WinNavigator

Frigate

Norton Commander

WinNC

Dos Navigator

Servant Salamander

Turbo Browser

Winamp, Skins, Plugins

Необходимые Утилиты

Текстовые редакторы

Юмор

File managers and best utilites

Структурная повреждаемость и сопротивление усталости технически чистой меди. Реферат сопротивление усталости

"Повышение сопротивления усталости деталей технологическими методами"

Выдержка из работы

2. Влияние наноструктурированных покрытий инструмента на оптимальную скорость резания при механической обработке точением/ Безъязычный В. Ф., Тимофеев М. В., Фоменко Р. Н: Справочник. Инженерный журнал, 2012, № 8, с. 38−43.3. Пат. 131 157. Российская Федерация, МПК G01L 5/16. Однокомпонентный динамометр для измерения тангенциальной составляющей силы резания при точени / Тимофеев М. В., Татаринов А. Ю., Фоменко Р. Н. / заявитель и патентообладатель Рыбинский гос. авиационный технический университет, Общество с ограниченной ответственностью ООО «Технолог». — № 2 012 152 761/28- заявл. 06. 12. 2012- опубл. 10. 08. 2013, Бюл. № 22. — 2 с.Повышение сопротивления усталости деталей технологическимиметодамик.т.н. Урядов С. А.РГАТУ имени П. А. Соловьева 8(4855) 222−091 tadiom@rsatu. ruАннотация. В статье проанализировано влияние технологических условий маятникового и глубинного шлифования на параметры сопротивления усталости, предложена эффективная методика обработки деталей с обеспечением требуемого уровня предела выносливости.Ключевые слова: шлифование, сопротивление усталости, эксплуатационные свойстваВ современном машиностроении всю большую роль играет обеспечение требуемого качества выполнения деталей. Для разных отраслей промышленности доминирующими показателями качества детали могут пониматься различные ее эксплуатационные характеристики. Так, для пищевой и химической промышленности основной показатель качества -химическая и коррозионная стойкость, для металлургии — высокая прочность и теплостойкость и т. д. Часто требуется некая совокупность показателей качества. Например, для автомобильной промышленности наряду с высокими требованиями по себестоимости детали доминирующими являются сопротивление усталости, теплостойкость, масло- и бензостой-кость, жесткость, прочность, герметичность и т. д.Однако существуют отрасли промышленности, где перед деталью ставятся высочайшие требования по качеству, которые сильно усложняют технологический процесс изготовления и повышают стоимость детали. Такими отраслями являются атомная энергетика, авиация и космонавтика.Механическая обработка (точение, фрезерование, шлифование, полирование и т. д.) вызывает пластическую деформацию, нагрев и структурные превращения в поверхностных слоях материала обрабатываемой детали и сопровождается появлением неравномерных по глубине остаточных деформаций и напряжений. В зависимости от того, какое явление преобладает (пластическая деформация, нагрев или структурные превращения), поверхностный слой может отличаться различными глубиной и степенью наклепа, величиной и знаком остаточных напряжений. Эти параметры, а также шероховатость поверхности, в основном характеризуют качество поверхностного слоя и оказывают существенное влияние на эксплуатационные свойства деталей машин.Так как детали авиационной промышленности являются ответственными, для обеспечения работоспособности часто требуется высокая точность и низкая шероховатость, то одним из основных методов, завершающих технологический процесс изготовления детали, является шлифование.Помимо высокой точности и низкой шероховатости, шлифование отличается также высокой производительностью и низкой себестоимостью, хорошо масштабируется и автоматизируется.Одним из важнейших эксплуатационных свойств деталей является сопротивление усталости — способность деталей машин сопротивляться разрушению в течение определен-ного промежутка времени при действии на них знакопеременных нагрузок.Возрастающие требования к качеству выпускаемой продукции, особенно к ответственным деталям ГТД, ставят проблему обеспечения эксплуатационных свойств на основе нормирования параметров качества поверхностного слоя. В связи с этим перспективным представляется подход, при котором на стадии конструкторско-технологической подготовки производства осуществляется нормирование параметров поверхностного слоя, обеспечивающих заданное значение предела выносливости детали. Управляя процессом обработки, можно получить требуемые значения параметров шероховатости, глубины и степени наклепа, остаточных напряжений, необходимые для обеспечения прогнозируемого значения предела выносливости.Оптимальным в настоящее время является определение критерия поврежденности материала по изменению модуля упругости. При повреждении детали происходит изменение характеристик материала: микротвердости, модуля нормальной упругости и других величин. Процесс образования усталостной трещины связан с локальным обрывом межатомной связи, а, следовательно, и с изменением модуля упругости. Поэтому по характеру изменения модуля упругости Е можно судить о протекании процесса усталостного разрушения.Одна из основных характеристик сопротивления усталости, предел выносливости материала детали, может быть рассчитана для случая маятникового шлифования по разработанной автором зависимости:= С •

1ИСХЕИСХ0,885Уд1аД1 +К1сР) к0,565 • г •у+ -1В

Уд IЛ(1)]ЦЛср)д 1Вгде: С и К — коэффициенты, зависящие от вида материала и метода обработки, значения коэффициентов для различных видов обрабатываемых материалов приведены в таблице 1- а1ИСХ и ЕИСХ -предел выносливости и модуль упругости материала детали в исходном состоянии (до обработки) — Уд — скорость движения детали- I — длина зоны контакта шлифовального круга с деталью- ад — температуропроводность материала детали- (^ср)к и (^ср)д — произведение коэффициента теплопроводности и удельной объемной теплоемкости материала абразивного круга и детали соответственно- / -припуск на обработку- В — ширина обрабатываемой детали.Таблица 1.Значения коэффициентов С и К для маятникового шлифованияОбрабатываемые материалы КоэффициентыС, 10& quot- КЖаропрочные никелевые сплавы 1,16 0,198Титановые сплавы 0,36 0,372Конструкционные стали 1,37 0,1134003001 / 2У / /о о —3

12800Й 600Й ей400К 200)

