Детали — Выносливость напряжениях

Коэффициент запаса прочности при симметричном цикле характеризуется отношением действительного предела выносливости детали к максимальному напряжению цикла Од, т. е. [c.230]

Влияние качества поверхности. Дефекты поверхности детали являются концентраторами напряжений и влияют на ее сопротивление усталости. Влияние качества поверхности оценивают коэффициентом 3, равным отношению предела выносливости образца, поверхность которого обработана так же, как поверхность детали, к пределу выносливости образца, обработанного шлифованием. [c.155]

Масштабный эффект. Как известно, этим термином обозначают явления снижения предела выносливости с ростом абсолютных размеров детали. Нет надобности искать теоретические обоснования масштабного эффекта, тем более, что эти попытки (за исключением соображений статистического характера) не очень убедительны достаточно сослаться на данные экспериментов. Зачастую учащиеся с трудом понимают сущность вопроса, они забывают, что предел выносливости — напряжение, и им кажется необъяснимым, что образец большего диаметра менее прочен, чем маленький образец. Им кажется, что разрушающая нагрузка большого образца меньше, чем маленького. Напоминание о том, что такое преде.и выносливости, и, может быть, даже [c.180]

Сопротивление усталости материала оценивается по пределу выносливости (а )й , определяемому на гладких лабораторных образцах малого диаметра, а для суждения о прочности детали при переменных напряжениях необходимо знать ее предел выносливости (o-ikV- Поэтому вводят дополнительное понятие эффективного коэффициента концентрации напряжений детали k )a, определяемого по формуле [c.670]

Статистическая оценка действующих в детали номинальных переменных напряжений и напряжений, характеризующих ее несущую способность (с учетом влияния концентрации, неравномерности распределения напряжений и размеров сечений) позволяет определить запас прочности в зависимости от вероятности разрушения для совокупности одинаковых деталей парка однотипных изделий. Для стационарно нагруженных изделий условие разрушения отдельных из них определяется вероятностью превышения амплитуды переменных напряжений ffa над пределом выносливости (ст-1)д, имея в виду их статистическое распределение, независимое друг от друга. Разность этих величин, если они описываются нормальным распределением [c.168]

Влияние абсолютных размеров детали. Экспериментально установлено, что с увеличением абсолютных размеров поперечного сечения детали предел выносливости снижается. Это объясняется тем, что с увеличением объема материала возрастает вероятность наличия в нем неоднородностей старения (шлаковые и газовые включения, дефектные зерна и т, п.), это приводит к появлению очагов концентрации напряжений. [c.22]

Размеры детали. При увеличении размеров образца или детали предел выносливости снижается. Наиболее заметно снижение предела выносливости происходит при изменении диаметра образца от 5 до 25—50 мм. При этом эффективный коэффициент концентрации увеличивается и приближается к значению теоретического коэффициента концентрации напряжений. [c.203]

Влияние шероховатости поверхности. С увеличением шероховатости поверхности детали предел выносливости понижается. При переменных напряжениях первичные усталостные микротрещины возникают обычно в поверхностном слое. Этому способствуют дефекты механической обработки (следы резца. [c.14]

Начальные, исчезающие и остаточные напряжения обычно приводят к уменьшению прочности деталей. Однако умелое их использование, наоборот, дает возможность повысить прочность деталей следующими путями 1) предварительным напряжением в системе соединения тел (предварительно напряженный железобетон) 2) поверхностным наклепом (дробеструйной обработкой), при котором на поверхности детали создаются значительные напряжения сжатия, что приводит к повышению выносливости деталей 3) химико-термической обработкой (цементация, азотирование и др.), которая изменяет в верхних слоях поверхности химический состав и свойства материала 4) закалкой, при нагреве токами высокой частоты, с помощью которой в верхних слоях деталей создаются большие напряжения сжатия (для стали 700—900 Н/мм ). Все эти виды термического упрочнения дают возможность не только повысить усталостную прочность деталей, но и их износостойкость в два-три раза. [c.245]

Полученные результаты можно объяснить следующим образом. При нагружении поверхностно-наклепанной стальной детали с концентратором напряжений выше предела выносливости по разрушению с ней с первых же циклов нагружений возникает усталостная трещина, которая непрерывно растет, приводя в. конечном счете к разрушению образца. Развитие такой трещины происходит в три этапа первый — интенсивный, второй — стабильный и, наконец, третий — ускоренный, приводящий к до-лому. Причем чем выше уровень нагружения, тем больше сближаются первый и третий этапы, а скорость роста трещины на втором этапе увеличивается. [c.163]

Существенное влияние на предел выносливости детали оказывают концентрация напряжений, размеры детали и состояние ее поверхности. [c.384]

