Усталостные разрушения

Усталостные разрушения

Поведение конструкции при усталостном разрушении обычно резко отличается от поведения конструкции, разрушающейся или приходящей в негодность из-за статической перегрузки, вызывающей чрезмерные пластические деформации или потерю устойчивости, или в результате вязкого или хрупкого разрушения материала с образованием трещины. Усталостные разрушения обычно происходят при более низком уровне напряжений и только после большого числа повторных нагружении, тогда как разрушение при статической перегрузке обычно происходит в течение относительного короткого времени.

Усталостные разрушения, отмеченные инженерами железных дорог еще в 1843 г., в незначительной мере послужили побудительным мотивом для начала обширных исследований, которые проводятся с тех пор в области усталостного разрушения. Первые усталостные разрушения чаще всего происходили в элементах подвижного состава и пути. В конструкциях мостов в то время усталостные разрушения еще не имели места. Однако с течением времени число циклов нагружении увеличивалось, и усталостные трещины стали обнаруживаться также и в конструкциях мостов. Прочитать остальную часть записи »

Теории усталостного разрушения

Теории усталостного разрушения

Гаф и Казо приводят обзор ранних теорий, выдвигавшихся различными исследованиями для объяснения явления усталости. Однако ни одна из этих теорий не объясняет полностью фактов, наблюдаемых при усталостных испытаниях в лаборатории. Ранние теории усталости основывались на предельном напряженном состоянии. Более новые теории основываются на деформационных характеристиках или дислокации. Эти новые теории, часть которых рассмотрена в работе Боаса, отличаются большей сложностью по сравнению с теориями, исходившими из предельного напряженного состояния, но, по-видимому, более точно объясняют действительный механизм усталости. В результате своих исследований Боас пришел к выводу, что в настоящее время существуют теории, объясняющие наиболее важный процесс возникновения усталостных трещин, однако многие подробности еще предстоит изучить.

Вуд изложил некоторые из новейших теорий возникновения усталостных трешин и проанализировал в свете этих теорий некоторые из современных экспериментальных исследований в области усталости. Прочитать остальную часть записи »

Вид излома при усталостном разрушении

Вид излома при усталостном разрушении

Вид излома при усталостном разрушении имеет некоторые характерные особенности, позволяющие отличить его от излома при других видах разрушения. Знание этих особенностей может быть полезно при определении причины разрушения и исходной точки развития усталостной трещины. Усталостное разрушение обычно начинается при очень малой видимой пластической деформации и имеет характер хрупкого разрушения. Однако кажущийся хрупкий характер усталостного разрушения не следует смешивать с хрупким разрушением металла при низких температурах. При усталостном разрушении трещина распространяется медленно с периодами прекращений развития, тогда как хрупкое разрушение при низких температурах происходит очень быстро.

При обоих типах разрушения не наблюдаются значительные пластические деформации и не проявляется вязкость материала, однако сопротивление усталости не уменьшается при понижении температуры, как сопротивление хрупкому разрушению: напротив, сопротивление усталости при низких температурах повышается.

При статическом нагружении и отсутствии условий хрупкого излома разрушению стальной конструкции обычно предшествует появление пластических деформаций в сравнительно большом объеме металла. Прочитать остальную часть записи »

Предотвращение усталостных разрушений

Предотвращение усталостных разрушений

Лучший способ предотвратить появление усталостных трещин заключается в ограничении в процессе проектирования и постройки конструкции действия факторов, способствующих усталостному разрушению. Ввиду этого важно, чтобы конструкторы, технологи и монтажники, совместно работающие над конструкцией, которая в дальнейшем должна подвергаться действию повторных нагрузок, хорошо понимали влияние различных факторов на процесс усталости.

При проектировании конструкции необходимо выбирать материалы и элементы конструкции с хорошим сопротивлением усталости. В практически встречающихся в технике конструкциях нельзя избежать применения деталей с концентраторами напряжений. Тем не менее необходимо стремиться к тому, чтобы значительная концентрация напряжений в деталях конструкции по возможности не имела места. При несоблюдении этого условия сопротивление конструкции усталости может быть неудовлетворительным, несмотря на применение материала с высокой выносливостью.

Конструктор должен задавать размеры и форму сварных соединений, не рассчитывая на то, что это сделает технолог-изготовитель конструкции. Прочитать остальную часть записи »

Методы обнаружения и оценки опасности дефектов сварки и усталостных трещин

Методы обнаружения и оценки опасности дефектов сварки и усталостных трещин

Усталостные трещины, начинающиеся па поверхности элемента конструкции, обычно могут быть обнаружены до значительного распространения либо при визуальном осмотре, либо с помощью какого-либо метода контроля поверхности, например магнитного метода или метода проникающего красителя. Трещины часто встречаются в местах концентрации напряжений, обусловленной дефектами конструктивного или технологического происхождения, а также случайными надрезами, которые во многих случаях можно устранить. Усталостные трещины, начинающиеся от внутренних дефектов материала, часто бывает трудно обнаружить. В начальной стадии развития такие трещины могут быть даже незаметны на рентгенограммах.

Наиболее надежным методом обеспечения прочности конструкции правильно спроектированного сварного моста при правильной технологии сварки является создание действенной системы технического контроля при изготовлении элементов конструкции и сборке ее. Можно также рекомендовать проверку качества сварных швов в зонах действия высоких напряжений каким-либо методом, не требующим разрушения материала, например, путем просвечивания рентгеновскими лучами или улучами ультразвуковым или магнитным методом, или методом проникающего красителя. Прочитать остальную часть записи »

Явление усталости

024 045 020 048 005 018
Усталость конструкций
Сопротивление усталости