Напряжения в металле сжатия на контактной поверхност

При втором -методе выражают среднее значение напряжения трения в виде доли максимального сдвигающего напряжения К, деформируемого металла в его состоянии на контактной поверхности или в виде доли напряжения линейного равномерного растяжения (или сжатия) 5д, т. е. принимают [c.186]

При сжатии подобных цилиндрических заготовок из одного и того же металла, но разных по размеру сопротивление деформации тем больше, чем меньше размер образца. С. И. Губкин объясняет этот эффект тем, что для меньшего по размерам образца создаются в большей степени условия для всестороннего объемного сжатия за счет относительно более сильного развития контактной поверхности и возникновения относительно больших напряжений сжатия от сил контактного трения. Однако эффект увеличения напряжения — незначительный, и, видимо, более существенное значение фактора FjV обусловлено большей относительной развитостью поверхности и за счет этого более существенным воздействием внешней среды на пластичность и сопротивление деформации меньших по объему образцов. При этом на изменение пластичности и сопротивление деформации оказывают влияние 1) окружающая среда 2) состояние поверхности слоев, сформировавшихся по структуре и свойствам в результате обработки резанием 3) контактное трение и поверхностное натяжение. [c.480]

Износ шестерен может быть абразивным, от молекулярного схватывания и осповидным. Особенно часто у шестерен появляется осповидный износ (питтинг), в результате которого на поверхности зуба получаются характерные изъязвления или оспины (фиг. 200). Объясняется это действием сильных переменных напряжений сжатия на поверхности зуба при работе шестерни. После нескольких миллионов циклов напряжений сжатия под поверхностью контакта у зубьев на небольшой глубине образуются трещины усталости. В результате от поверхности зуба отделяются небольшие чешуйки металла (язвы, оспины), что и дало основание назвать такой износ осповидным. Чем выше твердость поверхности и чем выше предел текучести сердцевины зуба, тем выше контактная выносливость. [c.334]

В процессе сжатия образца из пластичного металла при напряжении ниже предела текучести металл ведет себя так же, как и при растяжении. После достижения предела текучести образец пластически деформируется, принимая бочкообразную форму. Это объясняется тем, что между контактными поверхностями возникают большие силы трения, препятствующие торцам и примыкающей к ним части образца свободно деформироваться в результате этого в максимальной степени деформируется средняя по высоте часть образца, т. е. получается неравномерная деформация по высоте. При смазке торцов или наличии мягких прокладок на торцах деформация образца по высоте получается более равномерной. [c.99]

Во-первых, учитывая неравномерность напряженного состояния круглого цилиндра при сжатии, обусловленную наличием сил контактного трения на торцовых срезах, необходимо было определить напряженное состояние металла в непосредственной близости от свободной (от внешней нагрузки) образующей поверхности цилиндра. Как известно, поверхность эта в процессе деформации обжатия преобразуется в криволинейную выпуклую поверхность — поверхность бочки (см. фиг. 55). [c.275]

Дефекты точечной и роликовой сварки. Перегрев и прожог точки или шва выражается чаще всего глубокой вмятиной с местными подплавлениями поверхности сварной точки или шва, большой зоной цветов побежалости. При прожоге в точке может быть сквозное отверстие и выплеск расплавленного при сварке металла, шов бывает как бы прорезан с одной стороны на некоторой длине. Причинами перегрева и прожога сварной точки или шва являются чрезмерно большой ток вследствие резкого увеличения напряжения в сети и излишняя длительность протекания тока, малое давление и недостаточная контактная поверхность электрода, а при роликовой сварке — малая скорость перемещения изделия. Прожоги могут возникнуть в результате плохого прилегания и загрязнения деталей и электродов, а также близкого расположения сварных точек или шва к краю детали. Прожог получается при неправильной координации работы механизмов сжатия и включения сварочного тока, т. е. если ток включается до достижения полного давления между электродами или давление снимается до выключения тока. Прожог точки или шва часто сопровождается сплавлением поверхности электрода с металлом изделия. [c.273]

