит от формы надреза, И. А. Одиигом и С. Е. Гуревичем 1] разработан графоаналитический способ расчета [c.143]

При понижении температуры сопротивление усталости сталей, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов заметно повышается, причем особенно интенсивно при снижении температуры ниже —70°С. При температуре жидкого азота (—196°С) это повышение может достигать 50% и более [24]. При низких температурах увеличивается солротивление усталости и образцов с надрезами, однако в разной степени, что приводит к возрастанию эффективного коэффициента концентрации напряжеиий. Сопротивление усталости алюминиевых сплавов возрастает при понижении температуры меньше, чем у сталей. [c.146]

Специальным приложением масштабного отношения усталостных прочностей для деталей разных размеров является объяснение так называемого коэффициента понижения усталостной прочности. Наблюдалось, что для надрезов с одним и тем же коэффициентом концентрации напряжений эффект уменьшения усталостной прочности сильнее выражен для больших деталей, чем для малых. Мак-Клинток [19] объяснил это непосредственным проявлением масштабного эффекта статистики экстремальных значений, который может быть описан формулой, несколько отличающейся от (16) (см. [22]). [c.177]

Анализ экспериментального материала, полученного на сталях ферритного, перлитного и аустенитного классов, и никелевых сплавах показал, что если величина пластической деформации, накопленной до агонийной стадии разрушения, >2%, то длительная прочность образцов с кольцевыми подрезами средней жесткости (теоретический коэффициент концентрации напряжений А =4%) не ниже соответствующей прочности гладких образцов — материал не чувствителен к надрезу. Следовательно, в условиях дли- [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...