Детали — Выносливость Определение экспериментально

Под действием переменных напряжений в деталях механизмов и металлоконструкций ПТМ происходит постепенное накопление повреждений. Этот процесс называется усталостью, а способность деталей сопротивляться усталости — циклической прочностью или выносливостью. В начальной стадии накопления циклических повреждений происходят пластические деформации отдельных кристаллов, из которых состоит металл. Эти пластические деформации вызывают перераспределение напряжений, и на поверхности ряда кристаллов возникают линии сдвига. Пластическое деформирование сопровождается упрочнением отдельных зон кристаллов и одновременно разрыхлением структуры в области внутрикристаллических дефектов. Под действием переменных напряжений, превышающих определенный уровень, начинают образовываться из линий сдвига микротрещины. Развиваясь, микротрещины переходят в макротрещины. Последние приводят к уменьшению прочностного сечения детали, и после того как размер трещины достигает предельного значения, наступает хрупкое разрушение детали. Таким образом, процесс усталостного разрушения можно разделить на две стадии [27]. Первая стадия — до начала образования макротрещины, вторая — от момента ее образования до разрушения детали. В настоящее время еще нет достаточно апробированных общих оценок закономерностей распространения трещин в деталях ПТМ сложной конфигурации. В связи с этим расчеты циклической прочности как до образования макротрещин, так и до полного разрушения носят идентичный характер [20]. Известно, что пределы выносливости, определенные по условию образования трещины и по условию оконча тельного разрушения, совпадают при коэффициентах концентрации аа < 2 -Ь 3. При высоких коэффициентах концентрации количество циклов, при которых происходит развитие макротрещины с момента ее образования до разрушения сечения, составляет 70—80 % от общего ресурса детали. Развитие усталостной трещины происходит в результате циклических деформаций в области вершины трещины. Установлено, что в общем случае распространение макротрещины от появления до полного разрушения детали можно разделить на три этапа [27], Первый этап характеризуется малой скоростью распространения трещины вдоль полос скольжения. На втором (основном) этапе трещина растет с примерно постоянной скоростью. На третьем этапе, когда трещина имеет уже большие размеры, скорость роста увеличивается и происходит мгновенное хрупкое разрушение (долом) детали. В то же время экспериментальные и теоретические исследования так же, как и эксплуатационные наблюдения, свидетельствуют о том, что не всегда появление трещины усталости приводит к разрушению детали (образца) [27]. В ряде случаев возникают нераспространяющиеся трещины или трещины с весьма малой скоростью роста. Очевидно, что разработка и использование возможностей уменьшения [c.121]

Кроме местных напряжений, на величину предела выносливости влияют также размеры детали и качество обработки ее поверхности. При увеличении размеров детали предел выносливости понижается. Это явление учитывается так называемым масштабным фактором, который может быть определен с помощью соответствующих экспериментальных исследований. [c.301]

Экспериментальными исследованиями установлено, что при одинаковом уровне остаточных напряжений сжатия на поверхности чем больше глубина их залегания и меньше градиент изменения напряжений по глубине, тем выше выносливость материала детали. При наличии определенного уровня остаточных напряжений сжатия на поверхности фактор изменения глубины залегания напряжений сжатия оказывает на изменение выносливости более сильное влияние, чем увеличение напряжений на поверхности. Таким образом, усталостная прочность материалов при невысоких температурах определяется не только уровнем остаточных напряжений сжатия на поверхности, но также глубиной их залегания и градиентом их изменения по глубине. [c.94]

Величина запасов прочности при расчете на выносливость зависит от точности определений усилий и напряжений, от однородности материалов, качества технологии изготовления детали и других факторов. При повышенной точности расчета (с широким использованием экспериментальных данных по определению усилий, напряжений и характеристик прочности), при достаточной однородности материала и высоком качестве технологических процессов принимается запас прочности я = 1,3- 1,4. Для обычной точности расчета (без надлежащей экспериментальной проверки усилий и напряжений) при умеренной однородности материала п=1,4-ь1,7. При пониженной точности расчета (отсутствии экспериментальной проверки усилий и напряжений) и пониженной однородности материала, особенно для литья и деталей значительных размеров, п = = 1,7 3,0. [c.678]

