Напряжений наибольшее

Так как высота и ширина призматических шпонок выбираются по стандартам, расчет сводится к проверке размеров по допускам мым напряжениям при принятой длине или на основании допускаемых напряжений находится ее длина.

При контактной усталости рабочих поверхностей зубьев зубчатых передач под действием касательных напряжений трещины начинают развиваться с поверхности, хотя при нормальных нагрузках, согласно теории Герца, зона максимальных напряжений находится ниже поверхности контакта.

Коэффициент ku характеризует изменение предела прочности стали, чугуна и цветных металлов в зависимости от размеров детали: kM для углеродистых и легированных сталей находится в интервале 1,0 — 0,85 при диаметре или толщине детали от 10 до 200 мм; для этих же сталей /г„ при наличии высокой концентрации напряжений находится в интервале 1,0 — 0,67; kM для чугуна и цветных металлов находится в интервале 1,0 — 0,64. Большим размерам деталей соответствует меньший коэффициент.

Как показывают исследования с помощью малобазных тензо-датчиков, в эксплуатационных и стендовых условиях тангенциальные напряжения в безмоментной зоне труб хорошо соответствуют величинам, рассчитываемым по уравнению (3.1.4), и при рабочих давлениях интенсивность номинальных напряжений находится на уровне предела пропорциональности конструкционных материалов.

Столь значительный сдвиг потенциала анодного нарушения пассивного состояния (потенциала «пробоя») в сторону отрицательных значений для пришовной области ведет к особой опасности локального нарушения пассивности в тех коррозионных средах, где нержавеющая сталь при отсутствии напряжений находится в устойчивом пассивном состоянии, с образованием условий для усиленной локальной коррозии (в том числе коррозионного растрескивания) при наличии коррозионных гальванопар на поверхности сварного соединения типа активная пришовная зона — пассивная остальная поверхность.

Такой значительный сдвиг потенциала анодного нарушения пассивного состояния (потенциала «пробоя») в сторону отрицательных значений для пришовной области ведет к особой опасности локального нарушения пассивности в тех коррозионных средах, где нержавеющая сталь при отсутствии напряжений находится в устойчивом пассивном состоянии, с образованием условий для усиленной локальной коррозии (в том числе коррозионного растрескивания) при наличии коррозионных гальванопар на поверхности сварного соединения типа активная пришовная зона — пассивная остальная поверхность.

Увеличение продолжительности центробежно-шарй-кового упрочнения от 20 до 80 мин (от 4 до 16 проходов) не оказывает заметного влияния как на величину остаточных напряжений, так и на глубину их распространения. При упрочнении отверстия проушины шатуна из стали 18Х2Н4ВА максимум остаточных напряжений находится на глубине 0,12—0,15 мм, а величина остаточных напряжений сжатия и глубина их распространения практически не отличаются от значений, полученных для цен-тробежно-шарикового упрочнения. Центробежно-шарико-вое упрочнение и раскатка в широком диапазоне режимов упрочнения стали 18Х2Н4ВА (высокий отпуск) позволяет получить максимальные остаточные напряжения сжатия 50 кгс/мм2.

Таким образом, наличие упругих остаточных напряжений действительно является одной из причин формирования в текстурованных пластинах кремнистого железа магнитонеоднородной структуры, приводящей к так называемой межзеренной неоднородности. Причем величина остаточных напряжений находится в таком диапазоне (см. таблицу), что их влияние на магнитные свойства и потери на перемагничивание оказывается весьма существенным [3]. Так, согласно [3], потери на перемагничивание при изменении сжимающих напряжений вдоль прокатки от нуля до 200 кгс/см2 увеличиваются в 3 раза — от 0,46 до 1,39 Вт/кг.

Глубина деформированной зоны. Глубина зоны, в которой происходят изменения материала, определяется условиями трения. При упругой деформации сжатия она не превышает 3 а, где а — полуширина площадки контакта, т. е. практически можно полагать, что глубина зоны деформации равна диаметру пятна касания, при этом максимум касательных напряжений находится на глубине 0,47 а. Для цилиндра, скользящего по плоскости при / = 0,3, максимальные касательные напряжения выходят на поверхность контакта [6].

