Конструкционные материалы — Пределы выносливости

Материалом для них обычно служат конструкционные стали с высокими пределами выносливости (a-i>350 МПа) и твердостью после улучшения НВ>300 (см. табл. 8.1). [c.202]

Усталостное разрушение (трещина) в местах концентрации напряжений возникает на самых ранних стадиях циклического деформирования. Развитие усталостных трещин, таким образом, является фактором, в большинстве практических случаев определяющим сопротивление материалов усталости. Способность тормозить развитие усталостной трещины является одним из наиболее важных свойств конструкционных материалов, а использование различных возможностей уменьшения скорости роста трещины — существенным резервом увеличения предела выносливости и долговечности деталей современных машин. Наибольшую практическую ценность имеют условия полного прекращения роста трещины и возможность длительной безаварийной работы детали при наличии в ней остановившейся усталостной трещины. [c.3]

Рис. 2. Зависимость относительных значений предела выносливости при однородном растяжении — сжатии от частоты циклического нагружения для следующих конструкционных материалов

Рассматриваются цепи и целесообразные направления исследований усталости конструкционных материалов на высоких частотах нагружения. Дается общая характеристика методов возбуждения циклических нагрузок высокой частоты. Приводятся и анализируются экспериментальные данные о зависимости предела выносливости металлических конструкционных материалов от частоты однородного растяжения — сжатия в диапазоне примерно 10—20 000 Гц. [c.435]

Величины пределов выносливости для конструкционных материалов даны в табл. 2—7. [c.431]

Величины пределов выносливости (средние значения) для конструкционных материалов даны в табл. 2—8. [c.475]

Конструкции — Элементы — Деформации — Определение — Аппаратура 545 —Элементы движущиеся — Расчет 223—256 Конструкции из стержней тонкостенных с замкнутым профилем 132 --машиностроительные — см. Машиностроительные конструкции Конструкционные материалы — Пределы выносливости 472—475 Контакт деталей — Давления наибольшие — Формулы 460, 462—466 [c.630]

Показатели выносливости характеризуются большим разбросом отдельных значений, причем высокопрочные материалы по сравнению с металлами средней и низкой прочности, как правило, имеют более высокий разброс. Разброс зависит и от асимметрии цикла при симметричном цикле он обычно меньше. Отношение предела выносливости при растяжении (сжатии) и предела выносливости при кручении к пределу выносливости при изгибе в симметричном цикле нагружения для конструкционных сталей равно соответственно 0,8—0,9 и 0,5—0,6. По этим соотношениям можно произвести ориентировочную оценку усталостных характеристик для различных видов нагружения. Как правило, с повышением оь увеличивается и предел выносливости, однако рост оь не сопровож- [c.18]

Из изложенного следует, что если действующее в циклически деформируемой зоне у вершины трещины напряжение достигает циклического предела пропорциональности, происходит накопление повреждения в этой зоне и нарушение ее сплошности (разрушение) после определенного числа циклов нагружения. Известно [142, 1441, что циклический предел пропорциональности численно равен пределу выносливости конструкционных сплавов, а при значениях действующих циклических напряжений ниже предела выносливости накопления повреждения в материалах не происходит. Поэтому логично принять действующее напряжение у вершины трещины при циклическом нагружении, равное циклическому пределу пропорциональности, ответственным за накопление повреждения и разрушение материала в циклически деформируемой области у вершины трещины. [c.212]

Пружинные стали общего назначения используются в качестве конструкционных материалов, и поэтому они должны в первую очередь обладать очень высокими пределам прочности, упругости, выносливости и релаксационной стойкостью. [c.347]

Аналогичная обработка результатов усталостных испытаний образцов различных конструкционных материалов, проведенных в статистическом аспекте в работах [11, 27—29, 48, 49], позволила установить значения постоянных Vg и S, входящих в уравнение (6.24) (см. гл. 11). По уравнению (6.24) и по данным таблицы vфункции распределения пределов выносливости натурной детаЛи,. если известны величины а0 и G. [c.271]

В табл. 2.3 представлены значения q при а, =2, характеризующие сопротивление усталости образцов с концентрацией напряжений из различных, конструкционных материалов. На рис. 2.7 представлена зависимость q при =2 от отношения предела текучести (То,2 к пределу прочности Св, по которой можно приблизительно определить предел выносливости при наличии концентратора [c.42]