) (& lt- & gt-) ° & quot-- *-Подача стала, м/мин20Подача стола, м/минРисунок 2. Зависимость пределавыносливости образца от технологическихусловий маятникового шлифования для технологических условий маятникового т.™" , — -шлифован"я для стали 20Х титанового сплава В120: 1 — необработанныйобразец- 2 — расчет- 3 — экспериментРисунок 1. Зависимость предела выносливости образца от огических условий маятни шлифования для стали 20ХкНа рисунках 1 и 2 представлены зависимости между пределом выносливости обработанного образца и технологическими условиями обработки. Там же показано значение предела выносливости материала образца в отожженном состоянии, т. е. а-1ИсХ.Зависимость (1) позволяет определить предел выносливости с учетом от принятых режимов обработки, параметров круга, характеристик обрабатываемого материала, так как величины, входящие в формулу, могут быть рассчитаны без проведения экспериментов.С учетом зависимостей, описывающих влияние режимных условий обработки на параметры качества поверхностного слоя, получена формула для определения предела выносливости материала детали от параметров качества поверхностного слоя:а- = С • RaУl • кН (2)где: С — константа, зависящая от материала детали- Яа — шероховатость поверхности- оШах — максимальные остаточные напряжения в поверхностном слое детали- кн — глубина наклепа в поверхностном слое детали.Обобщенные зависимости вида (2) для различных материалов при плоском маятником шлифовании приведены в таблице 2.Таблица 2Зависимости вида (2) для плоского шлифованияОбрабатываемые материалы ЗависимостьЖаропрочные никелевые сплавы ^ 1110−0,2153 -0,095 7,0,164Титановые сплавы 1 Л^а п-0,4042 -0,095 7 0,164 а- = 1465^ '-Омах ¦ ККонструкционные стали? го с-0,0881 -0,095 7 0,164 а-! = 653Ка -Омах ¦ КИсследуя данные зависимости, можно сделать следующие выводы:1. Плоское маятниковое шлифованиеДанный метод резко понижает предел выносливости детали, выполненной из любого материала. Причем уменьшение тем сильнее, чем ниже теплопроводность материала. Также предел выносливости сильно зависит от скорости движения детали: чем ниже скорость движения, тем больше падение предела выносливости.Данное явление объясняется изменением в поверхностном слое детали величины растягивающих остаточных напряжений. Чем медленнее движется деталь относительно шлифовального круга, рассматриваемого здесь в качестве теплового источника известной мощности, тем более высокой оказывается температура поверхности. Это вызывает сильные пластические деформации поверхностных слоев металла, которые при остывании детали, образуют значительные по величине и глубине залегания, растягивающие остаточные напряжения. Следовательно, чтобы обеспечить приемлемый уровень предела выносливости деталей при обработке данным методом, требуется максимально интенсифицировать его процесс, задавая на станке максимально возможные режимы перемещения рабочего стола. Однако данная рекомендация не всегда осуществима, т.к. с увеличением скорости подачи стола резко растут силы резания. Это приводит, в свою очередь, к изменению конструкции применяемой оснастки и увеличению потребной мощности приводов.2. Глубинное шлифованиеОбработка деталей по данному методу всегда сопровождается повышением предела выносливости деталей. Причем чем больше силы резания, оказываемые на деталь инструментом (меньше скорость вращения шлифовального круга), тем больше предел выносливости получаемой детали.Это обуславливается тем, что благодаря интенсивному охлаждению температуры в зоне резания относительно невелики, а силы резания значительны. Таким образом, преобладающим фактором при данном методе обработки является силовой. Именно данный фактор обуславливает формирование в поверхностном слое детали сжимающих остаточных напряжений, которые увеличивают предел выносливости детали.Можно рассматривать шлифовальный круг как тепловой источник с определенноймощностью, определяющим фактором которой будет являться скорость его вращения. Следовательно, при уменьшении частоты вращения шпинделя станка, мощность тепловыделения в зоне резания будет так же уменьшаться. Это приводит к дальнейшему повышению роли силового фактора в зоне резания и в итоге, росту предела выносливости детали.Таким образом, среди методов абразивной обработки, с точки зрения обеспечения максимального предела выносливости, можно выделить глубинное шлифование. При любых режимах обработки данный метод обеспечивает повышение сопротивления усталости детали относительно заготовки. Причем чем выше силы резания в зоне обработки (ниже скорость вращения круга), тем повышение предела выносливости больше.Полученные сведения по назначению условий механической обработки, исходя из требуемых значений пределов выносливости, могут быть непосредственно использованы в цеховых производственных условиях для обеспечения высоких эксплуатационных свойств обрабатываемых деталей.Обеспечение качества поверхностного слоя и снижение технологической себестоимости при токарной обработкеАкиньшин Р. Н.МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва ruller003@mail. ruАннотация. Рассмотрены проблемы, возникающие при точении заготовок из труднообрабатываемых материалов. Предложено использовать параметры шероховатости поверхности, оказывающие значительное влияние на эксплуатационные свойства деталей машин, для оценки качества поверхностного слоя. Приведены способы расчета указанных параметров при токарной обработке. Представлена методика выбора оптимального режима резания при точении, позволяющая снизить себестоимость обработки и обеспечить требуемые параметры качества поверхности.Ключевые слова: токарная обработка, технологическая себестоимость, производительность обработки, качество поверхностного слоя, шероховатость поверхностиРазработка новых изделий в машиностроении, повышение их эксплуатационных характеристик связаны с освоением и использованием различных материалов, обладающих специфическими физическими, химическими и другими свойствами. Подобные сплавы (жаропрочные, жаростойкие, коррозионностойкие, высокопрочные, магнитные и т. п.) являются труднообрабатываемыми, что подразумевает большие затраты труда и материальных ресурсов на производство деталей из них. Несмотря на тенденцию к повышению точности заготовительных методов (литья, обработки давлением, порошковой металлургии) и получению готовых деталей без последующей механической обработки, доля обработки резанием по прежнему занимает большую часть технологического процесса изготовления деталей. По одним данным 80… 85% заготовок подвергаются обработке резанием, а ее трудоемкость достигает 50… 60% и более от общей трудоемкости изготовления машиностроительных изделий [1], по данным другого источника [2], доля обработки резанием в технологическом процессе изготовления деталей по трудоемкости и производственным затратам составляет 40. 60% общих затрат.Целью работы является снижение технологической себестоимости токарной обработки заготовок из труднообрабатываемых материалов при гарантированном обеспечении качества поверхностного слоя деталей.Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:1. Анализ составляющих технологической себестоимости и способов ее снижения.2. Анализ влияния условий обработки (режима резания, материала режущей части инструмента и его геометрических параметров) на качество поверхностного слоя (параметры

Показать Свернуть

sinp.com.ua

Реферат

Министерство образования и науки Российской Федерации

(МИНОБРНАУКИ РОССИИ)

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (ТГУ)

Физико-технический факультет

Кафедра прочности и проектирования

на тему «Усталостное разрушение материалов. Расчет элементов конструкций на усталостную долговечность»

Выполнила

студентка группы № 10802

____________Т. А. Попова

Проверил

_________Т. В. Колмакова

Томск 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1 ПОНЯТИЕ О ЦИКЛИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЯХ. ПАРАМЕТРЫ И ВЫДЫ ЦИКЛОВ НАПРЯЖЕНИЙ 5