Усталостное изнашивание возникает при трении качения и наиболее отчетливо проявляется на рабочих повфхностях подшипников качения и на зубьях шестерен. При усталостном изнашивании трущихся деталей возникают микропластические деформации сжатия и упрочнения поверхностных слоев металла. В результате упрочнения возникают остаточные напряжения сжатия. Повторно-переменные нагрузки, превышающие предел текучести металла при трении качения, вызывают явления усталости, разрушающие поверхностные слои. Разрушение поверхностных слоев происходит вследствие возникших микро- и макроскопических трещин, которые по мере работы развиваются в одиночные и групповые углубления и впадины. Глубина трещин и впадин зависит от механических свойств металла деталей, величины удельных давлений при контакте и размера контактных поверхностей. [c.96]

Необходимо учитывать прилипание резины к металлическому седлу при их длительном контакте под нагрузкой. С понижением температуры прочность связи резины с металлом увеличивается, достигая максимума при температуре, близкой к температуре стеклования Гс резины. Увеличение прилипания свидетельствует о связи поверхностных свойств резины с объемными, так как с понижением температуры увеличивается модуль сжатия и повышается прочность резины. При понижении температуры ниже Тс происходит уменьшение прилипания с последующим полным разрушением контакта и разгерметизацией уплотнения. Это объясняется тем, что вследствие различия почти на порядок коэффициентов линейного расширения резины и металла в резине возникают усадочные напряжения. Однако если на поверхность контакта нанести смазочный материал, то> разрушение контакта при не происходит, так как адгезионное взаимодействие его с контактными поверхностями оказывается выше усадочных напряжений в резине [1]. [c.104]

Физическая природа сцепления. Под действием вертикальной нагрузки от, колеса на рельс происходит упругая деформация металла, в результате которой образуется небольшая контактная площадка, называемая контурной. Поверхности колес и рельсов имеют шероховатости и поэтому давление воспринимается отдельными микровыступами так, что площадь истинного контакта составляет всего лишь 10% контурной площадки. В результате концентрации напряжений сжатия микровыступов возникает еще и пластическая деформация металла, которая сопровождается явлением адгезии. [c.197]

В модели жесткого индентора, скользящего по поверхности упругопластичного полупространства, можно говорить о создании области сжимающих напряжений впереди индентора и зоны растягивающих — позади. Зарождение пластического течения связано с достижением критического значения максимальных сдвигающих напряжений. Еще в первых исследованиях напряженно-деформированного состояния подшипников качения было показано, что область максимальных сдвигающих напряжений в общем случае находится на некотором расстоянии от контактной поверхности. Аналогичный вывод справедлив для трения скольжения [89]. В известной задаче Герца при отсутствии трения на контактной поверхности глубина действия максимальных сдвигающих напряжений определяется соотнощением hxOJR. С увеличением коэффициента трения область максимальных сдвигающих напряжений приближается к контактной поверхности и выходит на нее при ц 0,2. Именно в этой области происходит наиболее интенсивная генерация дефектов и, в частности, развитие процессов отслаивания в пластичных металлах. В малопластичных высокопрочных материалах наиболее опасной оказывается область максимальных растягиваюнщх напряжений. Пределы прочности на растяжение и сжатие твердых сплавов, быстрорежущих сталей, керамических материалов, ряда тугоплавких соединений переходных металлов отличаются в несколько раз (табл. 1.1). Кроме того, напряжения растяжения облегчают проникновение в устье зарождающихся трещин атомов и молекул окружающей среды, препятствуя их последующему захлопьгванию и интенсифицируя разрушение материала. [c.12]

Однако, умножая предел текучести прокатываемого металла на гплощадь контакта валков с металлом, мы не получим истинной величины давления. В действительности оно будет чаще всего значительно выше. Это объясняется тем, что вследствие опережения, отставания и уширения на контактных поверхностях возникают силы трения, создающие в очаге деформации неравномерное всестороннее сжатие. Чем больше напряженное состояние приближается к схеме [c.218]

Можно предполагать, что касательные напряжения достигают максимального значения на некоторохм расстоянии от режущей кромки, а в непосредственной близости от нее становятся меньше. Снижение касательных напряжений у самой режущей кромки при наличии застойных явлений объясняется изменением напряженного состояния по ширине контакта. Очевидно, напряженное состояние ближе к всестороннему равномерному сжатию у режущей кромки, чем отступая от нее. Подобное явление присуще не только резанию, но и тем случаям обработки металлов давлением (сжатие, прокатка, волочение), когда на контактных поверхностях имеет место значительное трение [278], [290], [216]. [c.120]