Во многих случаях максимум растягивающих напряжений находится не на поверхности вершины трещины, а впереди нее на расстоянии 26 от вершины [33, 37,49, 93]. Здесь 6— величина пластического раскрытия вершины, равная

Таким образом, полное перемещение, которое и должно вводиться в расчет для определения напряжений, находится по формуле

неограниченное число перемен напряжений. Наибольшее переменное напряжение, которое материал может выдержать, не раз-

Первоначально в материале образовалась несплошность из неметаллических включений и окисных плен, которые привели к образованию в шлицевом валике двух несплошностей по двум шлицам, расположенным почти на диаметрально противоположном расстоянии друг от друга. Далее происходило распространение одной усталостной трещины (участок № 1), которую сначала догоняла, а потом и перегоняла другая трещина (участок № 3). Такая ситуация образования каскада трещин связана с перераспределением нагрузки по мере развития усталостной трещины в зоне № 1. Наличие несплошности ослабило сечение шлиц и привело к высокой концентрации нагрузки, а также вызвало изменение в поле напряжений. Наибольшее растягивающее напряжение было ориентировано не по впадине шлиц, а под некоторым углом к основанию шлиц. Еще более существенное изменение в ориентации плоскости наибольших растягивающих напряжений имело место для зоны № 3, где трещина распространилась почти параллельно зоне несплошности № 2.

Одна из моделей предполагаемого роста коррозионной трещины основана на том, что ее скорость контролируется кинетикой химических реакций между твердым металлом и средой, которая заполняет трещину [207, 208]. Так как химические реакции — это термически активируемый процесс, то КР также должно быть активируемым процессом. К тому же энергия активации процесса КР должна зависеть от напряжений, и реакции должны проходить более быстро там, где поле напряжений наибольшее.

На основании проведенных исследований и практического опыта можно заключить, что в результате химико-термической обработки (цементации или цианирования) предел выносливости деталей значительно повышается. Это особенно характерно для деталей с концентраторами напряжений. Наибольшее практическое применение поверхностный наклеп нашел для цементованных зубчатых колес, где в результате этой операции несущая способность повышалась в 2 раза, а долговечность в несколько раз.

В зависимости от физико-химических свойств и исходной структуры материала деталей, режимов резания, геометрии режущего инструмента на разной глубине поверхностного слоя возникают различные фазовые превращения и изменение физико-механических свойств поверхностного слоя, что приводит к возникновению в поверхностном слое значительных по величине остаточных напряжений различного знака. На величину и распределение остаточных напряжений наибольшее влияние оказывают скорость резания, подача и величина переднего угла режущего инструмента. При увеличении подачи возрастает толщина снимаемого слоя, увеличивается степень пластической деформации поверхностного слоя, возрастают силы трения и количество тепла, выделяющегося в зоне резания, а следовательно, растут величина и глубина распространения остаточных напряжений.

Для проведения циклических испытаний на больших временных базах в широком диапазоне чисел циклов и температур требуется применение надежных нагружающих систем, обеспечивающих заданные амплитуды деформаций и напряжений. Наибольшее суммарное время (до 104 ч) достигнуто при температурном нагруже-нии (термическая усталость с варьируемой выдержкой в цикле). Активное циклическое деформирование с помощью электромеханических нагружающих устройств осуществлено на базах до 103 ч.

Для измерения напряжений наибольшее распространение получили тензометры, основанные на использовании тензометрических преобразователей: механические, оптические, пневматические, струнные (акустические) и электрические.

по величине остаточных напряжений различного знака. На величину и распределение остаточных напряжений наибольшее влияние оказывает скорость резания, подача и величина переднего угла режущего инструмента. При увеличении подачи возрастает толщина снимаемого слоя, увеличивается степень пластической деформации поверхностного слоя, возрастают силы трения и количество тепла, выделяющегося в зоне резания, а следовательно, растут величина и глубина распространения остаточных напряжений (см. табл. 6).

образцов в надрезом. В евязи 0 высокой концентрацией напряжений наибольшее распространение для динамически нагруженных соединений получили легированные стали. Основное преимущество таких вталей по сравнению <з углеродистыми — большие пределы текучести и прочности при достаточно высокой пластичности, что необходимо при создании значительных напряжений затяжки.

Из экспериментальных методов определения остаточных напряжений наибольшее распространение нашли механический и рентгеновский. Первый метод основан на определении деформаций, возникающих в связи с нарушением условий равновесия при разрезке тела на части. Не исключено, что сам факт разрезки создает новые остаточные напряжения. Рентгеновским методом можно определить остаточные напряжения только на поверхности.

Для проведения циклических испытаний на больших временных базах в широком диапазоне чисел циклов и температур требуется применение надежных нагружающих систем, обеспечивающих заданные амплитуды деформаций и напряжений. Наибольшее суммарное время (до iO^ ч) достигнуто при температурном нагруже-нии (термическая усталость с варьируемой выдержкой в цикле). Активное циклическое деформирование с помощью электромеханических нагружающих устройств осуществлено на базах до 10^ ч.