Сталь Предел выносливости — Зависимость

Масштабный эффект. Для образца диаметром 100 мм из стали предел выносливости может оказаться примерно на 40% ниже, чем для образца диаметром 10 мм. Это объясняется тем, что разрушение начинается от некоторого дефекта, слабого места. Чем больше объем образца, тем больше вероятность нахождения в нем опасного дефекта. Статистическая теория прочности, объясняющая масштабный эффект, будет изложена в 20.3 применительно к иным объектам, а именно, тонким хрупким волокнам. Приведенный там анализ переносится на задачу об усталостном разрушении, для зависимости прочности от напряженного объема получается следующая формула [c.680]

Для ряда низколегированных сталей, имеющих в своем составе никель, хром и молибден, предел выносливости в зависимости от влияния этих элементов определяется по формуле [c.187]

Таким образом, если известны все константы исследуемого материала (ро, 6о и <Тто), то из уравнения (38) можно получить искомую зависимость между длиной нераспространяющейся трещины и номинальным напряжением. Полученные в результате расчета кривые нераспространяющихся усталостных трещин у эллиптического отверстия, радиус вершины которого составляет р = 0,2 мм, а глубина =0,8 мм, приведены на рис. 29. Для расчета использованы константы материала, найденные ранее для мелкозернистой и крупнозернистой сталей. Пределы выносливости гладких образцов для этих сталей при растяже-нии-сжатии равны соответственно 228 и 201 МПа. Полученные кривые в отличие от кривых на рис. 27 имеют как минимум, так и максимум номинального переменного напряжения. В зоне существования нераспространяющейся усталостной трещины пределы выносливости по трещинообразованию и по разрушению различны. Если учесть, что справа от рассматриваемой кривой располагается зона распространения трещины, а слева зона, где трещина не распространяется, то получим, что максимум кривой нераспространяющейся трещины означает критическое максимальное переменное напряжение, при котором трещина еще может не развиваться, т. е. предел выносливости по распространению трещины, или более точно предел выносливости по разрушению. Следовательно, если известны константы материала (ро, бо, Ото), то расчетным путем можно определить пределы выносливости по трещинообразованию и разрушению. [c.63]

Рис. 29. Изменение предела выносливости в зависимости от прочности стали при статическом нагружении

На машинах ЦНИИТМАШа можно определять предел выносливости сварных соединений на крупных гладких и ступенчатых валах диаметром от 150 до 200 мм, а также экспериментально изучать влияние масштабного фактора, концентраторов напряжений, термической обработки, состава и структуры стали и поверхностного упрочнения на предел выносливости крупных валов. Например, с помощью машины У-200 определено влияние размеров (диаметра d образца) на изменение предела выносливости (коэффициента К изменения предела выносливости) в зависимости от однородности металла. Как показано на рис. 70, в неоднородном металле, каким является литая сталь (кривая 2), влияние размеров на усталостную прочность выражается в значительно большей степени, чем в однородных металлах, например прокатанной стали (кривая I). [c.246]

Во влажном воздухе при N = 5 Ю цикл условный предел выносливости увеличивается с 700 до 780 МПа. Таким образом, можно сделать заключение, что такая относительно слабо агрессивная среда, как влажный воздух существенно снижает предел выносливости низколегированных закаленных сталей и значительно уменьшает эффект рафинирования сталей, хотя различие в условных пределах выносливости в зависимости [c.104]

На рис. 28 показано изменение отношений перечисленных выше величин, характеризуюш,их картину поверхностных трещин, к соответствующим им величинам на уровне предела выносливости в зависимости от отношения стабилизированных значений неупругой деформации за циг<л при данном уровне напряжении к ее значению на уровне предела выносливости для обеих марок стали. [c.52]

В общем случае экстремальные значения истинного сопротивления разрыву гладких образцов 5,( не совпадают ни с продольным направлением, ни с поперечным (рис. 10.6). То же относится и к анизотропии предела выносливости. Построение зависимостей указанных характеристик от направления нагружения может быть выполнено по той же методике, которая была применена для построения зависимости сопротивления пластической деформации. Для сталей и легких сплавов анизотропия сопротивления усталости обычно проявляется более [c.336]

Предел выносливости чаще всего определяют в условиях знакопеременного (симметричного) цикла, при этом число циклов знакопеременных нагружений устанавливают достаточно большим (см. стр. 134). Между пределом прочности, найденным при испытаниях на растяжение, и пределом выносливости существует приблизительная количественная зависимость. Для стали предел выносливости, определенный для гладких образцов, составляет примерно от 0,45 до 0,55 аь или, что более характерно, около [c.132]