Основные причины вибрационного разрушения рабочих колес — это их автоколебания и резонансные колебания. В результате вибрационной доводки возможность возникновения автоколебаний должна быть практически исключена на любых режимах работы турбомашины, а максимальные резонансные напряжения не должны превышать допустимой величины. Степень опасности колебаний оценивают запасами прочности по переменным напряжениям = (а-Одет/аа, где (a-i) дет — предел выносливости элемента конструкции Оа — максимальная амплитуда действующих переменных напряжений. [c.204]

Концентрации напряжений возникают у галтели при переходе от одного сечения вала к другому, галтелей основания зуба шестерни, у дна канавки резьбы, шпоночного паза, около отверстий в деталях, у дна выточек и др. Фактическое снижение предела выносливости детали вследствие концентрации напряжений характеризуется коэффициентом [c.317]

Рассмотрим влияние остаточных напряжений на прочность и выносливость стали. Как известно, остаточными напряжениями 1-го рода называются напряжения, уравновешивающиеся в пределах тела без участия приложенных извне нагрузок. Например, если на поверхности детали, в результате ее обкатки роликами, возникли остаточные напряжения сжатия, то внутри детали должны появиться напряжения растяжения, которые их уравновешивают. [c.134]

При применении указанных методов свойства металла поверхностного слоя изменяются (происходит упрочнение металла поверхностного слоя) кроме того, в детали создаются остаточные напряжения, которые в поверхностном слое — обычно сжимающие. Обе указанные причины резко повышают ресурс (иногда в десятки раз) и пределы выносливости (в ряде случаев до 2—3 раз и более). [c.478]

Детали, работающие при напряжениях ниже предела выносливости, имеют практически неограниченный срок службы, соответствующий полному сроку службы объекта. Поэтому применение таких деталей весьма желательно для повышения надежности объекта. [c.167]

При расчете запасов по сопротивлению усталости. вместо пределов текучести и подставляют пределы выносливости, определенные с учетом характера нагружения, концентрации напряжений и размеров детали, а вместо напряжений ац и тц — напряжения Oj и тх при симметричном цикле их изменения и ах и 0,5ti (1 + при отнулевом цикле касательных и симметричном цикле нормальных напряжений. [c.233]

Снижение прочности детали, большей по размерам, чем образец (предел выносливости которого известен), может быть учтено введением масштабного коэффициента 7. Коэффициент у равен отношению предела выносливости образца диаметром 10 мм, геометрически подобного рассчитываемой детали, к пределу выносливости детали заданных размеров. Для полированной детали без концентратора напряжений [c.414]

Расчеты деталей, испытывающих переменные напряжения, начинаются обычно со статического расчета. Целью такого расчета является предварительное определение размеров детали из условий статической прочности. После определения этих размеров и выбора конструктивных форм проводится проверочный расчет детали на выносливость. При этом различают переменные напряжения, изменяющиеся по установившемуся режиму, и переменные напряжения, изменение которых носит случайный характер. [c.422]

Огд — предел выносливости детали при цикле напряжений с коэффициентом асимметрии г Отах (Тшах) — наибольшее напряжение цикла ОтШ ( т1п) наименьшее напряжение цикла [c.254]

Значения эффективного коэффициента концентрации напряжений Рд зависят от размеров детали. При увеличении размеров детали р увеличивается, а предел выносливости соответственно уменьшается. Понижение усталостной прочности при этом тем значительнее, чем более чувствителен материал детали к концентрации напряжений (фиг. 137). Количественно усиление влияния концентрации напряжений с ростом абсолютных размеров детали характеризуется коэффициентом масштабного фактора (п. 32). [c.176]

Разрушение детали при переменных напряжениях, превышающих предел выносливости, или усталостное разрушение объясняются, прежде всего, неоднородностью строения металла. Вследствие этого уже в ранний период деформирования возникают пластические, деформации с образованием поверхностей скольжения. При последующих нагрузках образуется зародыш трещины. Трещины усталости появляются после 70—80% циклов нагрузки. После образования трещины разрушение детали происходит довольно быстро. [c.64]

Предел выносливости определяют на машинах различных конструкций, позволяющих получить повторно-переменные напряжения при изгибе, растяжении, сжатии, кручении или ударе. В большинстве машин испытания проводят в условиях симметричного цикла. Выбор той или иной машины и условий испытания определяется требованиями, которым должен удовлетворять испытуемый металл в готовой детали. Пределы выносливости пластичных материалов, найденные в условиях изгиба и растяжения, мало отличаются по своим значениям. В то же время предел выносливости при кручении составляет 0,5 ч-0,6 от предела выносливости при изгибе . Предел выносливости определяют главным образом при изгибе вращающихся образцов и реже при кручении или ударе. [c.133]