Давление р должно быть таким, чтобы силы трения, возникающие на посадочной поверхности соединения, оказались больше внешних зада шых сдвигающих сил и моментов. Контактные давления в направлении длины втулки изменяются по некоторой кривой, приближенной характер KOTopoii изображен па рис. Il3. Здесь наблюдается концентрация давлений (напряжений) у краев отверстия, вызванная вытеснением сжатого металла от середины отверстия в обе стороны. Для уменьшения концентрации напряжений посадочную часть вала выполняют короче ступицы. [c.59]

Трещины, которые локализуются не на дне полостей в штампе, расположены параллельно или почти параллельно направлению удара. Продольные трешины параллельны продольной оси полости и не располагаются в углах. Их образование не связано с изгибающим моментом. Возникновение продольных трешин обусловлено тепловой перегрузкой штампа, действие которой усиливается напряжением предварительного сжатия деталей штампа. При увеличении напряжений трещины Таогут расширяться. Поперечные трешины появляются в полостях круглого и овального поперечного сечения, ось которого перпендикулярна к направлению удара. Поперечные трещины могут совпадать с направлением волокон металла, что приводит к усилению и.з-носа этого вида. Развал охватывает весь элемент полости, поскольку он вызван истиранием стенок этого элемента. Вымоины есть результат сильного течения металла по контактной поверхности штамповой полости. Они часто возникают в зоне заусе-нечного мостика. Восстановление рабочих поверхностей штампов горячей объемной штамповки осуществляется следующими основными методами. [c.185]

Осповидный износ возникает при трении качения и наиболее отчетливо проявляется на рабочих поверхностях подшипников качения и зубьях шестерен. При осповидном износе трушихся деталей возникают микропластические деформации сжатия и упрочнения поверхностных слоев металла. В результате упрочнения возникают остаточные напряжения сжатия. Повторно-переменные нагрузки, превышающие предел текучести металла при трении качения, вызывают явления усталости, разрушающие поверхностные слои. Разрушение поверхностных слоев происходит вследствие возникших микро- и макроскопических трещин, которые по мере работы развиваются в одиночные и групповые осповидные углубления и впадины. Глубина трещин и впадин зависит от механических свойств металла деталей, величины удельных давлений при контакте и размера контактных поверхностей. На фиг. 5 показан осповидный износ ведущей шестерни з аднего моста автомобиля ЗИС-150 и кольца роллкоподшипника поворотного кулака. Проф. М. М. Хрушов [59] считает, что составить подробную классификацию видов износа и указать соответственные им виды изнашивания практически не представляется возможным по той причине, что при разных видах изнашивания могут быть одинаковые виды износа. В табл. 1 приведена классификация видов изнашивания, предложенная М. М. Хрущовым для случая трения скольжения. [c.12]

Коррозия. Помимо эрозии контакты подвергаются коррозии, т. е. химическим процессам окисления, образования стекловидных, а иногда оргаиичсских изоляционных пленок между контактами. Оксидные пленки на благородных металлах имеют малую толщину и высокую проводимость они разлагаются при сравнительно невысокой температуре (например, окись серебра — при 200° С). Оксидные пленки на неблагородных металлах толще, чем на благородных и поэтому для их пробоя требуется значительное напряжение. Кроме того, они не разлагаются, даже при высокой температуре. По этим причинам стремятся исключить возможность образования таких пленок, либо обеспечить их удаление при работе контактов, применяя большие контактные давления. При ударе или сжатии контактов пленка иа их поверхности может быть разрушена. Минимальное требуемое давление составляет для контактов из благородных металлов и их сплавов 15—25 Г, для контактов из неблагородных металлов (например, вольфрама) величину порядка 1000 Г. Величина давления между контактами обусловлена также стремлением уменьшить переходное сопротивление контактов. Стекловидная пленка на поверхности контакта может появиться в результате плавления окислов металлов, образова шнхся при окислении контактов. Органические изоляционные иленки иногда появляются в результате выделения газообразных продуктов из нагретых пластмассовых деталей. Металл контакта может оказывать каталитическое действие, ускоряя полимеризацию органической, изоляционной иленки иа поверхности металла. [c.293]

