Причины усталости

Большинство ответственных деталей — оси вагонов, коленчатые валы, шатуны двигателей, подвижные детали прокатных станов,гребные винты, клапанные пружины, поршневые пальцы и т. п. — выходят из строя по причине усталости. [c.339]

Например, весьма распространенный случай выхода из строя деталей по причине усталости тела детали или поверхностных слоев (подшипники, зубчатые передачи) связан с развитием усталостной трещины в зоне местной концентрации напряжений, технологического дефекта или начального повреждения. [c.149]

Анализ эксплуатационных разрушений элементов конструкций, в том числе таких, как рабочие лопатки и диски газотурбинных установок (ГТУ), свидетельствует о том, что большинство из них происходит по причине усталости материалов [1—4 и др.], что обусловлено сложностью предсказания уровня эксплуатационных цик- чических нагрузок и высокой чувствительностью материалов к разного рода поверхностным концентраторам и дефектам. В связи с этим необходимы дальнейшие исследования в области усталости с целью выявления ее природы, разработки и совершенствования методов оценки и прогнозирования сопротивления усталости с использованием физических подходов. [c.376]

Дефекты, связанные со всякого рода микроскопическими повреждениями, являющиеся в большинстве случаев основной причиной усталости, проявляются лишь при длительных испытаниях. Поэтому длительные испытания продолжают оставаться единственно надёжным методом определения пределов уста лости. Использование ускоренных испытаний может оправдать себя лишь для их приблизительного определения. [c.90]

В некоторых случаях вид излома разрушенной в работе детали позволяет судить о причине разрушения. Так, например, при разрушении по причине усталости в изломе всегда наблюдаются как бы две различные зоны одна зона (обычно наружная) имеет сравнительно гладкую, как бы примятую поверхность без характерного металлического блеска, другая имеет нормальный вид шероховатого кристаллического излома. Примятая поверхность указывает на первоначальное образование трещин в этой зоне постепенно распространяясь, трещины образуют участки разрушенного по сечению металла, которые под влиянием знакопеременных нагрузок как бы притираются друг к другу, образуя примятую зону. [c.30]

В последующих разд. 10.9—10.16, где изложены методы рационального проектирования соединений, приведены данные, которые удалось собрать из многочисленных отдельных испытаний, поставленных с различными целями. Такие испытания часто показывают направление возможного повышения прочности, но они не могут дать количественных данных. Однако. можно надеяться, что установленные принципиальные положения направят последующих испытателей, и новые представления о причинах усталости соединений будут развиваться. Возможно, что наибольшие успехи, которые еще надлежит сделать в обла- [c.282]

Оси железнодорожных вагонов и многие детали автомобилей и других машин ломаются по причине усталости . Структура излома стали (фиг. 94) в этих случаях обычно имеет хрупкий характер, [c.147]

Причиной усталости металлов считают наличие трещин, которые возникают из-за концентрации напряжений в местах, где пластичность металла исчерпана. Как правило, усталостные разрушения являются следствием напряжений растяжения, а не напряжений сжатия. [c.147]

Шелушение рабочих поверхностей колец, шариков и роликов Причина — усталость материала. Подшипник заменяется [c.137]

Кулачок подъема выходит из строя по причине усталости поверхностных слоев, и в период нормальной работы его износ замерить не удалось. Поэтому для него у == 0. Предельный износ подъемной 152 [c.152]

Ввиду того, что вопросы, рассмотренные в настоящей работе, связаны главным образом с изнашиванием, ограничимся лишь некоторыми замечаниями о долговечности деталей, разрушающихся по причине усталости. [c.244]

По сравнению с износом, коррозией и ползучестью характерной особенностью выхода из строя детали по причине усталости является внезапное проявление этого процесса в виде разрушения тела детали или поверхностных слоев в месте контакта деталей. [c.244]

Это обстоятельство позволяет иметь в машине детали, выходя-ш,ие из строя по причине усталости поверхностных слоев, тем более что для ряда случаев, как было указано выше, материал не имеет длительного предела усталости поверхностных слоев. [c.245]

В тех случаях, когда детали машины выходят из строя по причине усталости, их срок службы может быть определен на основании кривых усталости. [c.261]

Рассмотрение научных направлений по долговечности машин говорит о разработке советскими учеными многих проблем, имеющих большое научное и практическое значение. Успешно разрешаются вопросы усталостной прочности материалов и деталей. Проведены многочисленные исследования по определению закономерностей изнашивания и отысканию износостойких материалов. Разработаны методы расчета на долговечность при выходе деталей из строя по причине усталости. Для многих сопряжений и механизмов имеются методы установления предельно допускаемых величин износа. Создана система планово-предупредительного ремонта, которая является наиболее прогрессивной по сравнению с другими системами ремонта. [c.266]

