Проблема усталости материала конструкции

Проблема усталости материала конструкции [c.576]

Особая роль сварных соединений в вопросах прочности конструкций при переменном нагружении привлекла пристальное внимание многих исследователей к свойствам материала соединения, а также к проблеме влияния остаточных сварочных напряжений (ОСН) на развитие трещин усталости [23, 235, 361]. Первоначально делались попытки методами механики разрушения получить интегральные сведения о сопротивлении [c.196]

Наиболее полно теоретические и прикладные проблемы, касающиеся усталости материалов рассмотрены в работах В. С. Ивановой, С. В. Серенсена, И. В. Кудрявцева, В. Т. Трощенко, Л. М. Школьника и др. Выполненные разработки привели к значительным достижениям в области прогнозирования надежности и долговечности изделий, эксплуатируемых при циклическом нагружении. Однако многие вопросы остаются нерешенными. Во-первых, не выявлена до конца физическая природа усталости материалов, во-вторых, не известно точное распределение нагрузки в узлах конструкций, в-третьих, отсутствуют достаточно точные способы расчета действительных коэффициентов концентрации напряжений, в-четвертых, не ясно влияние масштабного и других факторов, снижающих циклическую прочность материала [45]. [c.29]

Конструирование автомобильных и тракторных двигателей и их деталей, в частности их механизмов газораспределения, неразрывно связано с проблемой долговечности. Недостаточные сведения о долговечности таких деталей, как клапаны и толкатели (так же как и о долговечности других деталей), отражаются на качестве проектирования и параметрах новых двигателей. "Клапаны и толкатели в значительной мере влияют на долговечность автомобильных и тракторных двигателей, так как являются одними из наиболее напряженных деталей. Клапаны, в особенности выпускные, подвергаются ударным нагрузкам и работают при высоких, многократно изменяющихся температурах, вызывающих так называемую термическую усталость. Это, а также коррозионное воздействие горячих газов приводят к повышенному износу опорной и торцевой поверхностей клапана и его стержня. Долговечность клапана зависит от его конструкции и материала, тепловой напряженности, оборотности двигателя, а также конструкции и материалов сопряженных с клапаном деталей и обычно повышается с увеличением стоимости двигателя. [c.317]

Хотя время полета снаряда невелико, а сам снаряд перестает существовать в конце полета, имеется ряд вопросов, связанных с проблемой усталости материала конструкции снаряда. Такие вопросы появляются в основном в процессе производства моделей снарядов, которые используются для наземных испытаний и для тренажа. При наземных испытаниях снаряд устанавливается в вертикальное положение, заполняется топливом, которое затем выгорает здесь же на стартовой площадке после этого снаряд отправляют обратно на склад- Такая операция может быть произведена несколько раз, прежде чем снаряд действительно стартует. При таких испытаниях топливные баки определенное и ограниченное число раз будут подвержены воздействию теплового удара нри заполнении и сливе топлива, воздействию возрастающего до рабочего уровня давления (без действия на топливо инерционных сил ускорения), а также воздействию колебаний, как акустических, так и передающихся по конструкции от двигателя. Так как рабочие напряжения в материале велики, то может оказаться необходимым учитывать при проектировании усталостные факторы даже при малом числе циклов нагрузки от 25 до 100). При полете снаряда его конструкция будет испытывать воздействие инерционных нагрузок и, возможно, звуковых колебаний, обусловленных аэродинамикой пограничного слоя, а также местного флаттера плоскостей при полете в атмосфере со сверхзвуковой и суперзвуковой скоростью. [c.576]

Проблема прочности в инженерных приложениях объединяет широкий круг научных и технических задач и сводится к учету факторов, лимитирующих несущую способность конструкции. Такими факторами могут быть значительное формоизменение детали в результате пластических деформаций, разрушение материала от превышения допускаемого значения нагрузки, постепенное разрушение детали вследствие износа или вредного действия среды, а также в результате ползучести или усталости материала, потери устойчивости и т. п. Определение несущей способности элементов конструкций с учетом всех этих факторов обычно отождествляют с понятием расчета прочности. Учитывая, что прочность реальной детали часто полностью определяется предельным состоянием материала, мы в дальнейшем ограничим рамки гюнятия расчет прочности и под этим термином будем понимать лишь установление тех напря- [c.5]

