Долговечность соединений

В области концентраторов напряжений и участках с разными механическими свойствами реализуется объемное напряженное состояние. Анализ литературных данных показывает, что долговечность при малоцикловой усталости существенно зависит от схемы напряженного состояния. При переходе от одноосного к двухосному напряженному состоянию долговечность снижается до 30%. Долговечность металла при тст = 1,0 (сферические сосуды) примерно в два раза меньше долговечности металла при ma = 0. Однако при использовании, вместо главных деформаций sa - 89 (89 - окружная деформация сосуда) интенсивности деформации EI (при расчете амплитуды деформаций) кривые долговечности практически совпадают.

Эти цифры могут означать: прогресс, если долговечность машин сохраняется на постоянном уровне или повышается; застой, если долговечность снижается в такой же пропорции, в какой возрастает выпуск, регресс, если долговечность машин падает в более сильной пропорции, чем возрастает их выпуск.

В табл. 15 приведены обобщенные данные циклических испытаний при жестком симметричном нагружении образцов сплава ПТ-ЗВ в зависимости от размаха полной деформации е. Результаты циклических испытаний показали, что при больших упругопластических деформациях (2—10 %) наблюдается некоторая тенденция повышения долговечности при повышенных температурах, и, наоборот, при снижении упругопластических деформаций долговечность снижается.

Влияние масштаба на пределы ползучести и длительной прочности изучено недостаточно. Имеются данные, что с увеличением диаметра стержня длительная прочность возрастает и скорость ползучести уменьшается, а с увеличением длины стержня, напротив, долговечность снижается. Понижение длительной прочности с уменьшением диаметра стержня связывают с отрицательным влиянием наклепа поверхностного слоя образцов при их изготовлении и более сильным проявлением в данном случае окисления границ зерен. Влияние наклепа на ползучесть и длительную прочность зависит в первую очередь от рабочей темп-ры детали: наклеп может оказаться полезным при сравнительно низких темп-pax; при темп-pax, при к-рых наклеп ускоряет процессы диффузии и делает структуру сплава менее стабильной, скорость ползучести под влиянием наклепа усиливается, а длительная прочность снижается. Особое значение для прочности при высоких темп-pax имеет состояние поверхностного слоя, чистота поверхности, остаточная напряженность, присутствие наклепа и др. Положительно влияет электронолирование, отжиг для снятия остаточных растягивающих напряжений.

Характер влияния частоты нагружения на коррозионную усталость зависит от того, в каких единицах измеряют долговечность. Если измерение проводить во времени, то при высокой частоте нагружения долговечность снижается значительнее. Если выносливость измерять в циклах, то она увеличивается с увеличением частоты. Например, сопротивление коррозионно-усталостному разрушению гладких образцов из алюминиевого сплава В95 с увеличением частоты нагружения от 3,3 до 100 Гц повышается тем значительнее, чем ниже уровень циклических напряжений. При испытании образцов с концентратором напряжений в присутствии коррозионной среды влияние частотного фактора в диапазоне 3,3 — 166 Гц не обнаружено в интервале напряжений 70-180 МПа (Карла-шов А.В. и др. [186, с. 67-72]).

Зависимость масштабного фактора от длины образца обнаружена при испытании образцов диаметром 4 мм из отожженной стали 40Х при пульсирующем осевом растяжении и воздействии коррозионной среды (Карпенко Г.В. и др. [182, с. 505—508]). Так с увеличением длины образца с 20 до 72 мм и уменьшением прикладываемого напряжения долговечность снижается на 4—8 млн. цикл. На основании этих результатов можно сделать заключение о справедливости статистической теории для объяснения коррозионной усталости металлов при равномерном распределении напряжений по сечению образца, т.е. при отсутствии градиента напряжений. С увеличением диаметра образцов до 10 мм изменение их длины в интервале 90— 150 мм уже не оказывает существенного влияния на выносливость стали 40Х в аналогичных условиях. Это обстоятельство не противоречит статистической теории, а только подтверждает ее вывод о затухающем влиянии фактора неоднородности металла.

Эти цифры могут означать-, прогресс, если долговечность машин сохраняется на постоянном уровне или повышается; застой, если долговечность снижается в такой же пропорции, в какой возрастает выпуск, регресс, если долговечность машин падает в более сильной пропорции, чем возрастает их выпуск.

Общая характеристика пластмасс. Различные пластмассы обладают рядом достоинств: низкой плотностью, химической стойкостью, высокой удельной прочностью и износоустойчивостью, фрикционными или антифрикционными свойствами, хорошими диэлектрическими характеристиками, тепло- и звукоизоляционными свойствами. Детали в большинстве случаев получают методами прессования, экструзии или литья, которые характеризуются высокой производительностью и высоким коэффициентом использования материала. При правильном выборе и применении пластмасс снижается вес машин, повышается их надежность и долговечность, снижается трудоемкость изготовления и стоимость.

' В результате было установлено, что долговечность снижается на 60—70%.