Когда нагрузка изменяется нерегулярно или является преобладающей и носит вероятностный характер, то и долговечность детали может быть вероятностной. В случае явных условий выхода из строя. детали по причинам усталости вероятная долговечность детали будет равна периоду повторения наибольшей вероятной [c.129]

Увеличение начального зазора в сопряжениях вследствие износа деталей приводит к ударным динамическим нагрузкам. При этом соударение деталей сопровождается огромными силами взаимодействия и большими градиентами напряжений. В результате происходит повышение износа деталей, образование питтинга на рабочих поверхностях зубьев шестерен, беговых дорожках колец подшипников качения, искажение геометрической ( юрмы деталей, а иногда и поломка по причине усталости. [c.134]

Хотя непосредственные поломки рассматриваемых деталей по причинам усталости металла весьма редки, все же характеристика металлопокрытий по их влиянию на предел усталости основного металла является важной оценкой их долговечности. Разрушение поверхностных слоев деталей, восстановленных металлопокрытиями. [c.332]

И возникновение микротрещин по причинам усталости металла вызывают форсированный износ и могут быть причиной локального выкрашивания и откалывания покрытий. В дальнейшем характеристика металлопокрытий по усталости будет играть важную роль в связи с задачей снижения металлоемкости деталей и, следовательно, уменьшения запаса прочности (рис. 133). [c.332]

Коленчатый вал является одной из наиболее ответственных деталей машины (стационарного двигателя внутреннего сгорания, компрессора, эксцентрикового пресса и др.) и испытывает динамические знакопеременные нагрузки. Поломки коленчатых валов могут происходить по разным причинам усталости металла в результате длительной работы, большой выработки (эллипс) шеек, неточной укладки вала в подшипниках, приложения внезапных ударных нагрузок, заниженной прочности элементов (например, концентрации напряжений в местах переходов, у смазочных отверстий и галтелей), плохого изготовления фундамента и др. [c.93]

Фреттинг как причина усталости металла. Было уже замечено инженерами — особенно в авиации, — что усталостные трещины развиваются на тех участках, на которых отмечается значительное разрушение за счет фреттинга. [c.682]

В связи с этим часто считают, что фреттинг является причиной усталости металла. Это не единственная возможная интерпретация того неоспоримого факта, что эти два вида разрушения сопутствуют друг другу возможно также, что условия, которые способствуют фреттингу, также способствуют усталостному растрескиванию, так что оба явления имеют одну и ту же причину. Даже если бы мы приняли за основу мнение о том, что фреттинг и усталость не являются соответственно причиной и следствием, а что эти. два явления возникают от одной общей причины, это не уменьшило бы зна- чения фреттинга в инженерной практике, поскольку те участки, на которых 1 наблюдается фреттинг, можно рассматривать, как участки, на которых могут возникать усталостные трещины, если не будут приняты соответствующие меры. Фреттинг более заметен в своих начальных стадиях, чем усталость, хотя конечный результат от усталостных трещин более катастрофичен. Отсюда следует, что обнаружение на каком-либо участке фреттинга должно [c.682]

Вероятная причина - усталость металла. [c.37]

Переходная область от малоцикловой до многоцикловой усталости находится в районе долговечностей примерно 10 — 10 циклов. Здесь разрушение обусловлено как знакопеременной так и упругой пластической деформацией. Обычно, как и в данной работе, переходную область включают в область малоцикловой усталости многие исследователи считают, что причиной разрушения тех или иных конструкций является малоцикловая усталость, если оно происходит через 5-40 циклов или меньше. [c.128]

Коррозионная усталость часто бывает причиной неожиданного разрушения вибрирующих металлических конструкций, рассчитанных на надежную работу в воздушной среде при нагрузках ниже предела выносливости. Например, неточно центрированный вал гребного винта на судне будет нормально работать до тех пор, пока не появится течь и участок вала, выдерживающий максимальные знакопеременные нагрузки, не окажется в морской воде. Тогда в течение нескольких дней могут образоваться трещины, из-за которых вал быстро разрушится. Стальные штанги насосов для откачки нефти из буровых скважин имеют ограниченный срок службы ввиду коррозионной усталости, возникающей в буровых водах. Несмотря на применение высокопрочных среднелегированных сталей и увеличение толщины штанг, разрушения этого типа приносят миллионные убытки нефтяной промышленности. Металлические тросы также нередко разрушаются вследствие коррозионной усталости. Трубы, по которым подаются пар или горячие жидкости, могут разрушаться подобным образом, вследствие периодического расширения и сжатия (термические колебания). [c.157]