В самом начале курса отмечалось, что надежность гарантирована, если обеспечивается прочность, жесткость и устойчивость. К этому, учитывая такие процессы, происходящ,ие во времени, как усталость (если считать, что количество циклов нагружения так или иначе связано со временем), ползучесть, старение материала, необходимо добавить, что обеспечена должна быть и долговечность конструкции. В настоящей главе речь шла главным образом о прочности и отчасти о долговечности. Такая картина объясняется чрезвычайной сложностью проблемы. Оценка надежности в отношении жесткости и устойчивости, как правило, выполняется самостоятельно иногда при этом приходится вносить коррективы в первоначально принятые формы и размеры конструкции. Получение данных для суждения о жесткости конструкции, а именно, отыскание перемещений точек конструкций, происходящих вследствие тех или иных внешних воздействий (нагрузка, изменение температурного поля, усадка материала) обсуиадается в главе XV. Проблеме оценки устойчивости элементов конструкций посвящена глава XVUI. [c.603]

Понятие допустимых повреждений у конструкции, которое появилось первоначально в авиационной промышленности, относится к конструкции, спроектированной таким образом, чтобы минимизировать возможность выхода самолета из строя из-за распространения невыявленных дефектов, трещин или других подобных повреждений. При производстве конструкций, в которых допускаются какие-либо повреждения, приходит решать две основные проблемы. Эти проблемы состоят в обеспечё йии контролируемого безопасного роста дефектов, т. е. безопасной эксплуатации с трещинами, и в принудительном сдерживании повреждаемости, вследствие чего должны быть обеспечены либо остаточная долговечность, либо остаточная прочность. Указанные требования не являются, однако, независимыми, поскольку только путем совместной проверки их выполнения может быть осуществлен эффективный контроль разрушения. Кроме того, необходимо подчеркнуть, что расчет допускаемых повреждений не исключает необходимости тщательного анализа и расчета усталости, поскольку достижение высоких усталостных характеристик путем детального исследования напряженного состояния, соответствующего выбора геометрии, проведения подробного расчета, подбора материала, обработки поверхности и обеспечения качества работы является необходимой предпосылкой эффективности расчета допускаемых повреждений и контроля разрушения. [c.296]

Анализ термопластическ-их напряжений, приводящий к изменению остаточных напряжений, обусловленных термообработкой, затвердеванием, фазовыми превращениями и т, д., представляет собой первый шаг к решению различных задач расчета как в области технологии металлов, так и для конструкций, например при прогнозировании сроков жизни в условиях малоцикловой термической усталости. Такие факторы, как зависимость свойств материала от температуры, динамический характер охлаждения поверхности при закалке, наличие внутренних источников тепла в элементах ядерных реакторов и т. д., усложняют анализ напряжений и деформаций. Поэтому для глубокого изучения проблемы необходимо выделить отдельные эффекты и изучать их влияние раздельно. [c.154]

Интерес к проблеме усталостного разрушения металлических материалов, на наш взгляд, связан со следующими причинами. Во-первых, с важностью проблемы усталостного разрушения ответственных металлических конструкций. Например, ресурс планера и двигателей современных самолетов связан с усталостной долговечностью и т.д. Второй причиной является то, что хрупкому разрушению металлических конструкций на практике часто предшествует подрастание усталостной трещины, что существенно снижает несущую способность. В-третьих, использование подходов механики разрушения позволило в последнее время достигнуть значительных успехов в оценке и прогнозировании трещиностойкости и долговечности металлических материалов и конструкций. В том случае, когда в конструкции или в детали наличие трещин недопустимо, определение порогового коэффициента интенсивности напряжений позволяет оценить размер допустимого металлургического или технологического дефекта для случая циклического деформирования. В-четверть1х, методы испытаний на усталость и циклическую трещиностойкость, так же как и методы определения ударной вязкости, оказались чувствительными к структурному состоянию материала- Кроме того, при проведении усталостных испытаний методически легче проследить кинетику накопления повреждений. [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...