Результаты свидетельствуют о том, что между амплитудным отношением двух циклических нагрузок и изменением выносливости образцов при двухчастотном нагружении существует взаимосвязь. При р = /2//! = 2,7, когда доля высокочастотной составляющей в суммарной нагрузке, цикла невелика, долговечность повышается, ^ю когда отношение ста2/озтах становится больше 0,54, долговечность снижается.

позволяющим испытывать образцы при одновременном действии двух циклических нагрузок и поперечном изгибе. Во всем исследуемом диапазоне амплитудных отношений ста2/(татах = 0,23-ь 4-0,80 наблюдается резкое снижение усталостной прочности. Предел выносливости, составляющий при одночастотном нагружении 13,5 кгс/мм2, падает при двухчастотном нагружении до 4,5 кгс/мм2, т. е. на 67%. Экспериментальные исследования показывают, что изменение выносливости стали в условиях двух-частотного нагружения зависит от частотных и амплитудных отношений действующих нагрузок. По-видимому, именно эти обстоятельства и дают неодинаковые результаты влияния двух-частотного нагружения на выносливость сталей [57]. Долговечность снижается с ростом отношения амплитуд (рис. 35, а) и частот (рис. 35, б) действующих нагрузок. Для малого соотношения частот р = 2,7 существует диапазон отношений сга2Лтатах, в котором долговечность и предел выносливости даже повышаются (рис. 35, б). С увеличением отношения частот с 12,8 до 120 для исследовавшегося интервала значений аа2/статах выносливость при двухчастотном нагружении уменьшается.

Матод ПТЭГ сварки значительно технологичней известных способов получения соединений труб с трубными решетками с металлическими связями по всей толщине последних, и практически без технологической подготовки производства может быть применен при изготовлении ответственного теплообменного оборудования. При этом многократно повышаются надежность и долговечность соединений труб с трубными решетками и оборудования в целом- По качеству соединений ПТЭГ сварка не имеет альтернативы при изготовлении компактных теплообменник аппаратов высокой интенсивности.

ЭЛЕКТРОСВАРКА — сварка, при к-рой свариваемые части нагреваются электрич. током. Различают электродуговую сварку и контактную электросварку. По сравнению с другими видами сварки Э. нашла наибольшее применение почти во всех отраслях пром-сти для изготовления неразъёмных соединений из сталей и др. конструкц. материалов. Обеспечивает высокую надёжность, долговечность соединений и миним. массу конструкций. Наряду со сталями и др. сплавами на жел. основе успешно свариваются лёгкие сплавы, цветные металлы, тяжёлые и редкие металлы, пластмассы.

После получения предварительных результатов Шрейдер и Блок [ilO] исследовали всю поверхность, покрытую аппретом, используя радиоактивный АПС, что позволило непосредственно определить количество АПС на блоках до их склеивания. Установлено, что долговечность адгезионных соединений не зависит от присутствия в неоднородной пленке аппрета фракции 1 (физически адсорбированного продукта гидролиза, удаляемого холодной водой). Слишком большой избыток этой фракции иногда вызывает ослабление адгезионной связи. Максимальная долговечность соединений наблюдается в присутствии наибольшего количества фракций 2 и 3 '(хемосорбированного полимерного АПС). При извлечении фракции 2 из пленки аппрета путем экстрагирования кипящей водой до склеивания блоков долговечность адгезионного соединения уменьшается по линейному закону (рис. 8).

И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ

Пайка с нагревом ТВЧ получила наибольшее распространение в машиностроении при производстве режущего инструмента, однако применение этой технологии и для пайки деталей трубопроводов трактора позволяет экономить материалы, улучшать условия труда, а также повышать качество, надежность и долговечность соединений.

1- Шлицевые соединения приводных валов коробок скоростей заменять коническими соединениями со шпонками (оптимальное решение). Закалка шлицевых валов может повысить долговечность соединений примерно в 2 раза-При посадке с натягом по центрирующему диаметру можно существенно повысить долговечность, но это создает трудности при разборке станка-

В результате закалки валов долговечность соединений повышается в 2—3 раза; в результате применения плотной и тугой посадок вместо посадки движения — в 1,5—2 раза. Замена соединения с отношением длины к диаметру 0,8 на соединение с отношением 1,5 повышает долговечность соединения в 3—5 раз.

от погрешностей угла профиля резьбы, поэтому отклонение этого угла от номинального значения не влияет на долговечность соединений.

Радиус впадины резьбы. Первое экспериментальное исследование влияния радиуса впадины R резьбы на долговечность соединений выполнено Тумом и Штеделем. Они установили, что увеличение радиуса R от 0,1 до 0,2 мм для болтов М10 повышает в 2 раза работу удара W (рис. 6.7). Позднее А. И. Якушев [22]

во впадинах резьбы при неконтролируемых режимах нарезания. В работе Р. Спроута 139], а также в исследованиях авторов установлено существенное влияние радиуса впадины на долговечность соединений. Подобные результаты для титановых и стальных болтов получены в одной из лабораторий США.

ных нагрузок. Исключение контакта по вершинам витков резьбы с профилем VII, как показали результаты экспериментов, повысило долговечность соединений, но снизило прочность при испытании на срез. Такую незьбу используют в США для соединений, нагруженных тяжелыми динамическими нагрузками.