Факторы, влияющие на сопротивление усталости

Факторы, влияющие на сопротивление усталости

Как показывают данные испытаний, на предел выносливости сварных элементов конструкций оказывают влияние следующие факторы:

концентрация напряжений, обусловленная геометрической формой деталей и иногда связанная с дефектами конструктивного или технологического происхождения,

число циклов нагружения или повторных приложений нагрузки;

величина, вид и диапазон изменения напряжений;

механические свойства материала;

масштабный эффект;

качество обработки поверхности;

скорость нагружения;

наличие остаточных напряжений;

наличие периодов отдыха;

температура при испытаниях.

Регулирование влияния указанных факторов осуществляется путем составления соответствующих технических условий на материалы, детали конструкции и методы изготовления, а также путем соответствующего выбора допускаемых напряжений.

Форма представления данных по усталости

Форма представления данных по усталости

Данные по сопротивлению усталости могут быть представлены в различном виде. В некоторых случаях указывают предельные напряжения или относительные удлинения. В других случаях указывают предельные нагрузки, изгибающие моменты или крутящие моменты. В тех случаях, когда указывают напряжения, обычно оперируют с номинальными напряжениями, а не со значениями местных напряжений в зонах концентрации напряжений, которые могут быть значительно выше номинальных напряжений. Развитие пластических деформаций и нелинейность зависимости напряжений от деформаций могут приводить к очень большим трудностям при определении местных напряжений при усталостных испытаниях.

Данные лабораторных усталостных испытаний обычно представляют в виде таблицы числа циклов до разпушения при данных значениях номинального напряжения или в форме кривой Велера, называемой также кривой усталости. Каждая из точек, по которым строится кривая, представляет собой результат испытания до разрушения данного образца из данного материала при данном типе нагружения, например при растягивающей нагрузке, изменяющейся от нуля до максимума, при симметричном цикле нагружения и т. Прочитать остальную часть записи »

Анализ данных по усталости

Анализ данных по усталости

Данные обычных испытаний материалов на усталость используются для следующих целей:

1. Сравнения поведения различных материалов при переменных напряжениях.

2. Сравнения влияния различных технологических процессов на сопротивление материалов усталости.

3. Получения предварительных данных при разработке новой технологии изготовления конструкций.

4. Сравнения поведения материалов при переменных напряжениях в различных климатических условиях и в различной среде.

5. Сравнения влияния простейших геометрических факторов, например, надрезов различной величины и формы, а также качества обработки поверхности па усталость материалов.

6. Получения коррелятивных зависимостей между пределом выносливости и другими механическими свойствами материала. Исследование влияния вида напряженного состояния, химического состава и т. д.

7. Проверки качества различных партий материала данной марки.

8. Оценки влияния различных видов обработки поверхности, например цементации, обезуглероживания, азотирования, дробеструйной обработки и гальванических покрытий на усталостные характеристики материалов. Прочитать остальную часть записи »

Влияние состояния поверхности

Влияние состояния поверхности

Большинство усталостных разрушений начинается на поверхности деталей в месте надреза, неровности поверхности или какого-либо иного концентратора напряжений. Ввиду этого состояние поверхности элементов конструкции может оказывать существенное влияние на выносливость конструкции. При изготовлении лабораторных образцов малых размеров применяется тщательная обработка с полированием поверхности, обеспечивающая малый разброс данных испытаний, однако применение такого рода обработки поверхности элементов конструкций было бы непрактично.

Состояние поверхности может оказывать существенное влияние на прочность металла при переменных напряжениях. В некоторых случаях состояние поверхности может быть решающим фактором, определяющим прочность детали, однако необходимо иметь в виду, что наиболее значительное понижение предела выносливости бывает обусловлено внутренним или внешним концентратором напряжений с наибольшим эффективным коэффициентом   концентрации.

В некоторых случаях сварные швы конструкций мостов и других сооружений, работающих при переменных нагрузках, шлифуют для удаления усиления шва с целью устранения концентрации напряжений в месте резкого изменения поперечного сечения. Прочитать остальную часть записи »

Элементы сварных швов и соединений

Элементы сварных швов и соединений

Сварка допускает больше свободы по сравнению с другими технологическими процессами в выборе конфигурации конструкции, наилучшим образом приспособленной для восприятия действующих нагрузок. В конструкциях, работающих на усталость, наиболее слабым местом обычно являются соединения, в зоне которых неизбежно имеет место концентрация напряжений. Для получения данных, необходимых для проектирования, были проведены лабораторные испытания и определен предел выносливости ряда типовых соединений, применяемых в сварных конструкциях. Сопоставление результатов лабораторных испытаний и поведения относительно крупных элементов конструкции, испытанных при том же цикле напряжения, показало, что результаты испытаний небольших образцов соединений и элементов конструкции дают правильное общее представление о выносливости реальной конструкции, в которой используются такие же элементы.

Для обеспечении экономичности изготовления и облегчения контроля качества в сварных конструкциях обычно применяется ограниченное число стандартных типов сварных швов и сварных соединений. Прочитать остальную часть записи »

Явление усталости

005 017 042 007 031 009
Усталость конструкций
Сопротивление усталости