2 ЯВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ. КРИВАЯ УСТАЛОСТИ. ПРЕДЕЛ ВЫНОСЛИВОСТИ 7

3 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЯХ 10

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ВЫНОСЛИВОСТИ 12

5 МЕТОДЫ УСКОРЕННЫХ И ФОРСИРОВАННЫХ ИСПЫТАНИЙ НА УСТАЛОСТЬ 5.1 Ускоренный метод Про для оценки медианы предела выносливости 14

5.2 Ускоренный метод испытания на усталость Эномото 17

5.3 Оценка предела выносливости методом Локати 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 21

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 22

Введение

Изменение состояния материала при усталостном процессе отражается на его механич. св-вах, макроструктуре, микроструктуре и субструктуре. Эти изменения протекают по стадиям и зависят от исходных св-в, вида напряжённого состояния, истории нагружения и влияния среды. На определённой стадии начинаются необратимые явления снижения сопротивления материала разрушению, характеризуемые как усталостное повреждение. Сначала в структурных составляющих материала и по границам их сопряжения (зёрна поликрист. металла, волокна и матрица композитов, мол. цепи полимеров) образуются микротрещины, к-рые на дальнейших стадиях перерастают в макротрещины либо приводят к окончат. разрушению элемента конструкции или образца для механич. испытаний.

Количественно усталостный процесс описывается зависимостью между накопленным повреждением и числом циклов или длительностью нагружения по параметру величины циклич. напряжений или деформаций. Соответствующая зависимость между числом циклов и стадией повреждения (в т. ч. возникновением трещины или окончат. повреждением) наз. кривой усталости. Эта кривая — осн. хар-ка У. м. Накопление циклич. повреждения отражает деформирование материала как макро- и микронеоднородной среды (для металлов — поликрист. конгломерат, для полимеров — конгломерат мол. цепей, для композитов — регулярное строение из матрицы и волокон). Циклич. нагружение таких неоднородных структур порождает в наиболее напряжённых структурных звеньях необратимые деформации (упругопластические, вязкоупругие), накапливающиеся с нарастанием числа циклов и длительности пребывания под циклич. нагрузкой. Их увеличение до критич. значений, свойственных материалу и среде, в к-рой он находится, приводит к зарождению макротрещины как предельного состояния на первой стадии усталостного разрушения. Кинетика изменения состояния материала на этой стадии проявляется субмикроскопически в изменении плотности дислокаций и концентрации вакансий; микроскопически — в образовании линий скольжения, остаточных микронапряжений, искажении микрогеометрии свободной поверхности; механически — в изменении твёрдости, параметров петли упругопластич. гистерезиса, циклич. модуля упругости, а также макрофиз. св-в (электрич., магн. и акустич. сопротивлений, плотности). На второй стадии усталостного разрушения накопление повреждения оценивается скоростью прорастания макротрещины и уменьшением сопротивления материала статическому (квазихрупкому или хрупкому) разрушению, определяемому изменением статич. прочности, в т. ч. хар-ками вязкости разрушения как критич. значениями интенсивностей напряжений у края усталостной трещины.

На сопротивление У. м. существенно влияет активная среда и повышенная темп-ра; при этом на разрушение оказывает влияние как число циклов, так и длительность нагружения. Сопротивление У. м. уменьшается с увеличением загрязнённости неметаллич. включениями, неравномерности распределения легирующих элементов, с укрупнением зерна, а также при повреждении поверхности. Сопротивление У. м. увеличивается при обработке поверхности, повышающей прочность и остаточную напряжённость сжатия поверхностного слоя (химико-термич. обработка, наклёп, поверхностная закалка). Т. к. усталостные разрушения зарождаются в области структурных несовершенств, а последние обычно распределяются случайным образом, то хар-кам У. м. (числам циклов и разрушающим напряжениям) свойственно распределение, подчиняющееся вероятностным закономерностям. Испытания на У. м. производятся на машинах, позволяющих создавать циклич. нагружение в широком диапазоне частот и напряжённых состояний[1].

studfiles.net

14. Сопротивление усталости

Большинство деталей машин и механизмов, а также элементы некоторых строительных конструкций испытывают действие переменных во времени нагрузок, причем эти нагрузки могут изменяться во временипо величине или и по величине, и по знаку.

В этой краткой беседе Читатель узнает, что поведение стержня, находящегося под действием таких нагрузок существенно отличается от его поведения при статическом нагружении, которое мы рассматривали ранее. Необходимо отметить, что разрушение материала при действии переменных нагрузок происходит при значительно меньших напряжениях, чем при действии статических нагрузок. При этомматериал разрушается без заметных остаточных деформаций даже в том случае, когда он является пластичным (словно, материал теряет свои пластические свойства, иными словами «устает»).

Что называется усталостью?

Как легче всего разломать медную проволоку? Несколькими повторными перегибами в одном каком-то ее сечении. В этом случае говорят, что проволока ломается, потому что ее материал «устал». При этом «усталость» материалане связанас изменением его физико-механических свойств.

Усталостью называют явление разрушения материала в результате постепенного накопления в нем повреждений (микротрещин), приводящих к возникновению усталостной трещины при многократном повторном нагружении.

Излом детали от усталости имеет характерный вид. В поперечном сечении почти всегда можно наблюдать двезоны. Одна из них – гладкая, притертая, образованная вследствие постепенного развития трещины, а другая – крупнозернистая, образовавшаяся при окончательном изломе сечения детали, ослабленного развивающейся трещиной. Усталостному разрушению подвержены многие детали машин и элементы конструкций. Это оси вагонов, шатуны моторов, гребные винты и т. п.

Термин «усталость» впервые ввел в рассмотрение в 1828 г. французский ученыйЖан Виктор Понселе (1788 – 1867 гг.).

А что такое выносливость?

Это способность материала сопротивляться усталостному разрушению при действии повторно-переменных напряжений.

Что называется пределом выносливости?

Пределом выносливости называется максимальное по абсолютному значению напряжение, при котором материал еще способен сопротивляться усталостному разрушению при любом произвольно большом числе повторений переменных напряжений.

Предел выносливости определяется экспериментально. Он зависит от целого ряда факторов и, в частности, от закона изменения нагрузки во времени.

При каком нагружении в стержне возникают переменные во времени напряжения?

Рассмотрим, например, ось вагона, имеющую круглое поперечное сечение диаметром d, нагруженную силамиPивращающуюся с постоянной угловой скоростью (рис. 14.1,а). Подшипники, на которые опирается вал, будем рассматривать как шарнирные опоры.

На участкеAB между опорами вал испытываетчистыйизгиб (эпюра изгибающих моментовпостроена насжатыхволокнах).

