Напряжений соответственно

Наблюдаемый характер разрушения объясняется наличием структурных дефектов покрытий, таких, как металлический титан в покрытии TIN и поры, выполняющих роль концентраторов напряжений, снижающих сопротивляемость модифицированных слоев коррозионно-механическому изнашиванию. В процессе прерывистого резания образование сетки микротрещин может привести и к разрушению материала основы за счет отрыва частиц покрытия в местах их прочных связей с твердым сплавом. Карбидотитановые покрытия имеют более высокую трещиностойкость, лучше сопротивляются образованию и росту трещин [ 117]. Трещиностойкость износостойкого комплекса "покрытие-основа" зависит от релаксационных свойств тугоплавких фаз, входящих в его состав. Релаксационные свойства износостойкого комплекса зависят от температуры трибомеханического контакта. При этом с повышением температуры релаксационные свойства покрытий возрастают заметнее, чем таковые основы. Поэтому работоспособность инструмента при резании на высоких скоростях определяется структурными характеристиками покрытия. Повышение скорости резания приводит к изменению механизма разрушения режущих кромок твердых сплавов, который зависит от диффузионных процессов в приповерхностных слоях основы и явлений микропластичности. Твердые сплавы с покрытием TiC более устойчивы к явлениям ползучести, чем сплавы с нитридотита-новым покрытием. Трещиностойкость износостойкого комплекса может быть повышена путем нанесения промежуточных мягких слоев, способствующих вязкому торможению образующихся в процессе изнашивания трещин [92, 116, 118]. Закономерности изнашивания твердосплавных инструментов с покрытиями наиболее полно иллюстрируют зависимости, представленные на рис. 7.13 [92].

На рис. 1.8 приведена наиболее простая механическая модель, впервые использованная А. Ю. Ишилинским [13, 86], объясняющая эффект Баушингера с феноменологических позиций, но вместе с тем отражающая в очень схематизированной форме вероятную физическую причину этого явления. Развитие микропластических деформаций в дискретных и различно ориентированных полосах скольжения, принадлежащих отдельным зернам, должно сопровождаться возникновением поля остаточных напряжений, снижающих сопротивление материала пластическому деформированию при изменении его направления. Упругое звено / работает параллельно со звеном сухого трения 2 в виде ползунка. Кроме того, имеется еще одно упругое звено 3, соединенное последовательно с первыми двумя. Диаграмма циклического деформирования (рис. 1.9) элемента гипотетического материала с механическими свойствами, отвечающими данной модели, строится на основании элементарного расчета. При а <; С2, где С2 — предельное сопротивление проскальзыванию в звене 2, происходит только линейно-упругая деформация звена 2 по закону е = = ol/E1 (линия О А на рис. 1.9). При а > С2 деформацию, приобретающую характер упругопластической, претерпевают звенья 2 и /. Закон деформирования (линия А В) приобретает такой вид:

В процессе шлифования, особенно закаленной стали, следует предупреждать возможность образования в поверхностном слое прижогов, трещин, а также чрезмерно больших остаточных напряжений, снижающих прочностные характеристики и, в частности, износостойкость рабочих поверхностей и кромок (при нормальных условиях шлифования закаленной стали в поверхностном слое обработки возникают сжимающие напряжения, в среднем равные 40—70 кГ1мм%). Это достигается строгим соблюдением проверенного режима шлифования и правильным выбором характеристики шлифовального круга, особенно по твердости. Необходимо также предупреждать образование в поверхностном слое остаточных напряжений на предшествующих шлифоваию меха нической и термической операциях.

Влияние остаточных сварочных напряжений на прочность конструкции рассмотрено в главе III. Там было показано, что в большинстве случаев необходимость термической обработки изделия для снятия напряжений возникает при больших толщинах и жесткости свариваемых элементов вследствие опасности появления «реактивных» напряжений, снижающих прочность, а также при опасности растрескивания конструкций.