Вопрос о распространении возникшей в вершине надреза усталостной трещины при увеличении числа циклов рассматриваем как вопрос о возникновении новой усталостной трещины в вершине уже имеющейся. Задача, таким образом, сводится к определению предела выносливости по трещинообразованию для детали с надрезом и трещиной определенной глубины. Такой подход позволяет применить для данного случая известное решение, построенное на основе соотношения предела выносливости гладкого образца и амплитуды усредненного напряжения на некотором расстоянии от вершины надреза. В ряде работ было показано, что с использованием такого подхода можно хорошо объяснить экспериментальные данные. [c.60]

Определение коэффициента вариации предела выносливости деталей с поверхностным упрочнением значительно усложняется тем, что на сопротивлении усталости сказываются величина и распределение остаточных и рабочих напряжений по площади сечения детали. Наиболее надежным для деталей этого типа следует считать прямое экспериментальное определение неограниченного предела выносливости. [c.127]

Экспериментальное определение. Наиболее точным способом определения пре-цела выносливости детали является экспериментальное исследование в условиях, наиболее полно имитирующих реальные условия работы. Испытания проводят с помощью универсальных или специальных машин для испытания на усталость, [c.604]

Предел выносливости — Понятие 26 --детали 34 — Расчетно-экспериментальное определение 605, 606 — Экспериментальное определение 604, 605 [c.692]

Однако получаемая экспериментальная кривая непрерывно снижается для дуралюмина по- ле естественного старения ряда других цветных металлов крупных стальных образцов (см. пунктирную линию на эис. 90) и образцов, испыты-заемых в условиях одновременного воздействия усталости и коррозии. Для этих условий предел выносливости определяют лишь для определенного числа циклов например, 10 ) такой предел выносливости является условным и его величина зависит от продолжительности работы детали. [c.153]

В общем случае при гф—1(р оо) для определения коэффициента запаса прочности должен быть известен предел выносливости детали (а д) при цикле напряжений, подобном рабочему циклу в опасной точке, проверяемой на прочность детали. Величина а,.д определяется из диаграммы предельных напряжений (рис. 12-8), которая получается из диаграммы пределов выносливости, если провести на ней-линию ВК (линию пределов текучести). Точки диаграммы, лежащие в области ОАСК, соответствуют безопасным циклам, для которых Оп,ах меньше как предела выносливости а д, так и предела текучести. Одним ИЗ возможных способов схематизации диаграммы предельных напряжений является замена кривой АС отрезком прямой АМ, отсекающей на оси абсцисс некоторый отрезок з, величина которого определяется путем обработки имеющихся экспериментальных данных о пределах выносливости при различных циклах . Для всех марок стали независимо от значений факторов, снижающих предел выносливости (ра == К рма Рпо или Рмтрпт) КЗК ДЛЯ ЦИКЛОВ НОрМЗЛЬ- [c.305]

Существуют рекомендации для назначения минимально допустимых запасов прочности. Их величина зависит от опыта эксплуатации, назначения турбомашины, условий работы конкретных э. ементов конструкции и степени полноты экспериментальной информации о (а-1)дет и Оа. Обычно минимальныб запасы прочности п = , 5. .. 4. Вопросы определения пределов выносливости элементов конструкции рабочих колес освещены, например, в работе [c.204]

Испытания дисков. Исследования показывают, что расчетное определение предела выносливости такой сложной детали, как диск ГТД, может привести к завышению результатов на 30% и более. Поэтому в наиболее ответственных случаях предел выносливости диска определяют экспериментально. Испытания на усталость дисков с имйтацией плоского напряженного состояния с заданной степенью асимметрии проводят обычно на гидравлических пульсаторах [16]. [c.122]

Между тем при проектировании кранов в узлы, механизмы, металлоконструкции закладывается строго определенный срок службы, который должен быть обеспечен во время эксплуатации. Данные для подсчета срока службы и расчета деталей и узлов кранов на долговечность получены из опыта эксплуатации, на базе многочисленных теоретических и экспериментальных исследований. Эти исследования показывают, что узлы и детали обладают определенной долговечностью, которую можно использовать по-разному либо с большим нагружением, но сравнительно непродолжительной работой, либо с небольшим нагружением, но длительной работой. Это как следствие вытекает из хорошо известной в инженерной практике Велеровской зависимости кривой выносливости [c.317]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...