Проследим за изменением нормального напряжения в точке К, расположенной вблизи контура поперечного сечения (рис. 14.1,б). Напомним, что напряжения при изгибе впроизвольнойточке поперечного сечения определяются по формуле:

При поворотевала расстояниеyот точкиКдо нейтральной осиx будет изменяться от 0, когда точка находится на осиx, до, когда точкаКзанимает крайнее верхнее или крайнее нижнее положение.

В некоторый момент времени tэто расстояние может быть определено по формуле:

Тогда

Из этой формулы видно, что напряжение в точке Кизменяется посинусоидальномузакону (рис. 14.1,в). За один полный оборот оси рассматриваемая точка попадает из зоны растяжения в зону сжатия (или наоборот).

Мысленно представим теперь, что к этой же оси вагона помимо двух сил P(рис. 14.1,а), вызывающих ее изгиб, по концам приложены и две растягивающиепостоянныесилы. Тогда напряжение в точкеКбудет равноалгебраическойсумме напряжений, возникающих как отрастяжения, так и отизгиба:

В этом случае график изменения напряжений в рассматриваемой точке K во времени будет представлять собой синусоиду, но смещенную вверх относительно осиtна величину.

studfiles.net

СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ — Мегаобучалка

Большинство деталей машин и механизмов, а также элементы некоторых строительных конструкций испытывают действие переменных во времени нагрузок, причем эти нагрузки могут изменяться во времени по величине или и по величине, и по знаку.

В этой краткой беседе Читатель узнает, что поведение стержня, находящегося под действием таких нагрузок, существенно отличается от его поведения при статическом нагружении, которое мы рассматривали ранее. Необходимо отметить, что разрушение материала при действии переменных нагрузок происходит при значительно меньших напряжениях, чем при действии статических нагрузок. При этом материал разрушается без заметных остаточных деформаций даже в том случае, когда он является пластичным (словно материал теряет своипластические свойства, иными словами, «устает»).

14.1. Что называется усталостью?

Как легче всего разломать медную проволоку? Несколькими повторными перегибами в одном каком-то ее сечении. В этом случае говорят, что проволока ломается, потому что ее материал «устал». При этом «усталость» материала не связана с изменением его физико-механических свойств.

Излом детали от усталости имеет характерный вид. В поперечном сечении почти всегда можно наблюдать две зоны. Одна из них – гладкая, притертая, образованная вследствие постепенного развития трещины, а другая – крупнозернистая, образовавшаяся при окончательном изломе сечения детали, ослабленного развивающейся трещиной. Усталостному разрушению подвержены многие детали машин и элементы конструкций. Это оси вагонов, шатуны моторов, гребные винты и т. п.

Термин «усталость» впервые ввел в рассмотрение в 1828 г. французский ученый Жан Виктор Понселе (Poncelet, 1788 – 1867 гг.).

14.2. А что такое выносливость?

14.3. Что называется пределом выносливости?

14.4. При каком нагружении в стержне возникают переменные во времени напряжения?

Рассмотрим, например, ось вагона, имеющую круглое поперечное сечение диаметром d, нагруженную силами P и вращающуюся с постоянной угловой скоростью (рис. 14.1, а). Подшипники, на которые опирается вал, будем рассматривать как шарнирные опоры.

На участке AB между опорами вал испытывает чистый изгиб (эпюра изгибающих моментов построена на сжатых волокнах).

Проследим за изменением нормального напряжения в точке К, расположенной вблизи контура поперечного сечения (рис. 14.1, б). Напомним, что напряжения при изгибе в произвольной точке поперечного сечения равно:

При повороте вала расстояние y от точки К до нейтральной оси x будет изменяться от 0, когда точка находится на оси x, до , когда точка К занимает крайнее верхнее или крайнее нижнее положение.

В некоторый момент времени t это расстояние может быть определено по формуле

Тогда

Из последней формулы видно, что напряжение в точке К изменяется по синусоидальному закону (рис. 14.1, в). За один полный оборот оси рассматриваемая точка попадает из зоны растяжения в зону сжатия (или наоборот).

Мысленно представим теперь, что к этой же оси вагона помимо двух сил P (рис. 14.1, а), вызывающих ее изгиб, по концам приложены и две растягивающие постоянные силы . Тогда напряжение в точке К будет равно алгебраической сумме напряжений, возникающих как от растяжения, так и от изгиба:

14.5. Что называется циклом напряжений? Какие бывают виды циклов напряжений и каковы их характеристики?

Циклом напряжений называется совокупность всех последовательныхзначений напряжений, возникающих в материале за один период времени T их изменения при регулярном нагружении.

Цикл характеризуется следующими параметрами (рис. 14.2):

· максимальным напряжением ;

· минимальным напряжением ;

· средним напряжением ;

· амплитудным напряжением ;

· коэффициентом асимметрии .

Циклы могут быть знакопостоянными, если алгебраические знаки напряжений и одинаковы, и знакопеременными (см. рис. 14.2, а).

Цикл, у которого максимальное и минимальное напряжения равны по абсолютному значению, но противоположны по знаку, называется симметричным (см. рис. 14.1, в). Для такого цикла:

, , .

Знакопостоянный цикл, при котором напряжения изменяются от нуля до своего максимального значения, называется отнулевым(см. рис. 14.2, б).Его характеристики следующие: , .

Постоянным циклом называется цикл, у которого напряжения не изменяются во времени, то есть:

, , .

Как показывают эксперименты, характер (закон) изменения напряжений во времени практически не оказывает влияния на прочность стержня, существенными являются характеристики цикла.

В заключение отметим, что все сказанное о циклах, разумеется, относится не только к нормальным, но и к касательным напряжениям.

14.6. Как проводятся испытания материала на усталость и как выглядит кривая усталости?

Наиболее распространенными являются испытания образцов на чистый изгиб при симметричном цикле, поскольку именно этот цикл напряжений является самым опасным для материала (вспомним пример с медной проволокой), а проведение этого эксперимента значительно проще, чем для других видов циклов.

Для проведения такого эксперимента изготавливают партию из 6 – 10 совершенно одинаковых образцов, имеющих в пределах рабочей части строго круговую цилиндрическую форму. Диаметр образцов обычно составляет от 5 до 10 мм.

Первый образец нагружают таким образом, чтобы возникающие в нем максимальные нормальные напряжения были заведомо ниже предела прочности материала ( ), но выше предела выносливости. Для последующих образцов максимальное напряжение уменьшают.

С помощью счетчика оборотов, имеющегося на испытательной машине, фиксируют число циклов нагружения, которое выдержит каждый образец до разрушения. По результатам испытаний строят график зависимости числа циклов N, которое выдерживает образец без разрушения, от максимального напряжения , создаваемого в образце (рис. 14.3).