Частота и длительность нагружения. Сопротивление усталости конструкционных материалов зависит от скорости изменения нагрузки. В работах i[31, 72] определены две области частот, влияние которых на сопротивление усталости противоположное. Пределы выносливости конструкционных сталей при повышении частоты до 1000 Гц увеличиваются на 5... 20%. Значение a i для никелевых жаропрочных сплавов вследствие способности материалов к де формационному старению при высоких температурах с повышением/от 15 до 1000 Гц может увеличиваться до 30%. При f= [c.58]

Сравнение этих данных с данными для других конструкционных материалов показывает, что цирконий обладает более высоким отношением предела выносливости к пределу прочности и меньшей чувствительностью к надрезу, чем алюминий, железо и их сплавы. [c.441]

Материалы, обладающие неограниченным пределом выносливости, в правой части кривой усталости имеют горизонтальный участок, и значение 0г определяется, как соответствующее N=00. Для малоуглеродистых и конструкционных сталей средней прочности зависимость (2) хорошо сходится с экспериментальными результатами. [c.65]

Сплавы с низким пределом текучести и высоким упрочнением, например аустенитные стали, могут столь сильно упрочняться в надрезе от наклепа при резании, что предел выносливости надрезанного образца может оказаться большим, чем у гладкого образца после шлифования поверхности надреза сталь оказывается чувствительной к надрезу. Если нет возможности проведения испытаний и гладких, и надрезанных образцов, то в большинстве случаев при оценке конструкционной прочности материала следует предпочесть испытания надрезанных образцов. Во многих случаях важна прежде всего именно абсолютная величина предела выносливости надрезанного образца относительная чувствительность к надрезу, т. е. отношение пределов выносливости гладкого и надрезанного образцов, имеет меньшее значение. Например, чугун нечувствителен к надрезу, тем не менее его нельзя считать лучшим материалом для работы при переменных нагрузках ввиду низкой абсолютной величины его предела выносливости. [c.331]

Изучение поведения материалов при нерегулярных режимах переменного нагружения, установление влияния перегрузок, перерывов нагружения и т. п. являются одними из важнейших задач практических испытаний конструкционных материалов. Влияние масштабного фактора приближенно оценивают с помощью установленного уменьшения пределов выносливости при увеличении размеров образца чувствительность к надрезу и состоянию поверхности, как правило, возрастает с увеличением размеров образца. Наконец, важное значение при оценке материала имеет число перемен нагрузки (число циклов), которые должен выдерживать материал в течение всего периода эксплуатации. [c.332]

Следует отметить, что применяемые для строительных машин материалы лимитируют дальнейшее снижение их массы, увеличение скоростей рабочих движений, а также повышение надежности и долговечности. Необходимо в первую очередь создание и освоение достаточно дешевых легированных сталей с высоким пределом выносливости профильного проката, обладающего хорошей свариваемостью, ударной вязкостью не менее 10—12% и морозостойкостью при пределе текучести не менее 95— 100 кгс/мм конструкционной стали для крупных поковок, обладающей теми же качествами (кроме свариваемости) литья, имеющего в крупных отливках предел текучести не менее 75— 80 кгс/мм2 при ударной вязкости не менее 8%, хорошую морозостойкость, а также специальной стали, обладающей особо высокой износостойкостью при абразивном трении и твердостью не менее 400 единиц по Бринелю. [c.146]

Основные механические характеристики конструкционных материалов (временное сопротивление, пределы текучести и выносливости) представляют (см. гл. 1) собой случайные величины. имеющие нормальный закон распределения (см. табл, 1,14 и 1,15), В табл, 8,3 приведены допускаемые границы изменения ( допускаемый разбег ) предела прочности канатной проволоки (МПа) [37]. [c.203]

Больщинство корпусных деталей изготовляют из серого чугуна и стали применяют также ковкий чугун, легированные стали и сплавы цветных металлов. Основным конструкционным материалом для корпусных деталей является серый чугун. Он обладает хорошими литейными свойствами, что позволяет изготовлять отливки корпусов сложной конфигурации. При относительно невысокой стоимости и хорошей обрабатьшаемости серый чугун имеет неплохие физикомеханические свойства, которые зависят от структуры металлической основы, формы, размеров, количества и распределения графитовых включений. Поэтому механические свойства серого чугуна можно изменять в достаточно широких пределах путем изменения химического состава, скорости кристаллизации и охлаждения отливки модифицированием и термической обработкой. Кроме того, серый чугун обладает высокой циклической вязкостью, что способствует демпфированию колебаний. Наличие графитовых включений делает чугун практически нечувствительным к надрезам, и это позволяет конкурировать ему с более прочной сталью по сопротивлению усталости и пределу выносливости. Включения графита обеспечивают также высокую износостойкость чугуна в условиях трения скольжения со смазкой. Все это значительно расширяет область использования серого чугуна для корпусных деталей. [c.772]

Рис. 1.85. Сопоставление пределов выносливости и циклических пределов упругости для конструкционных материалов (цифры соответствуют номеру материала в табл. Ь31).

