Концентратор напряжения

Внутреннее кольцо подшипника качения устанавливается на валу с натягом. Поэтому концентратор напряжений в сечении Г посадка с натягом. По табл. 12.18 имеем: Ka/Kd = 3,9m, K^/Kd = 2,75. Посадочная поверхноси, вала под подшипник

Так же как и в роликовом генераторе, в целях предохранения гибкого колеса от раскатывания устанавливают подкладное кольцо 1. Закрепление подкладного кольца от осевого смещения в дисковом генераторе затруднено. В конструкции по рис. 15.6, а кольцо удерживает борт, входящий в паз гибкого колеса. Высота борта ограничена допускаемым значением упругой деформации растяжения гибкого колеса при установке подкладного кольца (т. е. не превышает десятых долей миллиметра), что не гарантирует надежного запирания кольца. Кроме того, паз как концентратор напряжений снижает прочность гибкого колеса. Материал подкладного кольца—сталь ШХ15 (50...58 НИСЭ). Материал дисков—конструкционная сталь 45, 40Х с закалкой рабочей поверхности до 48...50 HRC3.

без концентрации к пределу прочности ав.к детали, имеющей тот или иной концентратор напряжений:

Влияние концентрации напряжений. В местах резкого изменения поперечных размеров детали, у отверстий, надрезов, выточек и т. п. возникает, как известно, местное повышение напряжений, снижающее предел выносливости по сравнению с таковым для гладких цилиндрических образцов. Это снижение учитывается эффективным коэффициентом концентрации напряжений Ко (или /Ст), который определяется экспериментальным путем. Указанный коэффициент представляет собой отношение предела выносливости a_j гладкого образца при симметричном цикле к пределу выносливости р_1к образца тех же размеров, но имеющего тот или иной концентратор напряжений, т. е.

Растрескивание сварного соединения корпуса шарового клапана .1К8/\УКМ с хвостовиком произошло по истечении года эксплуатации в условиях ОНГКМ. Корпус и хвостовик изготовлены из стали А352СгЬСС-М (%: С<0,18; 51 < 0,6; Мп < 1,2; Сг < 0,2; Си < 0,15; Р < 0,025; 5 < 0,025; Сэкв < 0,38; НВ < 235). При визуальном осмотре в верхней части кольцевого шва обнаружена трещина длиной 300 мм, а методами ультразвуковой дефектоскопии зафиксировано ее развитие в металле шва на расстояние 1200 мм. Характер разрушения хрупкий, поверхность излома покрыта продуктами коррозии, растрескивание начинается от непровара (рис. 13). В зоне термического влияния под корневым слоем в области очага разрушения обнаружен участок укрупненного бейнитного зерна с твердостью 266-285 НУ. В следующих далее слоях сварного соединения в зоне термического влияния наблюдается мелкозернистая нормализованная структура с твердостью 210-221 НУ. Сероводородное растрескивание сварного соединения инициировал концентратор напряжений — непровар в сочетании с бейнитной структурой металла, обладающей высокой твердостью.

Резкий переход от металла шва к основному металлу сварных стыков труб является одним из распространенных концентраторов напряжений, обнаруживаемых при проведении диагностики технического состояния нефтепроводов. Указанный дефект (концентратор напряжений) обусловливается чрезмерным усилением шва, допусками на толщину и диаметр труб, применением труб с различной номинальной толщиной стенки и смещением кромок. Заметим, что при наличии разнотолщинности и смещения кромок повышается вероятность появления побочных дефектов, например, непрова-ры швов (рис. 5.1).

Современный анализ развития трещины базируется на концепциях механики разрушения, исходящих из того, что макроскопическое разрушение тела (образца или конструкции) является результатом развития трещин, которые возникают либо в процессе его изготовления, либо как результат деформации во время испытания образца или эксплуатации детали. Механика разрушения устанавливает количественную связь между действующим на тело напряжением, формой и размерами трещин и сопротивлением материала докритическому (стабильному) и за-критическому (нестабильному) развитию этих трещин. Современная механика разрушения является развитием известной теории хрупкого разрушения Гриф-фитса [17, 18]. Он исходил из того, что в материале всегда имеются уже готовые трещины, и проанализировал условия, при которых эти трещины будут развиваться как хрупкие, т. е. нестабильно, с большой скоростью. В теории Гриффитса и в механике разрушения обычно рассматривается растягиваемая изотропная бесконечная пластина конечной толщины, в которой имеется эллиптическая трещина с радиусом закругления г, стремящимся к нулю (рисунок 2.1.7). Длина 2с значительно меньше ширины а. Любая трещина действует как концентратор напряжений. У вершины трещины возникает максимальное напряжение:

Снижение предела выносливости при симметричном цикле изменения напряжений характеризуется так называемым эффективным коэффициентом концентрации напряжен и и, представляющим собой отношение предела выносливости образца без концентрации напряжений (
образца без концентрации напряжений (а„л) к пределу выносливости образца тех же размеров, но имеющего заданный концентратор напряжений (а_1к):

Шаровидный графит - менее сильный концентратор напряжений, чем пластинчатый или хлопьевидный графит, и поэтому меньше снижает механические свойства металлической основы. Чугуны обладают высокой прочностью и некоторой пластичностью, сохраняют свою прочность до 500 °С (обычный чугун до 400 UC). Они маркируются буквами ВЧ, после которых ставится число, показывающее гарантируемый предел прочности на растяжение в кгс/мм2 (10"1 МПа). Марки высокопрочного чугуна:

Современный анализ развития трещины базируется на концепциях механики разрушения, исходящих из того, что макроскопическое разрушение тела (образца или конструкции) является результатом развития трещин, которые возникают либо в процессе его изготовления, либо как результат деформации во время испытания образца или эксплуатации детали. Механика разрушения устанавливает количественную связь между действующим на тело напряжением, формой и размерами трещин и сопрогивлением материала докритическому (стабильному) и за-критическому (нестабильному) развитию этих трещин. Современная механика разрушения является развитием известной теории хрупкого разрушения Гриф-фитса [17, 18]. Он исходил из того, что в материале всегда имеются уже готовые трещины, и проанализировал условия, при которых эти трещины будут развиваться как хрупкие, т. е. нестабильно, с большой скоростью. В теории Гриффитса и в механике разрушения обычно рассматривается растягиваемая изотропная бесконечная пластина конечной толщины, в которой имеется эллиптическая трещина с радиусом закругления г, стремящимся к нулю (рисунок 2.1.7). Длина 2с значительно меньше ширины а. Любая трещина действует как концентратор напряжений. У вершины трещины возникает максимальное напряжение:

н щелочноземельных металлов. Так, например, в опытах, проводившихся в 50%-ном растворе NH4NO3 при 85"С, наблюдалось растрескивание спокойной стали 25, содержащей 0,24% С (предел текучести стали 299 Мн/м2), при напряжении 320 Мн/м2 (32,6 кг/мм2) —через 350 ч (в образце имелся концентратор напряжения — выточка), а при напряжении 386 Мн/м2 (39,4 кг/мм2) —через 20 ч (рис. 75).

браженного на рис. 6, опасным является сечение в месте контакта со ступицей колеса, так как здесь действуют наибольший изгибающий момент Ми и крутящий момент Мкр (см. рис. 6, д); диаметр вала близок к наименьшему и имеет шпоночный паз, а также наибольший концентратор напряжения (для прессовой посадки). В опасных сечениях: напряжение изгиба

Объяснение влияния R на скорость роста трещины основано на анализе эффекта закрытия трещины. Трещина в зависящей от R части периода нагружения и разгрузки закрыта, т.е. как концентратор напряжения она не действует (рис. 34). Это означает, что размах эффективного коэффициента напряжений ЛК,,ГГ меньше, чем номинальная интенсивность напряжения. Захлопывание трещины является следствием остаточной пластической деформации на поверхностях трещины. Для некоторых материалов установлено, что ДКсгг — (0,5 + 0,4 R) ДК.

Для сравнительной оценки сопротивления материалов статической водородной усталости можно сократить продолжительность испытаний до 200 ч (базовое), применяя образцы с острым кольцевым надрезом и создавая жесткие условия нагружения. Концентратор напряжения (надрез) облегчает зарождение трещины, уменьшает инкубационный период и ускоряет испытания. Уровни напряжения изменяются через интервал, равный 0,1 от предела прочности образца с надрезом. Напряжение, при котором образец не разрушился за базовое время, принимается за условный предел длительной прочности на базе испытания 200 ч.

браженного на рис. 6, опасным является сечение в месте контакта со ступицей колеса, так как здесь действуют наибольший изгибающий момент Ми и крутящий момент МКр (см. рис. 6, д); диаметр вала близок к наименьшему и имеет шпоночный паз, а также наибольший концентратор напряжения (для прессовой посадки). В опасных сечениях: напряжение изгиба

В имевшем место ранее случае разрушения рабочей лопатки VIII ступени компрессора на двигателе НК-8-2у № А82У93202 (№ 23 в табл. 2.5) оценка длительности развития усталостной трещины в лопатке показала, что она составляла 52 ПЦН или примерно 104 ч. Существенно меньшая длительность развития трещины в рассмотренном выше случае объясняется тем, что концентратор напряжения в виде механического повреждения располагался на входной кромке пера лопатки значительно ближе к корневому сечению, чем в предыдущем случае. Из-за этого величина напряжений от вибраций лопатки по основному тону, которые определяют ее вибрационную прочность, была заметно выше в рассматриваемом случае.

Для выращивания трещин на образцах из высокопрочных сталей14 до упрочняющей обработки создают концентратор напряжения в виде трещины, которая на 1—2 мм меньше заданного размера, затем образец подвергают термической обработке и последующему циклическому нагружению с доведением трещины до заданного размера.

предпринята, чтобы объяснить результаты экспериментов со слоистым углепластиком на эпоксидном связующем. Образцы имели схему армирования [0°/90°]s и концентратор напряжения в виде кругового отверстия. Определялось статическое

При анализе закономерностей изменения пределов выносливости по трещинообразованию и разрушению от термической обработки и поверхностного наклепа необходимо учитывать следующее. Пределы выносливости материала зависят от его свойств, величины и распределения остаточных напряжений термического или механического происхождения, а также формы концентратора напряжений (наличия нераспространяющихся трещин в исходных острых надрезах). В связи с этим при сравнении пределов выносливости по трещинообразованию различных материалов, полученных на одинаковых образцах, необходимо иметь в виду следующее. Различие в пределах выносливости может быть следствием того, что для одного материала выбранный концентратор напряжения имеет закритическое значение теоретического коэффициента концентрации напряжений (a0>aanp) и в нем имеются нераспространяющиеся усталостные трещины, а для другого материала концентратор тех же размеров имеет докритическое значение этого коэффициента (aa

Естественный концентратор напряжения .....

Дефект или специальный концентратор напряжения