Большая часть повреждений оборудования и трубопроводов бывает вызвана, как правило, несколькими факторами, среди которых один может являться реперным. При этом отсутствие воздействия на конструкцию определенных факторов часто играет не менее важную роль, чем его присутствие. При выявлении реперных факторов и оценке их значимости необходимо использовать наиболее полную информацию, получаемую из всех доступных источников. Лишь при таком подходе удается установить основные причины разрушения объекта коррозию (сероводородное растрескивание, водородное расслоение и другие виды, согласно [104, 105]), усталость, водородное охрупчивание, перегрузку, износ, эрозию, перегрев, дефекты изготовления или монтажа, отклонения от технических условий на материал объекта, несовершенство конструкции, отклонения от проектных условий эксплуатации (несоответствие состава, температуры и влажности среды непредвиденные нагрузки, неэффективные противокоррозионные мероприятия) и т. п. [c.160]

Что касается влияния термоциклирования на сопротивление разрушению металлов (без приложения извне механических нагрузок), то оно, как указано выше, может быть самостоятельной причиной усталости металла. Так циклическое изменение температуры в интервале 700-1050°С с периодичностью 15 с приводит к появлению термических напряжений на кромках лопаток турбин от а =66 МПа до =32 МПа (Чупри- [c.110]

Усталость при изнашивании металлических поверхностей. Впервые на усталостную природу изнашивания при трении скольжения указал Д. В. Конвисаров [21]. Причины усталости поверхностного слоя деталей он усматривал в повторных или знакопеременных движениях машин. Однократное задирание поверхностей, царапание их различными твердыми остриями не относятся к процессам изнашивания в полном смысле этого понятия. В результате Д. В. Кон-Бисаров пришел к выводу, что изнашивание твердых тел силами трения родственно разрушению их от усталости. Он указал, что разница между обоими разрушительными процессами заключается в том, что за изнашиванием в процессе его развития можно легко проследить, усталость же металлов проявляется почти всегда внезапной аварией. [c.102]

Способность металла сопротивляться усталости называется выносливостью. Причиной усталости металлов являются сдвиги, которые возникают в кристаллических зернах, расположенных наименее выгодно в металле по отношению к действующим силам. Появившиеся сдвиги способствуют образованию микротрещин, которые под влиянием повторной или знакопеременной нагрузки постепенно увеличиваются и, доходя до плоскостей спаянности зерен, распространяются по этой границе. Излом усталости (рис. 33) С0СТ01ИТ из двух ясно выраженных зон наружной п внутренней. Наружная зона 1 имеет фарфоровидную поверхность— это зона постепенно развивавшейся трещины для внутренней зоны 2 характерно зернистое строение. Это — зона мгновенного разрушения. Явления усталости возникают при переходе предела выносливости. Пределом вынос.швости называют то [c.54]

Внезапные отказы могут проявляться в виде деформации или поломок деталей в результате действия пиковых нагрузок или в виде трещин, возникающих из-за больших внутренних остаточных напряжений, из-за пороков в металле деталей (раковины, поры, волосовины и пр.), при наличии которых в деталях, работающих при переменных напряжениях, могут быть поломки. Поломки деталей, работающих при знакопеременных нагрузках, по причине усталости могут происходить вследствие нарушения технологии изготовления или восстановления деталей, например из-за невы-держивания при шлифовании радиуса галтелей в таких деталях, как коленчатые валы, поворотные цапфы и др., или больших растягивающих напряжений после наплавки шеек и т. п. Наконец, внезапные отказы могут быть и по причинам низкого качества запасных частей и отдельных узлов, например рессор, амортизаторов, а также грубого нарушения правил технической эксплуатации, приводящего к различного рода аварийным поломкам. [c.143]

Проблема изнашивания путем фреттинга изучена в основном на железной основе вместе с тем большинство установленных закономерностей присущи и другим металлам. Влияние фреттинга иа усталостные свойства, одиако, следует рассматривать отдельно, поскольку величина повреждения от изнашивания, когда оно характеризуется потерями материала,— недостаточно хороший критерий оценки возможного усталостного разрушения. Для него более важным является развитие поверхностных трещин. Разрушение этого типа происходит в его наиболее сильной форме на раиних стадиях фреттинга. По этим причинам усталость, вызванная фрет-тингом (фреттинг-усталость) рассматривается далее особо. [c.296]