Рис. 1.85. Сопоставление <a href="/info/1473">пределов выносливости</a> и <a href="/info/190016">циклических пределов</a> упругости для конструкционных материалов (цифры соответствуют номеру материала в табл. Ь31).

Исследования влияния коицен-трации напряжений и размеров на сопротивленхге усталости конструкционных материалов, проведенные в разное время, показали, что степень снижения пределов выносливости связана с распределением напряжений в объеме материала вблизи точки с наибольшими напряжениями. На рис.. 3 представлено распределение [c.77]

На рис. 2 для металлических конструкционных материалов представлены графики, характеризующие влияние частоты симметричного циклического однородного растяжения — сжатия на относительные значения предела выносливости. При этом значения ст 1, взятые на базе 100 млн. циклов на одной из частот циклического нагружения, отнесены к значению предела прочности Ов, определенному при обычной скорости рас-тяигения на стандартных образцах. В таблице даны значения обычных частот в диапазоне 7-о11 по кривым усталости проводилась экстраполяция последних до базы 10 циклов Высокочастотные усталостные испытания велись на базе 10 —10 циклов на образцах с диаметром рабочей части около 6—7 мм в условиях водяного (для черных металлов) или воздушного (для легких сплавов) охлаждения [2]. Критерием усталостного разрушения образца во время обычных низкочастотных испытаний было его окончательное разрушение, а для высокочастотных испытаний — появление достаточно развитой усталостной трещины (глубиной 2—3 мм), вызывающей заметное снижение резонансной частоты продольных колебаний образца. [c.333]

Степень снижения сопротивления усталости конструкционных материалов, поврежденных фреттингом, как и интенсивность самого процесса фреттпнга, зависит от основных параметров процесса и свойств материалов контактирующих пар. Поэтому предел выносливости материала при фреттинг-усталости может быть представлен функцией [c.381]

Наплавка и напыление металлов с ааданными свойствами применяются с целью повышения твердости (см. табл. 7.11), износоустойчивости, коррозионной стойкости обыч[)ых конструкционных материалов. При наплавке в поверхностном слое создаются, как правило, растягивающие осгаточные напряжения и предел выносливости деталей можег быть снижен. [c.184]

На основе поверочных расчетов определяется допустимость принятых конструктивных форм, технологии изготовления и режимов эксплуатации если нормативные требования поверочного расчета не удовлетворяются, то производится изменение принятых решений. Для реализации расчетов по указанным выше предельным состояниям в ведущих научно-исследовательских и конструкторских центрах был осуществлен комплекс работ по изучению сопротивления деформациям и разрушению реакторных конструкционных материалов. При этом для вновь разрабатываемых к применению в реакторах металлов и сплавов (низколегированные тепло-и радиационно-стойкие стали, высоколегированные аустенитные стали для тепловьщеляющих элементов и антикоррозионных наплавок, шпилечные высокопрочные стали) исследовались стандартные характеристики механических свойств, входящие в расчеты прочности по уравнениям (2.3), -пределы текучести Оо,2, прочности, длительной прочности о , и ползучести a f Наряду с этими характе мстиками по данным стандартных испытаний определялись характеристики пластичности (относительное удлинение 5 и сужение ударная вязкость а , предел выносливости i, твердость, модуль упругости Е , коэффициент Пуассона д, а также коэффициент линейного расширения а. [c.38]