Если требуемые свойства в выбранном сплаве могут быть получены в результате термической или химико-термической обработки, то необходимо указать режимы обработки, получаемую структуру и свойства. При рекомендации режимов обработки необходимо указывать наиболее экономичные и производительные способы, например для деталей, изготовляемых в больших количествах, обработку с нагревом токами высокой частоты, газовую цементацию (при необходимости химико-термической обработки) и др. Для деталей, работающих в условиях переменных нагрузок, например для валов, зубчатых колес многих типов, необходимо рекомендовать обработку, повышающую предел выносливости (в зависимости от рекомендуемой стали к ним относятся цементация, цианирование, азотирование, закалка с нагревом ТВЧ, обработка дробью). [c.371]

Поверхностная закалка при нагреве токами высокой частоты (т. в. ч.) обеспечивает значительное снижение чувствительности материала к концентрации напряжений. В зависимости от сорта стали предел выносливости гладких образцов повышается на 40— 100% по сравнению с исходным состоянием. Упрочнению следует подвергать всю рабочую поверхность детали, так как место перехода упрочненной части в неупрочненную оказывается ослабленным. [c.29]

Фиг. 452. Изменение предела выносливости в зависимости от нажимного усилия при обкатке образцов стали 40 [48].

Фиг. 454 Изменение предела выносливости в зависимости от твердости образцов стали 45Х, подвергнутых различной термообработке [83]

Опыты, освещенные в работе [45], показали, что в наружных слоях оцинкованных и оксидированных деталей не возникает значительных остаточных напряжений. Соответственно усталостные испытания конструкционной стали 40 не показали изменения предела выносливости в зависимости от этих видов покрытий. [c.672]

Короткий цилиндрический стержень с поперечным отверстием (рис. 1.1), изготовленный из стали 40, нормализованной, нагружен осевыми силами Р. Определить допускаемое значение сил Р в зависимости от закона изменения их величин во времени. Требуемые коэффициенты запаса по отношению к пределу выносливости и по отношению к пределу текучести принять одинаковыми (п) = 2,2. Поверхность стержня чисто ченная. [c.11]

Растрескивание металла под воздействием знакопеременной нагрузки или периодической динамической нагрузки называют усталостным разрушением. Чем больше приложенное в каждом цикле напряжение, тем быстрее разрушается металл. График зависимости напряжения 5 от числа циклов до разрушения N представлен на рис. 7.14. При значениях N, лежащих справа от верхней сплошной линии, соответствующие им напряжения приводят к растрескиванию, но если напряжение равно так называемому пределу усталости (или пределу выносливости) или ниже его, металл не разрушается даже при бесконечно большом числе циклов. Для сталей реальный предел усталости составляет около половины прочности на растяжение (но это правило не обязательно распространяется на другие металлы). Усталостная прочность любого металла — это значение напряжения, ниже которого металл не разрушается при заданном числе циклов. Частота приложения на- [c.155]

Для определения пределов выносливости стали можно принять следующие зависимости а я 0,43 т л 0,6 сг. сГо 1,6 а [c.247]

Для некоторых групп материалов установлены зависимости между пределами выносливости и прочности. Отношение а /ав для сталей составляет 0,35—0,55 при базе испытания 2-10 циклов, для титановых сплавов 0,45—0,55 при Л =2-10 циклов при этом более высокопрочным материалам отвечают меньшие значения a-i/aa. Для неметаллических материалов (текстолиты, органические стекла и др.) a-j = (0,2- -0,3) Ста (N=10 циклов). [c.78]

Многочисленные экспериментальные данные позволили установить зависимость между пределами выносливости при различных видах деформаций и статическими пределами прочности. Например, для сталей при симметричном цикле нагружения растяжение — сжатие [c.347]

Для сталей при симметричных циклах можно принять следующую приближенную зависимость между пределом выносливости для осевой деформации (растяжение-сжатие) и пределом [c.585]

Для проверки уравнения (7.20) и определения значений были использованы экспериментальные данные, полученные на материале одной марки и плавки. По этим данным находились пределы выносливости элементов различных размеров и уровней концентрации напряжений при различных видах нагружения и строились зависимости lg( —1) от g L/G). Для трех сталей и двух легких сплавов экспериментальные и расчетные результаты приведены на рис. 7.13. [c.145]