Кривая называется кривой усталости или кривой Велера (по имени служащего немецких железных дорог Августа Велера (Wohler, 1819 – 1914 гг.), опубликовавшего в 1870 г. результаты своих экспериментов с образцами на усталость).

Из рис. 14.3 видно, что по мере уменьшения напряжения число циклов N начинает очень быстро расти, поэтому кривая усталости имеет значительную протяженность вдоль оси абсцисс. Для многих материалов эта кривая асимптотически приближается к некоторому значению максимального напряжения, начиная с которого образцы не проявляют никаких признаков разрушения. Поэтому при соответствующем числе циклов испытания можно прекратить.

Практика проведения испытаний показывает, что образцы, выдержавшие без разрушения циклов, могут при данном нагружении проработать неограниченное время. Поэтому продолжительность испытаний заранее оговаривается. Для того чтобы иметь наглядное представление о порядке указанного значения числа циклов, заметим, что ось железнодорожного вагона на пути от Москвы до Владивостока испытывает около циклов.

Предварительно задаваемая наибольшая продолжительность эксперимента на усталость называется базой испытаний .

Еще раз напомним, что максимальное по абсолютному значению напряжение цикла, при котором до базы испытания не происходит усталостного разрушения, называется пределом выносливости.

Кривые усталости для цветных материалов не имеют асимптоты, и их ординаты с ростом N падают до нуля. Для цветных материалов вводится понятие условного предела выносливости. За его значение принимается наибольшее напряжение, при котором образец выдерживает не менее циклов.

megaobuchalka.ru

"Структурная повреждаемость и сопротивление усталости технически чистой меди"