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]

Сэ — эффективный коэффициент концентрации напряжений, представляющий собой отношение предела выносливости в образцах без концентратора к пределу выносливости детали, испытывающей концентрацию напряжений [c.93]

Влияние концентрации напряжений. Наиболее важным фактором, снижающим предел выносливости, является концентрация напряжений, вызванная резким изменением сечения детали. Ко1щентра-торами напряжений на практике являются шпоночные канавки, отверстия в детали, нарезки на поверхности, малые радиусы закруглений в местах резкого изменения размеров сечения и т. п. Концентрация напряжений, как правило, содействует зарождению усталостной трещины, которая, развиваясь, приводит в конце концов к разрушению детали. [c.601]

Сопротивление усталости материала оценивается по пределу выносливости ( r i)rfo> определяемому на гладких лабораторных образцах малого диаметра, а для суждения о прочности детали при переменных напряжениях необходимо знать ее предел выносливости [c.606]

Предел выносливости материала образца или детали при одноосном напряженном состоянии — наибольщее максимальное, если сг > о, или наибольшее по абсолютной величине минимальное, если < 0, напряжение цикла, при котором образец или деталь, испытывающие это напряженное [c.333]

К возникновению остаточных деформаций, ис1-ижаюш,их форму и размеры детали,. Поэтому максимальные напряжения циклов должны быть меньше ие только Т]редела выносливости, но и нредела текучести [c.588]

Если же нагрев достигает 300—350° С, то появляются термические напряжения, остаточные напряжения уменьшаются. Упрочнение цементированных и азотированных сталей возможно только в узких пределах давлений, например, для азотированной стали I8X2H4BA он равен 560—700 кгс/мм . Меньшие нагрузки практически не влияют на выносливость, большие приводят к появлению треш ин в азотированном слое, Треш ины могут появляться и при завышенном числе проходов, а также при чрезмерно малой иодаче. Оптимальным является 1—2 прохода при подаче 0,1—0,15 мм/об детали. Предел выносливости повышается на 15—20%. Нагрев образцов после упрочнения до 150° С приводит к существенному перераспределению остаточных напряжений в поверхностном слое. При нагреве до 200° С эпюра напряжений почти такая же, как в азотированной стали без упрочнения [108]. [c.100]

Подробный обзор литературы, относящейся к усталостной прочности, потребовал бы нескольких глав. Опубликованные данные касаются испытаний образцов, имевших различные форму, размеры и изготовленных из различных материалов Прямое сравнение чувствительности к концентраторам образцов из разных материалов затруднено из-за отсутствия общепризнанных критериев чувствительности к концентрации напрят жений, стандартов для образцов и таких условий испытаний,, которые можно было бы признать универсальными. В результате этого ряд опубликованных работ не монсет быть использован в практических расчетах. Конструктору приходится тратить значительное время для отыскания среди обильной литературы именно тех данных, которые ему необходимы он предпочитает обычно вести расчет на выносливость по общедоступной справочной литературе. Ниже предлагается метод, позволяющий вести сравнение данных испытаний в общем случае, когда и средняя нагрузка и переменная ее часть приложены к детали с концентратором напряжений произвольной формы и величины. Этот метод относится ко всевозможным значениям среднего растягивающего напряжения, амплитуды цикла и числа циклов до разрушения. Необходимым условием применения метода является наличие значений теоретического коэффициента концентрации напряжений для концентратора и усталостных характеристик для гладкого образца. [c.110]

При совместном изгибе и кручении с переменным моментом поведение детали, имеющей очаг концентрации напряжений, может быть оценено или из уравнения дуга эллипса арки (15.12), или из модифицированного уравнения Финдли (15.13). В обоих уравнениях Ос и, Тс становятся пределом выносливости для детали с концентратором напряжений при чистом изгибе или чистом кручении соответственно и определяются из эксперимента или вычисляются описанным выше путем. [c.405]

