Тип и частота циклического нагружения

Тип и частота циклического нагружения

Так как при лабораторных испытаниях частота нагружения образца обычно бывает значительно выше частоты нагружения реальной конструкции в условиях эксплуатации, то часто возникает вопрос о применимости данных лабораторных исследований при проектировании реальных конструкций. Кроме того, в условиях эксплуатации обычно бывают так называемые периоды отдыха, когда конструкция не нагружена, а в остальное время конструкция работает при переменном размахе напряжений. Эти обстоятельства могут оказывать влияние на предел выносливости Конструкции.

Исследования, проведенные одной из исследовательских групп Американского общества по испытанию материалов (ASTM), в основном на образцах относительно малых размеров, показали, что при изменении частоты нагружения в пределах от 200 до 7000 циклов в минуту и напряжении в образце, не достигающем значения предела текучести, влияние частоты нагружения на усталостные характеристики незначительно. Однако при высоких температурах деталей пластическая деформация может иметь место при более низких напряжениях, чем при нормальной температуре. Прочитать остальную часть записи »

Нестационарные переменные нагрузки

Нестационарные переменные нагрузки

При большинстве усталостных испытаний максимальное напряжение и характер цикла остаются неизменными на протяжении всего испытания. Однако за последние 25 лет было довольно тщательно исследовано также влияние изменения нагрузки в ходе испытаний, при котором проявляется так называемый эффект накопления повреждения. В некоторых случаях нагрузки, отличающиеся от среднего уровня, периодически прикладывались с целью имитации действительного нагружений в условиях эксплуатации для непосредственной оценки влияния изменяющихся переменных нагрузок.

Большинство усталостных испытаний при изменяющейся переменной нагрузке проводилось на полированных образцах малых размеров и имело целью исследование основных соотношений накопления повреждения. Даже при хорошо изученных зависимостях накопления повреждения для более или менее точного расчета прочности конструкции в условиях эксплуатации, на основании данных лабораторных испытаний, необходимо знать закон изменения напряжения в конструкции по времени и располагать испытательными машинами, допускающими воспроизведение этого изменения напряжения в условиях лаборатории. Прочитать остальную часть записи »

Механические свойства металла в зоне сварного шва

Механические свойства металла в зоне сварного шва

При наличии значительных пороков сварного шва или при расположении шва в месте резкого изменения размеров или формы сечения, где имеет место значительная концентрация напряжений, предел выносливости сварного соединения или металла сварного шва может быть значительно понижен. В связи с большим влиянием качества сварки на прочность сварных соединений в условиях усталости приведены более подробные данные по влиянию   различных   дефектов сварки на прочность при переменных напряжениях. Там же рассмотрены методы контроля качества сварки.

Иногда бывает трудно оценить важность различного рода дефектов сварки и их влияние на прочность конструкции при переменных напряжениях. Очень важным фактором является расположение места с дефектом в конструкции. Относительно серьезный дефект может не вызывать тяжелых последствий, если он находится в зоне с низким уровнем и малым размахом напряжений. Однако, с другой стороны, необходимо иметь в виду, что детали или крепления, которые по замыслу конструктора не несут больших нагрузок, могут быть ориентированы таким образом, что напряжения в главных элементах могут распространяться также и на эти вспомогательные детали, которые при этом могут оказаться в более тяжелых условиях, чем предполагалось при проектировании. Прочитать остальную часть записи »

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.

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 »

Явление усталости

043 041 014 035 024 029
Усталость конструкций
Сопротивление усталости