Выдержка из работы

УДК 620. 178. 3:620. 194. 8СТРУКТУРНАЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТЬ И СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТОЙ МЕДИПачурин Г. В.ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева», Нижний Новгород, e-mail: PachurinGV@mail. ruВ процессе эксплуатации большинство деталей электронной техники, радиоаппаратуры и других отраслей промышленности испытывают воздействие циклических нагрузок. Развитие процесса усталостного разрушения металлических материалов состоит из трех этапов: зарождения, развития усталостной макротрещины и быстрого долома, длительность и характер которых зависят от структуры материала, формируемой соответствующими режимами технологической обработки. В работе представлены результаты комплексной методики исследования процесса усталостного разрушения технически чистой меди М1. Установлено, что влияние предварительной деформации на циклическую долговечность носит немонотонный характер и зависит от структуры материала, технологии обработки и амплитуды нагружения. Показано также, что по изменению прогиба образца в процессе циклического нагружения представляется возможным оценить развитие процесса усталостной повреждаемости материала на всех этапах: от зарождения макротрещин до их распространения, вплоть до полного разрушения. Это, особенно важно в тех случаях, когда прямое наблюдение их структурной повреждаемости методически затруднительно или даже невозможно. Данная методика позволяет произвести выбор оптимальных режимов технологической обработки с целью повышения эксплуатационной долговечности металлоизделий.Ключевые слова: медь, упрочнение, циклическая долговечность, сопротивление усталости, микроструктура, повреждаемость, фрактография, степень деформацииSTRUCTURAL DAMAGE AND FATIGUE RESISTANCE OF COMMERCIALLYPURE COPPERPachurin G.V.FGBOU VPO «Nizhny Novgorod State Technical University R.E. Alekseev», Nizhny Novgorod,e-mail: PachurinGV@mail. ruIn the operation of most of the details of electronic equipment, radio equipment and other industries are exposed to cyclic loads. The development process of fatigue failure of metallic materials consists of three stages: origin, development and rapid fatigue crack dolomite, duration and nature of which depend on the structure of the material formed corresponding processing modes. The paper presents the results of a comprehensive research methodology fatigue failure process technically pure copper M1. Found that the influence of pre-strain on the fatigue life is nonmonotonic and depends on the structure of the material, processing and amplitude loading. It is also shown that the change in the deflection of the sample during cyclic loading is possible to evaluate the development process of fatigue material damage at all stages, from conception to distribution macrocracks until complete destruction. This is especially important in cases where direct observation of structural defectiveness methodologically difficult or even impossible. This technique allows the selection of optimal processing modes in order to increase the operational life of metal.Keywords: copper, hardening, cyclic durability, fatigue resistance, microstructure, defect, fractography, the degree of deformationДля изготовления широкого класса деталей электронной техники, радиоаппаратуры и других отраслей промышленности используется технически чистая медь. В процессе эксплуатации большинство из них испытывают воздействие циклических нагрузок. Поэтому их надежность в работе определяется сопротивлением усталости, так как разрушение изделий может произойти под действием напряжений, намного меньших пределов прочности и текучести. При этом процесс разрушения является сложным, многостадийным, и многомасштабным (происходящим на разных масштабных уровнях: атомных, дислокационных, субструктурных и структурных).Известно, что развитие процесса усталостного разрушения металлических материалов состоит из трех этапов: зарожде-ния, развития усталостной макротрещины и быстрого долома [6]. Их длительность и характер зависят от структуры материала, формируемой соответствующими режимами технологической обработки.Важной интегральной характеристикой поведения металлов и сплавов в процессе циклического нагружения, в совокупности с металлографическими, фрактографиче-скими и другими методами анализа кинетики процесса усталостного разрушения, являются кривые изменения текущего прогиба образцов.Поэтому комплексное изучение кинетики усталостного разрушения материала с учетом сопоставления структурной повреждаемости, появления макротрещины и последующего ее развития с изменением текущего прогиба образца представляет нетолько теоретический, но и практический интерес.Материалы и методы исследованияВ работе использовалась комплексная методика экспериментальных исследований, включающая механические испытания при статическом и циклическом нагружении, изучение исходной микроструктуры и ее изменение на поверхности образцов при усталости с помощью оптического («№орЬзЪ& gt-) и электронного микроскопов («Джеол Т-20»), исследование кинетики процесса разрушения, измерение текущего прогиба образцов (микрометрический индикатор часового типа с ценой деления 0, 01 мм), фрактографический анализ изломов образцов (оптический компаратор типа «МИР-12» и др. методы.Для исследования была выбрана широко применяемая в электронной, радио- и других отраслях промышленности технически чистая медь М1. Получены кривые усталости, аппроксимируемые соответствующими уравнениями и вероятностные кривые распределения циклической долговечности.Цилиндрические холоднокатаные и отожженные (540 оС- 2ч- вакуум 1,33−310 Па- охлаждение с печью) образцы предварительно деформировались растяжением при комнатной температуре на машине & quot-Ин-строн-1115 в пределах равномерной деформации при скоростях от 2−10& quot-3 до 102 с -1. Эксперименты на статическое растяжение стандартных образцов проводились на машинах ZD 10/90 со скоростью деформации 2−10& quot-3 с-1. На усталость цилиндрические образцы нагружались при частоте 50 Гц по схеме консольного кругового изгиба на машине МИП-8, переобо-рудованной для нагружения грузами и оснащенной фазосинхронизатором и оптическим микроскопом (х37) со стробоскопическим освещением для наблюдения за развитием процесса усталостного разрушения. Математическое планирование экспериментов и статистический анализ их результатов проводились с рекомендациями ГОСТ 23 026–78 и ГОСТ 2 550 279. Построение кинетических диаграмм усталостного разрушения меди М1 осуществлялось по методу графического дифференцирования.Результаты исследования и их обсуждениеАнализ результатов экспериментов показывает [2−4], что все кривые прогиба образцов имеют три характерных участка. Аналогичное изменение прогиба образцов из меди М1 при усталости рассматривается в литературе. Степень упрочнения возрастает, а продолжительность периодов быстрого упрочнения и его стабилизации, сокращается с повышением амплитуды напряжения.У отожженных образцов сначала прогиб резко уменьшается за счет возникновения полос скольжения (рис. 1), а, следовательно, упрочнения материала. Затем упрочнение замедляется и начинается процесс разупрочнения образцов. При динамическом равновесии этих процессов наблюдается стабилизация изменения текущего прогиба.Рис. 1. Развитие полос скольжения и образование макротрещины (рис. 2) при изменении текущего прогиба образца из отожженной меди М1 в процессе циклического нагружения при оа = 140 МПа,число циклов нагружения Ы: а — исходное состояние- б — 6,810 (0,63% Ир) — в — 1,35-Ю4 (12,5% Ыр) — г — 2,38-Ю4 (22,0% Ыр) — д — 4,4−104 (40,7% Ыр) — е — 6,22-Ю4 (57,6% Ыр) — ж — 7,21−104 (66,8% Ыр)В начале стадии стабилизации начинают образовываться микротрещины, которые затем перерастают в макротрещины. При этом заметная макротрещина на поверхности образца длиной ~ 1,0 мм наблюдается к моменту перегиба кривой прогиба (1з).На третьем участке интенсивность изменения прогиба увеличивается в ре-зультате развития макротрещины, приводящей к уменьшению живого сечения образца.На рис. 2 приведены фотографии микроструктуры поверхности опасного сечения образца из отожженной меди М1 после различного числа циклов нагружения КШр100% (а =140 МПа, Кр = 1,055 105 циклов):а) исходная структура-б) 0,63%. В некоторых благоприятно ориентированных зернах отчетливо видны отдельные линии скольжения на расстоянии ~ 10 мкм друг от друга, проходящие через все зерно-в) 12,5%. Полосы скольжения прерываются границами зерна- они охватывают почти все зерна в опасном сечении образца и располагаются ближе друг к другу (~ 5 мкм) — в некоторых зернах видны линии скольжения по двум различным направлениям-г) 22,0%. Скольжение по вторичным плоскостям возрастает- наблюдается пересечение полос скольжения-д) 40,7. Активизируются вторичные системы скольжения- близко отстоящие (~ 2 мкм) друг от друга плотные полосы скольжения охватывают почти всю поверхность зерна- видна взаимная блокировка двух систем скольжения-е) 57,6%. В плотных полосах скольжения образуются микротрещины-ж) 66,8%. Видна микротрещина, проходящая по границам зерен и линиям скольжения.Рис. 2. Микроструктура на поверхности образца из отожженной меди М1 после различного числа циклов нагружения: оа = 140МПа- Ыр = 1,055 105 циклов- х 450У предварительно деформированных и холоднокатаных материалов уже с первых же циклов нагружения процесс разупрочнения несколько преобладает над упрочнением, что приводит к увеличению прогиба вплоть до полного разрушения образцов (например, рис. 3)Рис. 3. Развитие полос скольжения и образование макротрещин при изменении текущего прогиба образца из холоднокатаной латуни Л63 в процессе циклического нагружения при оа = З00 МПа,число циклов нагружения N: а — исходное состояние-б — 3,43 103 (3,4% ^) — в — 6,76 103 (6,7% N& amp-) — г — 3,33−10& quot- (33,5% ^) — д — 6,2104 (61,3% Щ) — е — 8,47 104 (83,8% Щ)Затем интенсивность скольжения по вторичным плоскостям скольжения увеличивается, наблюдается усиление скольжения по первичным и вторичным плоскостям скольжения и, наконец, появляется микротрещина на поверхности образца, чему соответствует наступление периода стабилизации изменения его прогиба. Моменту появления на поверхности материала трещины l длиной ~ 1,0 мм соответствует возрастание его прогиба (рис. 3).В отожженной меди М1 после деформации e = 25% вместо стадии упрочнения наблюдается разупрочнение (увеличение прогиба), а затем опять стадия стабилизации, которая значительно удлиняется по сравнению с медью без деформации и быстрого разупрочнения. С ростом амплитуды напряжения сокращается продолжительность стадий, но интенсивность изменения прогиба увеличивается.