Если в поверхностном слое детали имеется остаточное напряжение аост и возникает рабочее напряжение от внешних нагрузок, изменяющееся по симметричному циклу с амплитудой Оа, то результирующее напряжение будет изменяться по асимметричному циклу со средним напряжением и амплитудой Оа. Если напряжение аост сжимающее, то, как следует из рис. 2.7— 2.10, предельная амплитуда существенно возрастает, что и является одной из причин повышения предела выносливости детали вследствие упрочнения. Однако при наличии остаточных растягивающих напряжений в поверхностном слое (это возможно при неправильной технологии упрочнения) предельная амплитуда падает (см. рис. 2.7—2.10), так как рабочая точка на диаграмме предельных амплитуд сдвигается вправо от точки, соответствующей симметричному циклу (а = 0). Возникновение остаточных растягивающих напряжений в поверхностном слое, снижающее предел выносливости детали, получается при обрыве поверхностного закаленного слоя, при обезуглероживании поверхности при химико-термической обработке, при наличии в слое остаточного аустенита, при наличии шлифовочных прижогов и в некоторых других случа5йГ. Дробеструйная обработка, проведенная после химико-термической обработки, увеличивает сжимающие остаточные напряжения в поверхностном слое до 70—150 кгс/мм 135]. В этом состоит большое преимущество использования комбинированных методов упрочнения. [c.127]

Здесь о 1д = 18,6 кгс/мм" — медианное значение предела выносливости детали в номинальных напряжениях (соответствующее вероятности разрушения Р = 50%). ад = 2—теоретический коэффициент концентрации напряжений. Вычисления сведены в табл. 5.3. В 1-й и 2-й графах приведены значения квантилей Up. и соответствующих им значений плотностей вероятностей f (up.), выпи- [c.184]

В местах резкого изменения поперечного сечения образца или детали возникают концентрации напряжений, понижающие предел выносливости в 2 раза и более, поэтому для получения сравнимых данных при испытаниях на усталостную прочность всегда следует применять одинаковые образцы с тщательно обработанной поверхностью. Следует отметить, что до сих пор не удалось установить точной зависимости между величинами предела выносливости, полученными резулвьтате испытания образцов при различных видах их напряженного состояния. [c.312]

С увеличением размера образца величина предела выносливости уменьшается. Резко снижают предел выносливости концентраторы напряжений. Чем тщательнее обработана поверхность образца (детали), тем выше предел выпосл ивости. Коррозия сильно понижает предел выносливости. Для повышения предела выносливости стремятся упрочнить поверхность и создать в поверхностных слоях детали сжимающие остаточные напряжения, которые уменьшают опасность влияния рас-тя1 ивающих напряженийвозникающих при приложении внешних сил. Для стали это достигается путем механического наклепа, например упрочнением поверхности дробью, обкаткой роликами, закалкой при нагреве т.в.ч., а также химико-термической обработкой (азотирование, цианирование, цементация). [c.72]

Процесс разрушения в данном случае заключается в зарождении усталостной трещины, как правило, на поверхности и постепенным развитием ее в глубь детали. Контактная выносливость характеризуется пределом усталостного выкрашивания, представляющего собой величину контактного давления при заданном числе циклов, не приводящим к образованию питтингов. Так как возникновение питтингов связано с дейст-вием циклических контактных напряжений, для повышения долговечности деталей нужно стремиться снижать удельные нагрузки в местах контакта и повышать прочность металла. [c.73]

Лредел выносливости определяют на машинах различных конструкций, позволяющих получить повторно-переменные напряжения при изгибе, растяжении, сжатии, кручении или ударе (главным образом в условиях симметричного цикла). Выбор условий испытания зависит от требований, которым должен удовлетворять испытуемый металл в готовой детали. Предел выносливости чаще определяют при изгибе вращающихся образцов и реже при кручении или ударе. Значения предела выносливости пластичных материалов, найденные в условиях изгиба и растяжения, достаточно близки. [c.151]

Коррозионная усталость. Предел выносливости металлических материалов очень сильно зависит от коррозионной среды. Установлено, что при воздействии на металл различных коррозионных факторов предел выносливости понижается. В реальных условиях эксплоатации машин многие детали подвергаются одновременному воздействию переменных напряжений и коррозионной среды, что сильно понижает кх усталостную прочность. При воздействии на детали ыашпн знакопеременных напряжений в условиях дополнительного воздействия коррозионной среды вызывается более значительное их усталостное разрушение. Продукты коррозии, образуюш,иеся на поверхности металла [c.47]

Однако предел выносливости очень резко зависит, кроме того, ст формы, размеров и состояния поверхности стальной детали (образца) резкие переходы по сечению, надрезы и даже царапины на поверхности, наличие обезуглероженного слоя я участков коррозии, недостаточная чистота поверхности после резания (риски, следы резца) снижают предел выносливости стали иногда даже в 2—3 раза. В таком же направлении влияет загрязненность стали неметаллическими включениями или наличие в ней газовых пузырей в этих участках, ослабляюших рабочее сечение детали, происходит концентрация напряжений и начинается усталостный излом. Наоборот, повышение качества поверхности (шлифование, полирование) и прочности поверхностного слоя (цементация, азотирование) значительно увеличивает предел выносливости. [c.118]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...