Согласно уравнению (7.18), эти зависимости изображаются пучком прямых, проходящих через точку с координатами lg( —1)=0 и lg(L/G) =1,95. Угол наклона прямой к оси абсцисс определяется значением постоянной v . Аналогичный результат дает сопоставление расчетных данных по уравнению (7.20) и данных испытаний круглых и плоских гладких образцов различных размеров при изгибе и растяжении — сжатии, круглых образцов (гладких и с надрезом) различного диаметра при изгибе с вращением и растяжении — сжатии, пластин с отверстием различных размеров при растяжении— сжатии (все образцы были изготовлены из среднеуглеродистой стали одной плавки). Несмотря на такое разнообразие типов и размеров образцов и видов нагружения, все экспериментальные точки достаточно хорошо ложатся на одну прямую. Таким образом, пределы выносливости указанных образцов, найденные [c.145]

На рис. 7.20 представлена диаграмма пределов выносливости в амплитудах напряжений, отнесенных к пределу выносливости при симметричном цикле Оа/сг-1, в зависимости от среднего напряжения цикла средних напряжений цикла сопротивление усталости для металлов в упрочненном состоянии существенно возрастает (в два и более раза). Тем самым [c.156]

Вторая форма кривой усталости (рис. 6.19,6) характеризуется отсутствием точки перелома Ь. Эта кривая следует зависимости (6.48) на всем своем протяжении. В этом случае пределом усталости считают то напряжение, которое соответствует некоторому стандартному числу циклов Мс называемому базовым. Для закаленной стали, например, принимают Л/д = 10 , т. е. равным тому числу циклов нагружения, которое соответствует точке Ь на кривой усталости незакаленной стали. Напряжение называют пределом ограниченной выносливости (в отличие от предела выносливости, соответствующего базовому числу циклов I,-лгg). [c.172]

Таблица 71. Предел выносливости при изгибе с вращением, кручении и растяжении — сжатии стали (состав, % 0,19 С 0,27 Si 0,40 Мп 0,70 Сг 3,02 Ni), номер зерна 7, после закалки с 820 "С в зависимости от температуры отпуска [69]

Таблица 71. <a href="/info/1473">Предел выносливости</a> при изгибе с вращением, кручении и растяжении — сжатии стали (состав, % 0,19 С 0,27 Si 0,40 Мп 0,70 Сг 3,02 Ni), номер зерна 7, после закалки с 820 "С в зависимости от температуры отпуска [69]

Следует отметить, что значение коэффициента К, входящего в выражение (5.120) и характеризующего интенсивность снижения пределов выносливости в зависимости от относительного числа циклов и амплитуды начального циклического нагружения, по опытным даннымХравно 1,33 — для малоуглеродистых сталей 1,65 — для сталей средней прочности 1,80 — для высокопрочных сталей. [c.205]

Долговечность ледебуритных инструментальных сталей и сталей с высоким содержанием углерода и карбидов при чисто растягивающих (циклических) и при растягивающе-сжимающих нагрузках, а также при растяжении очень невелика и не может быть существенно изменена даже термообработкой. У таких сталей предел выносливости при изгибе в зависимости от условий производства и термообработки составляет не более 10—40% предела прочности на изгиб. [c.35]

Между пределом прочности на растяжение и пределом выносливости существует приблизительная количественная зависимость. Для стали предел выносливости, определенный при изгибе вращающихся гладких образцов, составляет от 0,45 до 0,55стй, или, что более характерно, около 0,255 . Предел выносливости при кручении составляет 0,5-г-0,6 от предела выносливости при изгибе . Однако этими зависимостями нельзя пользоваться без учета следующих соображений [c.150]

Фиг. 451. Изменение предела выносливости в зависимости от глубины снятого обточкой слоя у обкатанных образцов. За 100% принят предел выносливости необкатанной стали.

Фиг. 451. Изменение <a href="/info/1473">предела выносливости</a> в зависимости от глубины снятого обточкой слоя у обкатанных образцов. За 100% принят <a href="/info/1473">предел выносливости</a> необкатанной стали.