толщина слоя должна быть больше. Для устранения деформации изделий после цементации нередко проводят шлифование на толщину 0,1—0,25 мм. Это приводит к снижению на поверхности остаточных напряжений сжатия и даже образованию растягивающих напряжений, снижающих a_i. Поэтому после цементации нередко проводят ППД, которое формирует на поверхности детали высокие напряжения сжатия. При циклических нагрузках сопротивление цементо-

Наблюдаемый характер разрушения объясняется наличием структурных дефектов покрытий, таких, как металлический титан в покрытии TiN и поры, выполняющих роль концентраторов напряжений, снижающих сопротивляемость модифицированных слоев коррозионно-механическому изнашиванию. В процессе прерывистого резания образование сетки микротрещин может привести и к разрушению материала основы за счет отрыва частиц покрытия в местах их прочных связей с твердым сплавом. Карбидотитановые покрытия имеют более высокую трещиностойкость, лучше сопротивляются образованию и росту трещин [117]. Трещиностойкость износостойкого комплекса "покрытие-основа" зависит от релаксационных свойств тугоплавких фаз, входящих в его состав. Релаксационные свойства износостойкого комплекса зависят от температуры трибомеханического контакта. При этом с повышением температуры релаксационные свойства покрытий возрастают заметнее, чем таковые основы. Поэтому работоспособность инструмента при резании на высоких скоростях определяется структурными характеристиками покрытия. Повышение скорости резания приводит к изменению механизма разрушения режущих кромок твердых сплавов, который зависит от диффузионных процессов в приповерхностных слоях основы и явлений микропластичности. Твердые сплавы с покрытием TiC более устойчивы к явлениям ползучести, чем сплавы с нитридотита-новым покрытием. Трещиностойкость износостойкого комплекса может быть повышена путем нанесения промежуточных мягких слоев, способствующих вязкому торможению образующихся в процессе изнашивания трещин [92, 116, 118]. Закономерности изнашивания твердосплавных инструментов с покрытиями наиболее полно иллюстрируют зависимости, представленные на рис. 7.13 [92].

Уравнение Муни применимо для описания модуля упругости при сдвиге каучуков, наполненных жесткими частицами любой формы [191. Однако для жесткой матрицы уравнение Муни дает резко завышенные результаты. Причинами этого являются отклонение коэффициента Пуассона матрицы от 0,5, наличие термических напряжений, снижающих эффективный модуль упругости композиций и малое различие в модулях упругости матрицы и наполнителя. Для полимеров, содержащих частицы, близкие к сферическим с любым значением модуля упругости, модуль упругости композиции может быть рассчитан по уравнению Кернера [20 ] или аналогичному уравнению Хашина [21] при условии прочного сцепления между фазами. Для некоторых случаев уравнение Кернера может быть значительно упрощено.

В целях повышения несущей способности в пределах упругости винтовые пружины часто подвергаются заневоливанию, т. е. предварительному пластическому деформированию. Это позволяет получить в поперечных сечениях витков поле остаточных напряжений, снижающих рабочее напряжение и выравнивающих распределение напряжений в поперечных сечениях витков [5]. В первую очередь это относится к пружинам сжатия.

Габаритные размеры вкладышей устанавливают исходя из условия, что расстояние от рабочей полости до края вкладыша (толщина стенки) должно быть не менее 20 мм. В мелкосерийном производстве, когда пресс-формы эксплуатируются периодически, допускается уменьшить это расстояние до 10 мм. При определении высоты вкладышей учитывают необходимость устойчивого положения вставок и стержней. С этой целью к размеру глубины оформляющей полости добавляют не менее 15 мм для посадки стержней или вставок. При конструировании вкладышей рекомендуется соблюдать принцип равностенности сечений. Местные утолщения затрудняют термообработку и могут привести к короблению, появлению закалочных трещин и излишних внутренних напряжений, снижающих стойкость вкладышей.

В процессе отпуска прочность и ударная вязкость стали возрастают вследствие уменьшения концентрации углерода в мартенсите и снятия напряжений, снижающих склонность стали к хрупкому разрушению (рис. 5). В связи с этим в результате отпуска больше повышается прочность сталей, закаленных с охлаждением в воде, чем закаленных в масле или в горячих средах, и имеющих меньшие напряжения (табл. 6).

