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 »

Концентрация  напряжений, обусловленная геометрической формой элементов конструкции

Концентрация  напряжений,  обусловленная геометрической формой элементов конструкции

Чувствительность к надрезу элемента конструкции определяется как мера влияния надреза на сопротивление усталости. Эта величина является функцией геометрической формы детали и предела прочности материала. Усталостные трещины в деталях, подверженных действию повторных нагрузок, обычно возникают в тех тачках конструкции, где напряжения имеют максимальные значения.

Чувствительность к надрезу исследовалась на образцах из различных материалов с надрезами различной формы. Было установлено, что влияние различных надрезов на сопротивление усталости (эффективный коэффициент концентрации напряжений) не так велико, как можно было бы ожидать на основании теоретических значений коэффициентов концентрации напряжений. Математический расчет коэффициентов концентрации напряжений для деталей сложной формы может представлять большие трудности. Однако Нейбер получил данные, облегчающие расчет теоретического пика напряжений для многих типов деталей с надрезами.

Разрабатывались различные методы оценки поведения деталей с концентрацией напряжений в условиях усталости и расчета предела выносливости таких деталей па основании значений теоретического коэффициента концентрации напряжений. Прочитать остальную часть записи »

Периоды отдыха

Периоды отдыха

Большинство исследователей показали, что периоды отдыха не влияют или очень мало влияют на сопротивление усталости, однако существует и противоположное мнение. Испытания сварных соединений, проведенные с короткими промежуточными периодами отдыха, показали, что наличие отдыха мало влияет на долговечность соединений. Другие данные, полученные при испытании небольшого числа образцов, показывают, что длительные периоды отдыха, за время которых может происходить старение пластически деформированного материала, могут увеличивать число циклов нагружения до разрушения.

Резонансные колебания, возникающие при нагружении конструкции переменной силой с частотой, равной частоте собственных колебаний конструкций, могут вызывать нагрузки, приводящие к усталостному разрушению. Это обстоятельство играет более важную роль применительно к машинам, для которых резонансные колебания могут быть основной причиной усталостных разрушений. Для конструкций типа мостов резонансные колебания не играют столь важной роли. Прочитать остальную часть записи »

Механические свойства конструкционных сталей

Механические свойства конструкционных сталей

Для изготовления сварных стальных конструкций используется сталь различных марок, начиная от углеродистой конструкционной стали и кончая термически обрабатываемыми легированными сталями высокой прочности. В соответствии с изменением в широких пределах химического состава и механических свойств этих сталей может значительно разниться также и основной предел выносливости, определяемый при испытаниях полированных образцов малых размеров без надрезов.

Для некоторых из этих материалов установлена зависимость между пределом выносливости, определенным на полированных образцах малых размеров, и пределом прочности при растяжении. Исследования показали, что предел выносливости при симметричном цикле напряжения составляет в среднем 50% предела прочности материала. Это соотношение дает хорошее приближение для предела выносливости большинства конструкционных сталей, определенного на полированных образцах малых размеров, хотя конкретные значения для различных сталей могут несколько разниться. Соотношение предела выносливости и предела прочности, полученное Гафом и подтвержденное многими другими последователями. Прочитать остальную часть записи »

Влияние температуры

Влияние температуры

При проектировании конструкций типа мостов обычно не приходится рассчитывать на действие очень высоких или очень низких температур. Однако имеющиеся данные по влиянию температуры выше и ниже нормальной на предел выносливости металлов показывают, что и некоторых случаях рабочая температура может оказывать существенное влияние на поведение конструкционной стали в условиях усталости.

Усталостные испытания полированных образцов из конструкционной стали показали, что при изменении температуры от 15° С до 425° С предел выносливости не понижается. Фактически в интервале температур от 260° С до 340° С наблюдается даже повышение предела выносливости. При температурах выше 425° С предел выносливости быстро уменьшается по сравнению со значением, наблюдаемым при нормальной температуре. В широком диапазоне изменения температур предел выносливости материала изменяется приблизительно так же, как предел прочности при растяжении. Ввиду этого можно ожидать, что соотношение между пределом выносливости стали и пределом прочности при растяжении должно оставаться одним и тем же в широком диапазоне температур

Прочитать остальную часть записи »

Явление усталости

025 gazoviy-kotel 016 005 026 004
Усталость конструкций
Сопротивление усталости