На основании обработки результатов испытаний на усталость улучшенных конструкционных сталей Шимек получил следующие зависимости (рис, 163) пределов выносливости от предела прочности [c.283]

На основании экспериментальных данных составлен график (рис. 179) зависимости пределов выносливости сталей t i от Пределы выносливости возрастают с увеличением только при значениях f ,, близких к единице. По мере повышения выигрыш уменьшается и при к >4 [c.302]

Какие существуют эмпирические зависимости между пределом выносливоста и пределом прочности для сталей [c.92]

Рис. 49. Температурная зависимость предела выносливости 1 - сплав А1 - Си 2 - высокопрочный чугун 3 - сталь с 0,17С 4 - легированная сталь гNiMo

Рис. 49. <a href="/info/191882">Температурная зависимость</a> <a href="/info/1473">предела выносливости</a> 1 - сплав А1 - Си 2 - <a href="/info/1842">высокопрочный чугун</a> 3 - сталь с 0,17С 4 - <a href="/info/294756">легированная сталь</a> гNiMo

Рис. 50. Предел выносливости, предел текучести, предел прочности и относизельное сужение в зависимости от температуры испытания для образцов из низкоуглеродистой стали с 0,13%С

Рис. 50. <a href="/info/1473">Предел выносливости</a>, <a href="/info/1680">предел текучести</a>, <a href="/info/1682">предел прочности</a> и относизельное сужение в зависимости от <a href="/info/28878">температуры испытания</a> для образцов из низкоуглеродистой стали с 0,13%С

Однако в ряде случаев наблюдается довольно сложная зависимость значений пределов выносливости от часзоты нагружения. На рис. 53 представлены данные по влиянию частоты нагружения на пределы выносливости ряда теплоустойчивых сталей при высоких температурах. Видно, что сначала наблюдается повышение пределов выносливости с увеличением частоты на1ру-жения, а затем резкое снижение. [c.86]

У цветных металлов и у сталей при повышенных температурах диаграмма Вёлера не имеет асимптоты, предел выносливости определяется условно, как величина напряжения, при котором образец разрушается после заданного числа циклов. Это число, называемое базой испытаний, устанавливается в зависимости от назначения изделия, т. е. от его требуемой долговечности. [c.679]

Впервые циклическая долговечность для симметричного цикла была исследована Велером, который установил, что каждой амплитуде Оа соответствует своя циклическая долговеч-ность N, т. е. число циклов напряжений, Е1ыдерживаемых кон- О N струкцией до усталостного разрушения. График, характери- Рис. 8.20 зующий зависимость между амплитудами цикла Оа и циклической долговечностью N для одинаковых образцов, построенный по параметру коэффициента асимметрии цикла (рис. 8.20), носит название кривой усталости. Для сталей кривая усталости при некотором напряжении a/j, называемом пределом выносливости, имеет тенденцию выхода на асимптоту, параллельную оси ON. При N 10 кривая усталости практически приближается к этой асимптоте. Таким образом, при а с практически разрушение не происходит при очень большом числе циклов. Однако у материалов типа алюминия, меди и других не существует определенного предела выносливости и кривая усталости приближается к оси ON при большом числе циклов. Для таких материалов назначается предел ограниченной выносливости а/ лг — наибольшее напряжение цикла, которое материал выдерживает при заданном Обычно yV ,p = ]0 (рис. 8.21). [c.173]

Большое влияние на предел выносливости окалывает коррозия. На рис. 12.23 показано снижение коэффициента Кр ъ зависимости от временного сопротивления стали при различной выдержке в условиях коррозии до испытания на усталость. [c.496]

Рис. 7.23. Температурные зависимости пределов выносливости (сплошные кривые) и пределов длительной прочности (пунктирные кривые) для одинаковой длительности нагружения / — сталь малоуглероди-стая 5 — сталь углеродистая S — сталь углеродистая улучшенная.

Рис. 7.23. <a href="/info/191882">Температурные зависимости</a> <a href="/info/1473">пределов выносливости</a> (сплошные кривые) и <a href="/info/7027">пределов длительной прочности</a> (пунктирные кривые) для одинаковой <a href="/info/39299">длительности нагружения</a> / — сталь малоуглероди-стая 5 — <a href="/info/6795">сталь углеродистая</a> S — <a href="/info/6795">сталь углеродистая</a> улучшенная.

Предел выносливости ст-i (МПа) нормализованной стали 20Н2М в зависимости от среды испытания следующий [c.18]

Таблица 72. Пределы выносливости стали 20ХНЗА при симметричных циклах изгиба с вращением, растяжения — сжатия и кручения на базе 10 циклов в зависимости от временного сопротивления и предела текучести [31]

Таблица 72. <a href="/info/75650">Пределы выносливости стали</a> 20ХНЗА при <a href="/info/6097">симметричных циклах</a> изгиба с вращением, растяжения — сжатия и кручения на базе 10 циклов в зависимости от <a href="/info/1472">временного сопротивления</a> и предела текучести [31]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...