Другой важный фактор, в значительной степени определяющий чувствительность к коррозионной среде,—наличие на поверхности образцов концентраторов напряжений. В вершинах концентраторов напряжений при малоцикловом нагружении создаются условия для образования глубоких трещин с малым раскрытием, в которых происходит подкисление внутрищелевого раствора и его глубокая деаэрация. Указанные условия препятствуют или затрудняют процесс репассивации, в результате чего процесс коррозионного разрушения активизируется. На рис. 71 показано влияние концентрации напряжений на малоцикловую долговечность сплава ВТ5-1 при /? = 0 в коррозионной среде (оном^0,9о^) образцов с радиусом надреза 0,01; 0,1; 0,5; 1,2 и 6,0 мм. Во всех случаях отношение диаметра образца в надрезе d к диаметру вне надреза оставалось постоянным и равнялось 0,707 при d=9 мм. Указанным радиусам соответствовал теоретический коэффициент концентраций напряжений, соответственно равный 13,5; 5,2; 4,2; 2,8 и 2,0. По оси абсцисс на риа 71 отложена долговечность Л/кр, соответствующая точке пересечения кривой усталости надрезанных образцов с кривой усталости гладких образцов. Как видно из рис. 71, даже при проведении испытаний чувствительного к коррозионной среде сплава ВТ5-1 при наличии концентра-

где Т и II представляют собой алгебраические формы, соответствующие первому и второму инвариантам тензора напряжений и для анизотропных материалов определяемые по формулам (52) и (58); f — скалярная константа; II и III — второй и третий инварианты тензора напряжений соответственно. В развернутом виде уравнение (64) выглядит так:

При каждой температуре испытаний на карте нанесены значения критических напряжений перехода из области низких в область высоких напряжений, полученные при анализе экспериментальных данных по теориям ползучести. Таким путем на карте нанесены две области ползучести, механизмы которых определяются при каждой температуре уровнем напряжений. Соответственно в этих областях есть различия в типе разрушения.

Данные измерения микротвердости с помощью прибора ПМТ-3 (рис. 146) свидетельствуют о том, что разупрочнение стали 22К наблюдается с первого цикла нагружения, причем минимальная степень разупрочнения соответствует симметричному циклу нагружения траст/тсж = 1 (траст итсж — время действия растягивающих и сжимающих напряжений соответственно).

v — коэффициент Пуассона; G — модуль упругости второго рода; Ki, K.z — коэффициенты интенсивности напряжений соответственно для растяжения и сдвига, которые можно представить как

Сложнее определить ожидаемый прирост долговечности за счет качественного изготовления фасок и введения фланкирования. Известно, что снижение изгибных напряжений (в данном случае и линейной нагрузки на зуб) при внедренной на РВЗ форме фланкирования составляет (25 н- 35)?d,. величина контактных напряжений соответственно уменьшается в 1,12 -f- 1,16'раза.

нпо значения нормальных контактных напряжений соответственно при первом и втором опытах.

Определение длины трещины методом разности электрических потенциалов основано на пропускании через образец постоянного тока и измерении напряжений соответственно между точками, расположенными на одной или на разных сторонах трещины. Измерительные контакты устанавливают в заданных точках образца 6 с погрешностью не более ± 0,2 мм, используя конденсаторную сварку, специальные зажимы и струбцины, а также зачекан-ку.

Напряженное состояние в патрубке реактора, соответствующее распределению температур на рис. 5.2, приведено на рис. 5.9 и 5.10. На первом из них представлены графики изменения упругих напряжений и их интенсивности вдоль внешнего контура конструкций, на втором — распределения этих напряжений соответственно вдоль направлений ti и Г2 по толщине в опасных сечениях патрубковой зоны.

Для случая оценки вероятности разрушения для фиксированной наработки по числу циклов в связи с изменчивостью уровня напряжений соответственно получается

п — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений поперек клеевого шва; ттах и гср — величины касательных напряжений соответственно максимальных, возникающих на краях (пик напряжения), передних, возникающих в середине клеевого шва, работающего на сдвиг; G — модуль сдвига клеевого слоя; Е — модуль упругости наименее прочного из материалов склеиваемых деталей;