Кривые прогиба для образцов из отожженной с деформацией e = 25% и холоднокатаной меди практически совпадает. В таких образцах скольжение развивается слабо. С ростом степени деформации наблюдается дробление исходного зерна и полосы скольжения, в которых в процессе усталости интенсифицируется скольжение и зарождаются микротрещины при доли текущей долговечности от долговечности до полного разрушения образца n =80% от N циклов нагружения, то есть позднее, чет в отожженном материале. Для него этот момент соответствует n = 40−50% от N циклов. Трещина распространяется преимущественно по границам зерен, являющихся препятствием для развития полос скольжения и к концу стадии стабилизации ее величина достигает по периметру образца длины ~ 1 мм. С этого момента трещина начинает очень быстро расти в глубь образца, что отвечает III стадии усталости деформированной меди — быстрого разупрочнения.Для отожженной меди в основном характерно наличие в изломе образцов двух зон разрушения: роста усталостной трещины Ls и долома.Снимки поверхности усталостных изломов плоских образцов из отожженной меди, выполненные на электронном сканирующем микроскопе, показывают, что при долговечности N = 3,6*106 циклов разрушение носит вязкий характер, а поверхность излома содержит ямки, извилистые волокна и следы постепенного развития трещины.Это соответствует микроструктурным исследованиям в процессе циклического нагружения, согласно которым для отожженной меди свойственно множественное скольжение, пересечение полос скольженияи зарождение трещин в плотных и глубоких полосах скольжения, распространяющихся по полосам скольжения и границам зерен. С повышением амплитуды нагружения появляются участки скола со ступеньками сброса, размер которых постепенно увеличивается.Долговечность холоднокатаной меди после деформации e = 5% возрастает при высоких амплитудах и падает при низких уровнях напряжений. Зависимостям N (e) соответствует определенный характер функций АДп), а именно, сокращение стадии стабилизации, то есть фактически, согласно выводам Трощенко В. Т. с сотрудниками, стадии процесса трещинообразо-вания и в связи с этим — повышение абсолютных значений прогиба образцов при понижении долговечности. В конце периода стабилизации усталостная трещина длиной около 1 мм появляется по периметру всех образцов независимо от их обработки и амплитуды нагружения, однако наблюдается с ростом долговечности тенденция задержки этого момента.Анализ полученных в работе кривых изменения относительной величины усталостной зоны L/d образцов с ростом их долговечности показал, что в общем случае для всех групп исследованных материалов, режимов их технологической обработки и среды испытания зона усталостного разрушения растет с увеличением их циклической долговечности [1, 2, 4].Сопоставление фрактографии усталостных изломов образцов с соответствующими кривыми прогиба выявило рост прогиба с увеличением глубины усталостной трещины. Циклическая долговечность и размер зоны стабильного роста усталостной трещины в изломе образца с увеличением амплитуды приложенного напряжения уменьшаются.Структура, созданная в результате предварительной технологической обработки [1], на сопротивление материала усталостному разрушению в зависимости от амплитуды напряжения сказывается по-разному.При низких напряжениях, когда процесс разрушения контролируется вакансионным механизмом [5], избыток деформационных вакансий охрупчивает наклепанный материал за счет образования пор и снижает его долговечность тем в большей мере, чем выше степень предварительной деформации. Изломы образцов имеют хрупкий характер.При высоких амплитудах напряжения разрушение обусловливается интенсификацией механизмов поперечного и множественного скольжения дислокаций, чтоприводит к релаксации напряжений в предварительно деформированном материале, его активному разупрочнению и повышению долговечности. Характер разрушения становится более вязким.Таким образом, исследованиями установлено, что резкое уменьшение прогиба с первых же циклов нагружения свидетельствует об упрочнении образцов из отожженных материалов, обусловленном образованием интенсивных полос скольжения, наблюдающихся почти во всех зернах металла опасного сечения. Затем в этих образцах наступает период стабилизации изменения прогиба, сопровождающийся увеличением интенсивности скольжения по вторичным полосам скольжения, пересечением полос скольжения и, наконец, образованием макротрещины.Последующее увеличение прогиба образца, соответствующее появлению на его поверхности трещины длиной ~ 1,0 мм (1з), (рис. 1) соответствует периоду до зарождения трещины (Ыз) в отожженной М1 0,29Ы. Так при напряжении аа = 280 МПа долговечность до появления макротрещины составляет 1,4−103 циклов.Дальнейший рост прогиба сопровождается развитием макротрещины, сначала с малой скоростью 0,0008… 0,4000 мкм/ цикл, а затем, при I М ~ 0,15 со значительно возрастающей 0,028. 1,230 мкм/цикл соответственно при изменении амплитуды напряжения в пределах от 100 до 200 МПа.В холоднокатаной меди период до появления трещины Ы больше, а скорость ее развития меньше, чем в отожженной, и составляет сначала 0,0066 0,120 мкм/цикл, а затем -0,127 0,216 мкм/цикл соответственно при изменении амплитуды приложенного напряжения в пределах от 140 до 200 МПа.При этом анализ кинетических диаграмм усталостного разрушения (КДУР) деформированной после отжига (25%) и в тянутом (е = 0- 5 и 13%) состоянии меди М1 показал^], что КДУР располагаются значительно (на порядок) ниже, чем для отожженной и характеризуется большими значениями порогового Кй и критического К^ коэффициентов интенсивности напряжений и меньшим значением показателя степени в уравнении Пэриса-Эрдогана.Влияние степени предварительной деформации тянутых образцов на их долговечность носит немонотонный характер и зависит от уровня приложенного напряжения. Так для холоднотянутой М1 наблюдается увеличение долговечности при, а = 280 МПа с 5700 циклов при е = 0%а ?. Н[[ го/ пРддо 6700 циклов при е = 5%, а затем ее снижение до 6300 циклов при е = 13%.Значение критического КИН — К^ остается практически постоянным при е = 0% и 5% и несколько снижается при епрд = 13%.Предварительный наклеп отожженных образцов тормозит развитие процесса усталостного разрушения и повышает циклическую долговечность [7], что обусловливается увеличением периода до зарождения трещины и уменьшением скорости ее распространения.Например, если долговечность отожженных образцов с ростом степени предварительного растяжения от 0 до 25% из меди М1 увеличивается в 2,9 и 2,6 раза при, а = 100 и 200 МПа соответственно, то чис-а '-ло циклов до зарождения усталостной трещины при этом возрастает в 1,8 и 2,8 раза. Увеличению долговечности холоднокатаной М1 по сравнению с отожженной в 3,5 раза (аа = 200 МПа) также соответствует рост Ыз в 3,1 раза и уменьшение скорости роста трещины в 4,0 раза. Это обусловлено тем, что с ростом степени предварительной деформации кроме увеличения в металле плотности дислокаций [9] на его поверхности появляются остаточные сжимающие напряжения [10], благоприятно влияющие на сопротивление материала усталостному разрушению.Выводы1. Установлено, что у меди М1 после всех режимов обработки (термической и объемной пластической) процесс усталостного разрушения состоит из трех основных этапов:— образование повреждаемости в виде интенсивных полос скольжения (упрочнение у отожженных или разупрочнение деформированных образцов из меди М1-— увеличение интенсивности скольжения по вторичным плоскостям, пересечение полос скольжения, зарождение микротрещин и появление в конце стадии макротрещин (стабилизация процессов упрочнения-разупрочнения) —— развитие магистральной усталостной трещины (быстрое разупрочнение), вплоть до полного катастрофического разрушения.2. Показано, что кривые изменения текущего прогиба, в совокупности с металлографическими, фрактографическими и другими методами исследования кинетики усталостного разрушения, являются весьма важной интегральной характеристикой процессов, протекающих при циклическом нагружении. Это особенно важно в тех случаях, когда прямое наблюдение их структурной повреждаемости методически затруднительно, а порой и невозможно(например, при температурах, отличных от комнатной, или в коррозионных средах).3. По изменению прогиба образца в процессе циклического нагружения представляется возможным оценить развитие процесса усталостной повреждаемости материала на всех этапах: от зарождения макротрещин до их распространения, вплоть до полного разрушения. Это, в свою очередь, позволяет произвести выбор оптимальных режимов технологической обработки с целью повышения эксплуатационной долговечности металлоизделий.4. Влияние предварительной деформации на циклическую долговечность носит немонотонный характер и зависит от структуры материала, технологии обработки и амплитуды нагружения.Список литературы1. Пачурин Г. В., Гуслякова Г. П. Эффект наклепа на долговечность металлов при различных температурах // Физ. -хим. мех. матер. 1981. № 5. С. 127.2. Пачурин Г. В. Кинетика усталостного разрушения меди М1 и латуни Л63 // Цветная металлургия. Известия ВУЗов СССР. 1989. № 1. С. 96−101.3. Пачурин Г. В. Влияние температуры испытания на сопротивление усталостному разрушению алюминиевого сплава В95пчТ2 // Цветная металлургия. Известия ВУЗов СССР. 1989. № 4. С. 96−100.4. Пачурин Г. В. Усталостное разрушение при нормальной температуре предварительно деформированных сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1990. № 10. С. 35−38.5. Пачурин Г. В., Гуслякова Г. П. Оптимизация режимов технологической обработки с целью повышения сопротивления коррозионно-усталостному разрушению металлических материалов. — Нижний Новгород: ВСНТО, 1991. -72 с.6. Пачурин Г. В. Повышение коррозионной долговечности и эксплуатационной надежности изделий из деформаци-онно-упрочненных металлических материалов. — Н. Новгород: НГТУ, 2005. -132 с.7. Пачурин Г. В., Галкин В. В., Власов В. А., Меже-нин Н. А. Усталостное разрушение при разных температурах и долговечность штампованных металлоизделий: монография / Г. В. Пачурин [и др. ]- под общей ред. Г. В. Пачурина- НГТУ. — Н. Новгород, 2010. 169 с.8. Пачурин Г. В., Гущин А. Н. и др. Технология комплексного исследования разрушения деформированных металлов и сплавов в разных условиях нагружения: учеб. пособие / Г. В. Пачурин, А. Н. Гущин, К. Г. Пачурин, Г. В. Пименов — Н. Новгород: Нижегород. гос. ун-т., 2005. -139 с.9. Суон П. Р. Электронная микроскопия и прочность кристаллов. — М.: Металлургия, 1968. — 123 с.10. RadchakrishnanV.M., Baburamani Р. S. Исследование влияния предварительной деформации на рост усталостной трещины / Mater. Sci. аnd Eng. 1975. V 17. № 2. Р. 283−288.

