Масштабный эффект

Масштабный эффект

Многочисленные исследования посвящены вопросу влияния размеров и формы образца на его прочность в условиях усталости. Эти исследования проводились, в основном, на полированных лабораторных образцах простой геометрической формы и только в некоторых случаях — на соединениях и деталях реальных конструкций.

Испытания на усталость при    изгибе,   проведенные Массоне, показали, что при том же напряжении изгиба в крайнем волокне образцы малых размеров выдерживают несколько больше циклов нагружения, чем образцы больших размеров. В этом случае повышенное сопротивление усталости может   отчасти   объясняться разницей в градиентах напряжения в образцах, обусловленной    различием    их диаметров.   Испытания образцов   на   усталость   при осевом растяжении — сжатии не обнаруживают разницы в прочности образцов больших и малых размеров. Эти закономерности,  установленные при испытаниях тщательно обработанных образцов малых размеров, могут иметь значение в машиностроительной промышленности, но не всегда применимы при оценке поведения конструкций больших размеров, например мостов.

Большинство исследований масштабного эффекта были проведены в условиях изгиба при вращении на образцах диаметром от 3 до 50 мм. Эти исследования показали, что масштабный эффект сильнее всего проявляется при малых диаметрах образцов. Так как наиболее низкое значение предела выносливости было получено для образцов большого диаметра, то при проектировании валов большого диаметра нельзя пользоваться результатами испытаний на усталость образцов малого диаметра.

Другим фактором, который необходимо учитывать при исследовании влияния размера на сопротивление усталости, являются свойства материала образцов. Масштабный эффект сильнее проявляется в случае стали с высоким пределом прочности, чем в случае алюминиевого сплава или стали SAE 1035. Данные Джонстона, который испытывал образцы диаметром от 2,54 до 165 мм в условиях изгиба при вращении. Эти данные показывают влияние свойств материала образца на масштабный эффект. В этом случае особенно заметно резкое уменьшение предела выносливости образцов диаметром ,165 мм из стали средней твердости. Предел выносливости этих образцов составлял всего 53% предела выносливости образцов диаметром 7,62 мм.

Имеются данные по зависимости масштабного эффекта от формы поперечного сечения образца. Эти данные также получены, в основном, на небольших образцах, испытанных на изгиб при вращении или на переменный изгиб. Было установлено, что образцы круглого поперечного сечения имеют наиболее высокий предел выносливости.

Применимость рассмотренных данных по масштабному эффекту к реальным сварным конструкциям сомнительна в связи с влиянием разницы в условиях нагружения, геометрической форме, типе цикла напряжения и уровне напряжений. На основании одних только статистических соображений можно ожидать, что предел выносливости деталей больших размеров должен быть несколько ниже Предела выносливости деталей меньших размеров, для которых при прочих равных условиях вероятность наличия пороков материала меньше

Читайте так же:

010 021 019 042 006 044 016 032

Комментарии запрещены.

Явление усталости

010 001 017 049 026 029
Усталость конструкций
Play online gamblings from Microgaming, Net Ent, Playtech, Red Tiger and more.
Сопротивление усталости