Научная и практическая актуальность проблемы исследования физических закономерностей пластической деформации и разрушения поверхностных слоев твердого тела обусловлена тем обстоятельством, что свободная поверхность, являясь специфическим видом плоского дефекта в кристалле, оказьтает сзш1ественное влияние на его физико-механические свойства, в частности на упругую стадию деформирования, предел пропорциональности и предел текучести на общий характер кривой напряжение—деформация и различные стадии деформационного упрочнения (на коэффициенты деформационного упрочнения и длительность отдельных стадий) на процессы хрупкого и усталостного разрушения, ползучести, рекристаллизации и др. Знание особенностей и основных закономерностей микродеформации и разрушения поверхностных слоев материалов необходимо не только применительно к обычным методам деформировани (растяжение., сжатие, кручение, изгиб), но и в условиях реализации различного рода контактных воздействий, с которыми связаны многочисленные технологические процессы обработки материалов давлением (ковка, штамповка, прокатка и др.), а также процессы трения, износа, схватывания, соединения материалов в твердой фазе, поверхностных методов обработки и упрочнения, шлифования, полирования, обработки металлов резанием и др. [c.7]

Свободная открытая) осадка сплошного стержня (см. операцию Ai, гл. /, табл. /). Сжатие металла между элементами штампа сопровождается свободным радиальным течением, заторможенным только контактным трением. Фасоииое поперечное сечение по мере осадки приближается к кругу. Уменьшение бочкообразности и необходимый профиль боковой поверхности могут быть достигнуты применением пуансонов в виде усеченного конуса. Огсутствие жесткого направления элементов штампа вдоль оси заготовии, отклонение от перпендикулярности торцов заготовки к главной оси, нарушение соотношения между высотой Н и диаметром D заготовки до штамповки [(НЮ) 2] вызывают относительное смещение торцов, искривление волокна и главной оси заготовки и отклонение формы от номинальной поверхности заготовки в целом. Отклонение от симметричности обусловливает резкое снижение продольной устойчивости заготовки и повышение поперечных сил, действующих на пуансон при выдавливании полости. В наружных боковых слоях, особенно в средней части высоты заготовки, возникают растягивающие тангенциальные напряжения, снижающие деформируемость заготовки и качество детали (разрыхляется металл, могут образоваться макро- и микротрещины). Область применения. Калибровка по высоте, получение параллельных торцов заготовки при деформации 6 0,18. Уменьшение отношения HlD. Плоскостная калибровка заготовок. Удаление окалины с горячекатаных заготовок. [c.99]

За последние годы, несмотря на возросшие нагрузки, передаваемые зубчатыми колесами, применявшиеся для их изготовления высоколегированные стали удалось Ьо многих случаях заменить углеродистыми или малолегированными. Тело зубчатого колеса, на которое затрачивается основная масса металла, испытывает ничтожные напряжения. Наиболее нагруженными элементами являются зубья от них требуется высокая износостойкость и контактная прочность рабочих поверхностей, высокий предел выносливости при изгибе. Первое получают закалкой рабочего профиля зубьев с нагревом токами высокой частоты, а второе — упрочнением поверхности у основания зуба с созданием в этом месте остаточных напряжений сжатия путем наклепа. [c.59]

Наряду с абразивным в узлах трения ПТМ широко распространено усталостное изнашивание. Согласно усталостной (кумулятивной) теории изнашивания, предложенной И. В. Крагель-ским, этот вид изнашивания характеризуется многоактным нагружением единичных фрикционных связей вплоть до отделения частиц. Физическая модель износа при этом такова (рис. 27) при скольжении микронеровности А (индеитора) по контртелу Б возникает лобовой валик деформируемого материала. Схема напряженно-дефоркифуемого состояния в зоне впереди лобового валика материал сжат, а за микронеровностью, вследствие сил трения, — растянут. Таким образом, каждый элемент в зоне трения испытывает знакопеременное деформирование. Многократные его повторения приводят к накоплению повреждений под поверхностью металла, где образуются поры. Под воздействием напряжений они перерастают в трещины с отделением частиц износа (отслаивание) или образованием ямок на поверхности (выкрашивание). Усталостное изнашивание характерно для узлов трения, защищенных от попадания абразивных частиц, не подверженных коррозии и схватыванию, в частности для таких широко расцространенных узлов трения ПТМ, как зацепления закрытых зубчатых передач, подшипники качения, элементы опорно-поворотных устройств кранов, беговые дорожки крановых колес и др. В литературе этот вид изнашивания часто называют осповидным износом, контактной усталостью и питтингом. [c.79]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...