Показать Свернуть

bakalavr-info.ru

"Структурная повреждаемость и сопротивление усталости технически чистой меди"

Выдержка из работы

Показать Свернуть

sinp.com.ua

Характеристика - сопротивление - усталость

Cтраница 1

Характеристики сопротивления усталости и трещиностойкости определяют расчетом и экспериментально. Для этого на этапе проектирования испытывают образцы материалов и соединений, опытные панели и узлы. [1]

Характеристики сопротивления усталости выявляются при специальных испытаниях, которые заключаются в том, что образцы металлов подвергаются гармоническим нагружениям различной интенсивности до появления в них усталостных трещин или до полного разрушения образца. [2]

Характеристиками сопротивления усталости материала являются; предел выносливости Од - максимальное напряжение цикла с коэффициентом ассим-метрии R, соответствующее заданному ( базовому) числу циклов напряжения; предел выносливости при симметричном цикле cr i; циклическая долговечность N - общее число циклов, выдержанных нагруженным объектом до образования усталостной трещины определенной протяженности или до усталостного разрушения. [4]

Такие характеристики сопротивления усталости, как число циклов до разрушения N и предел выносливости a t являются случайными величинами, которым свойственно большое рассеяние даже при условии испытания идентичных образцов, изготовленных из материала одной плавки. [6]

Использование характеристик сопротивления усталости, полученных при стационарных испытаниях, не может обеспечить высокой точности расчета на прочность деталей, работающих в условиях случайного нагружения - наиболее типичного для современных ответственных конструкций. Методы расчета деталей при нестационарной напряженности, разрабатываемые академиком АН УССР С. В. Серенсеном и его учениками, предполагают использование характеристик усталости, учитывающих влияние изменчивости величины действующих напряжений. Такие характеристики определяют с помощью программных испытательных машин, на которых исследуются закономерности накопления усталостного повреждения в зависимости от эксплуатационных, конструктивных и технологических факторов, определяются параметры вторичных кривых усталости, а также выясняются активные части спектра эксплуатационных напряжений. [7]

Расчет характеристик сопротивления усталости при кручении производим в той же последовательности, что и при изгибе. [9]

Использование характеристик сопротивления усталости, полученных при стационарном нагружении ( CTO const), не обеспечивает достаточно высокой точности в оценке долговечности при нестационарном нагружении и поэтому по результатам программных испытаний на усталость определяются соответствующие характеристики усталости, учитывающие влияние изменчивости величины действующих напряжений. [10]

Исследование характеристик сопротивления усталости образцов и натурных деталей машин при нестационарном нагружении является необходимым условием совершенствования методов и уточнения результатов расчетной и экспериментальной оценки долговечности деталей, работающих при изменяющихся циклических нагрузках. Такие исследования связаны с испытаниями Деталей машин и образцов при программируемых режимах, моделирующих процессы эксплуатационного нагружения. [11]

Описанные выше характеристики сопротивления усталости материалов определяются при испытании небольших по размерам и специально подготовленных образцов. Реальные же элементы конструкций, изготовленные из этих материалов, отличаются от испытанных образцов геометрическими размерами, технологией изготовления, условиями работы, наличием концентраторов напряжений и поэтому имеют существенно отличные от них характеристики сопротивления усталости. [12]

Для определения характеристик сопротивления усталости предложено большое количество различных методов испытания, в том числе ускоренных, однако отсутствует надлежащая оценка их трудоемкости и точности. Основные методы испытаний на усталость по характеру нагружения могут быть разделены на две группы: а) испытания с постоянной по величине амплитудой действующих напряжений; б) ускоренные испытания с монотонно или ступенчато возрастающей амплитудой напряжений. [13]

Для получения характеристик сопротивления усталости согласно ГОСТ 2860 - 65 необходимо провести испытания не менее 10 одинаковых образцов из деформируемых и не менее 15 образцов из литейных сплавов. [15]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Смотрите также

..:::Новинки:::..

Windows Commander 5.11 Свежая версия.

Новая версия
IrfanView 3.75 (рус)

Обновление текстового редактора TextEd, уже 1.75a

System mechanic 3.7f
Новая версия

Обновление плагинов для WC, смотрим :-)

Весь Winamp
Посетите новый сайт.

WinRaR 3.00
Релиз уже здесь

PowerDesk 4.0 free
Просто - напросто сильный upgrade проводника.

..:::Счетчики:::..