Это процесс постепенного накопления повреждений материала под воздействием переменных напряжений и коррозионно-активных сред, приводящий к изменению свойств, образованию коррозионно-усталостных трещин, их развитию и разрушению изделия. Этому виду разрушения в определенных условиях могут быть подвержены все конструкционные материалы на основе железа, алюминия, титана, меди и других металлов. Опасность коррозионно-усталостного разрушения заключается в том, что оно протекает практически в любых коррозионных средах, включая такие относительно слабые среды, как влажный воздух и газы, спирты, влажные машинные масла, не говоря уже о водных растворах солей и кислот, в которых происходит резкое, иногда катастрофическое снижение предела выносливости металлов. Поэтому коррозионная усталость металлов и сплавов наблюдается во всех отраслях техники, но наиболее она распространена в химической, энергетической, нефтегазодобывающей, горнорудной промышленности, в транспортной технике. Коррозионно-усталостному разрушению подвергаются стальные канаты, элементы бурильной колонны, лопатки компрессоров и турбин, трубопроводы, гребные винты и валы, корпуса кораблей, обшивки самолетов, детали насосов, рессоры, пружины, крепежные элементы, металлические инженерные сооружения и пр. Потеря гребного винта современным крупнотоннажным судном в открытом океане приносиГ убытки, исчисляемые миллионами рублей. [c.11]

При испытани14 в коррозионной среде для всех конструкционных материалов большое значение им,еет знак среднего напряжения., Так, предел выносливости пружинной стали со средним сжимающим напряжением в воде на порядок выше, чем со средним растягивающим напряжением такой же величины [144]. [c.133]

В последние годы все более широкое распространение приобретают ускоренные методы испытаний при возрастающей нагрузке (методы Про, Эномото, Локати). В МАТИ предложен модифицированный метод [I] Про, позволяющий строить распределения ограниченных пределов выносливости легки.к конструкционных сплавов на алюминиевой и магниевой основах (т. е. материалы, не имеющие физического предела выносливости). [c.180]

Предел выносливости a j н af j для различных конструкционных материалов и паяных соединений определяют главным образом экспериментально [7, 21, 25]. Однако имеются многочисленные рекомендации по расчету f j с использованием известных механических свойств и теплофизических констант материалов, таких, как предел прочности (94), предел текучести, твердость, теплота и температура плавления и др. [25]. [c.341]

Пружинные сплавы общего назна Чения относятся к классу конструкционных материалов, и поэтому они Должны в первую очередь обладать Высокими пределами прочности, упругости, выносливости, ретаксационной стойкостью н сопротивлением разрушению. [c.205]

Размеры деталей. С увеличением размеров детали ее сопротивление усталости, как правило, уменьшается. Степень влияния размеров детали (эффект масштаба) на предел выносливости оценивается отношением предела, выносливости детали заданного диаметра к пределу выносливости лабораторных образцов диаметром 7... 10 мм. Проявление эффекта масштаба зависит от свойств материала, вида нагружеция (растяжение, изгиб, 1фуче-ние), состояния поверхности и концентрации напряжений. Согласно экспериментальным данным испытания гладких конструкционных элементов эффект масштаба существенно проявляется при изгибе и кручении и практически отсутствует при растяжении, т.е. в условиях однородного напряженного состояния. Материалы, имеющие существенную струкгурную неоднородность типа чугуна и литого алюминиевого сплава, весьма существенно реагируют на изменение размера детали. [c.291]

Частота иягруження. Увеличение частоты нагружения, как правило, приводит к монотонному повышению пределов выносливости исследуемых материалов и конструкционных элементов. Это объясняется тем, что при более высокой частоте нагружения не завершаются в полной мере микропластические деформации, приводящие к усталостному разрушению. Наблюдаемое затем снижение циклической [c.292]

Пружины, рессоры машин и упругие элементы приборов характеризуются многообразием форм, размеров, различными условиями работы. Особенность их работы состоит в том, что при больших статических, циклических или ударных нагрузках в них не допускается остаточнал деформация. В связи с этим пружинные сплавы кроме механических свойств, характерных для конструкционных материалов (прочности, пластичности, вязкости разрушения, выносливости), должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям. В условиях кратковременного статического нагружения сопротивление малым пластическим деформациям характеризуется пределом упругости, при длительном статическом или циклическом нагружении — релаксационной стойкостью. [c.349]

Д. И. Гольцев. Приближенная оценка предела выносливости конструкционных материалов. Сб. Вопросы динамики и дина1иической прочности , вып. 3. АН Латвийской ССР [c.76]

С точки зрения влияния на прочность наибольшую опасность представляет коррозионная усталость (табл.46 и фиг. 167). Адсорбционная усталость, происходящая под влиянием смазочных масел, оказывает значительно меньшее влияние на усталостную прочность материалов. Для конструкционной стали снижение выносливости под влиянием обычных (неактивированпых) смазочных масел составляет не более 10%, а в случае активированных масел 15—20% от предела усталости, определенного в воздушной среде (фиг. 168). [c.207]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...