Однако вопрос о том, может ли фреттинг быть причиной усталости или по крайней мере сопутствовать ей, представляет только чисто академический интерес и требует исследований. До настоящего времени единственным систематическим исследованием этого вопроса была работа Варлоу-Девиса, который озаглавил свое исследование Краткие результаты предварительных опытов , он продвинул свои воззрения, сделав ясным, что необходимы дальнейшие исследования к сожалению, он не смог выполнить этого дальнейшего исследования, и ценные сведения, полученные из результатов его исследования, не были замечены теми, кто изучал эту работу. [c.683]

При электролитическом осаждении металл насыщается водородом и приобретает присущую металло-водородным соединениям плотно упакованную гексагональную рещетку. Вследствие этого в поверхностном слое возникают значительные растягивающие напряжения. Кроме того, циклическая прочность металла покрытий, как правило, меньще циклической прочности металла деталей. По всем этим причинам первичные трещины усталости возникают прежде всего в металле покрытия, откуда распространяются в глубь детали. [c.306]

Анализ отказов нефтяного и нефзтегазопрошолового обор(удо-вания позволил явить их основнь 0 причини к ним относятся заводские дефыкти, включая дефекты заводских оьарних швов дефекты монтажа механические повреждения оборудования и труб при их транспортировке повреждения подземных трубопроводов сельскохозяйственными машинами перенапряжения, вызванные отклонениями от требований проекта либо ошибками, допущенными при проектировании нарушение режима эксплуатации коррозия и коррозионная усталость оборудования. [c.25]

Так как контактные напряжения являются причиной усталостного разрушения, то основным критерием работоспособности и расчета закрытых передач является контактная усталость рабочих поверхностей зубьев. При этом расчет зубьев на изгиб производят как проверочный. Однако при твердости поверхностей зубьев Я>ННС50...60 решающее значение может иметь не контактная прочность, а прочность на изгиб, которую и принимают за основной критерий работоспособности и расчета как открытых, так и закрытых передач. [c.349]

Как известно, водород широко применяется во многих отраслях техники и промышленности. Вместе с тем, обусловленное водородом повреждение металлов считается в настояш ее время причиной многих аварий и катастроф, приносящих значительный ущерб. Среди разнообразных проявлений вредного влияния водорода на механические свойства (предел прочности, пластичность, характеристики усталости, ползучести и т. п.) особого внимания. заслуживает обусловленное водородом облегчение зарождения и роста трещин в металлах. Связано это с тем, что иезависпмо от того, насколько совершенны технология и качество изготовления, практически все конструкционные материалы и изделия из них содержат дефекты (шш врожденные, или возникшие 1 процессе эксплуатации). При этом водород, воздействующий на металлы, значительно увеличивает их чувствительность к трещина.м и увеличивает вероятность разрушения конструкций, обладающих при обычных условиях достаточной несущей способностью. Таким образом, эксплуатация металлов в атмосфере водорода приводит к необходимости оценки их трещиностойкости, а псследоваппе закономерностей роста трещин в таких условиях приобретает большое значение. [c.349]

Интенсивность микропластической деформации на этой стадии циклического деформирования в приповерхностных слоях металла выше, чем во внутренних объемах. Об этом свидетельствуют данные рентгеноструктурного анализа с использованием послойного удаления металла и сравнения плотности дислокаций в объеме и в приповерхностных слоях металла. Причина такого поведения связана с рядом факторюв особенностью закрепления приповерхностных источников дислокаций (имеющих одну точку закрепления), у которых критическое напряжение начала их работы значительно ниже, чем у источников в объеме наличием в поверхностном слое более грубой, чем в объеме, дислокационной сетки Франка (в этом случае для генерирования дислокаций требуется меньшее напряжение) наличием поверхностных коицен-граторов напряжений различием скоростей движения дислокаций у поверхности и внутри металлов и т.д. Есть данные, что стадия циклической микро-текучести может не наблюдаться при испытаниях на усталость с постоянной амплитудой пластической деформации за цикл. [c.24]

В настоящее время доказана ошибочность этого предположения, но термин усталость остался в употреблении. Современная техника микрофотографирования позволила вскрыть истинную причину разрушения. Разрушение при знакопеременных напряжениях происходит вследствие постепенного развития микротрещнны. Наличие двух зон в месте излома вызвано тем, что под влиянием переменных напряжений края трещины то расходятся, то сходятся, на.жимая друг на друга, благодаря чему происходит сглаживание поверхности трещины, ее шлифование . Когда же развившаяся трещина ослабит сечение настолько, что оно не в состоянии сопротивляться действующим нагрузкам, происходит внезапное хрупкое разрушение, характерное даже для весьма пластичных металлов. [c.328]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...