Напряжений созданных

При расчете на контактную прочность не требуется вводить коэффициент запаса, вследствие того что как выкрашивание, так и постепенный износ не ведут к немедленной потере работоспособности, а лишь оказывают влияние на равномерность вращения колес и сокращают срок их работы. Поэтому в данном случае понятия предельного и допускаемого напряжений совпадают.

Для определения направлений главных напряжений пластинки выводят , из полярископа. При этом возникает : картина изоклин (геометрическое место точек, где направления главных напряжений совпадают с плоскостью поляризации прибора). Синхронно вращая поляризатор и анализатор, можно зафиксировать поле изоклин.

Исследования проводились для двух видов нагружения: 1) направления действия главных напряжений совпадают с направлениями осей упругой симметрии материала стеклопластико-вых труб; 2) направления действия главных напряжений не совпадают с осями упругой симметрии.

Таким образом, поскольку первоначально изотропный материал модели под действием напряжений становится анизотропным и получает свойство двойного лучепреломления, а направления главных напряжений совпадают с главными осями оптической симметрии, то можно связать величины главных напряжений с главными показателями преломления nlt л2 и п3. Заметим, что в каждой точке анизотропной среды оптические свойства могут быть выражены с помощью эллипсоида показателей преломления с полуосями, равными главным показателям преломления среды % < я2 < п3. Искомая связь может быть представлена для объемного напряженного состояния уравнениями Максвелла

абсолютно упругого материала, кривые нагружения и разгрузки в диаграмме напряжений совпадают (рис. 2.50, б) — каждому значению напряжения, независимо от того, рассматривается ли процесс нагружения или разгрузки, соответствует одна и та же по величине деформация. В отличие от нелинейно-упругого тела, в упруго-пластическом кривые нагружения и разгрузки не совпадают — одному и тому же значению напряжения соответствуют различные деформации в зависимости от того, рассматривается ли нагружение или разгрузка, а если последняя, то в зависимости от того, от какого напряжения она производится (рис. 2.50, в).

они получены путем формального перехода по аналогии от формул (б.40*)2(3; только в первом случае знак изменен на противопог ложный. Можно показать, что главные направления девиатора и* тензора напряжений совпадают, при этом

Пластическая деформация есть выражение сдвигов, происходящих под действием нагрузки в кристаллической решетке. В поликристаллических телах, каковыми являются металлы, сдвиги происходят по направлениям, ориентированным к приложенной силе под углом 45°, т. е. потнаправлениям действия максимальных касательных напряжений. Сдвиги идут не по границам зерен, а внутри их, и начинаются с тех зерен, у которых с направлением действия указанных напряжений совпадают плоскости кристаллов с наибольшей плотностью атомов. Затем в пластическую деформацию вовлекаются зерна с иной ориентацией атомов. Дислокация может рассматриваться как граница незавершенного сдвига./В результате взаимодействия отдельных дислокаций между собой возникают различного рода барьеры, препятствующие дальнейшему движению дислокаций. Кристаллическая решетка искажается, в результате происходящих сдвигов на месте бывших зерен образуются продукты их разрушения — вытянутые вдоль приложенной силы обломки зерен или блоки. Растет плотность дислокаций, меняется не только взаимное расположение атомов в кристаллической решетке, но и многие узлы ее оказываются не заполненными атомами, т. е. наряду с ростом количества дислокаций увеличивается количество вакансий. Все это вместе взятое и ведет к деформационному упрочнению металла при холодной пластической деформации.

Большинство прозрачных материалов, первоначально изотропных, под действием деформации или напряжений становится дву-преломляющим (оптически активные материалы, явление искусственной анизотропии [2]). В обычно используемых материалах, при напряжениях в пределах пропорциональности, направления главных напряжений совпадают с главными осями оптической симметрии и величины главных напряжений aj, o2, a3 линейно связаны с главными показателями преломления п\, г\ъ Яд следующими зависимостями [2, 26].

В случае^активной упруго-пластической дефо^Ш>Ш21'4-)--Щправления главных дефорр[ц1Щ§в*шшчых напряжений совпадают;\<(^оо*1т:шй[г реформация

В случае активной упруго-пластической деформации: 1) направления главных деформаций и главных напряжений совпадают; 2) объемная деформация пропорциональна среднему нормальному напряжению, т. е. А = Ка: 3) интен-

2.3.2. Расчет сопротивления циклическому нагружению в соответствии сп. 1.8 производится с учетом асимметрии цикла по амплитудам максимальных условных упругих напряжений цикла, равным произведению местной упругой или упругопластичес-кой деформации, определяемой расчетом или экспериментально, на модуль упругости при расчетной температуре; при деформациях, не превышающих деформаций предела текучести, значения условных и действительных напряжений совпадают.

Еще тяжелее условия работы ввертного болта (рис. 351,6), когда на опасных участках (близких к плоскости стыка) нарезана резьба, являющаяся концентратором напряжений. Наиболее неблагоприятен случай изгиба шпильки, ввернутой до упора в торец отверстия (рис. 351, в). Здесь в опасном сечении возникают высокие напряжения растяжения, складывающиеся из напряжений от предварительной затяжки и напряжений, созданных при завертывании шпильки до упора в торец. Как и в предыдущем случае, происходит концентрация напряжений на участке выхода резьбы на плоскость опасного сечения.

от результатов, полученных на кольцах (рис. 17, в и г). Это отличие зависит от величины окружных начальных напряжений, созданных в трубах в процессе намотки. При вырезке сегментов эти напряжения частично снимаются.

Для повышения коррозионной стойкости нашли практическое применение различные методы механической обработки. Так, в работе [133] сообщается о снижении остаточных растягивающих напряжений и повышении коррозионной стойкости образцов из аустенитной стали, изготовленных точением и шлифованием, после обкатки роликом. Аналогичные результаты получены при исследовании [132] трех серий образцов прессовок алюминиевого сплава с нулевыми, сжимающими и растягивающими остаточными напряжениями: коррозионная стойкость образцов всех трех серий после дробеструйной обработки повысилась. Методом рентгеновской дифрактоскопии установлено наличие поверхностного слоя, в котором дробеструйной обработкой уничтожаются все виды остаточных напряжений, созданных ранее. 186

Для повышения коррозионной стойкости нашли практическое применение различные методы механической обработки. Так, сообщается [149] о снижении остаточных растягивающих напряжений и повышении коррозионной стойкости образцов из аустенитной стали, изготовленных точением и шлифованием, после обкатки роликом. Аналогичные результаты получены при исследовании [150] трех серий образцов прессовок алюминиевого сплава с нулевыми, сжимающими и растягивающими остаточными напряжениями: коррозионная стойкость образцов всех трех серий после дробеструйной обработки повысилась. Методом рентгеновской дифрактоскопии установлено наличие поверхностного слоя, в котором дробеструйной обработкой уничтожаются все виды остаточных напряжений, созданных ранее.

J> Изучение влияния напряжений, созданных внешней нагрузкой,

Изменение свойств •сплава Бр.БНТ1,9Мг в зависимости от уровня напряжений, созданных приложенной нагрузкой, в процессе динамического старения показано на рис. 18, Для сплава Бр.БНТ1,9Мг как и для , сплава 36НХТЮМ8, наблюдается та же законе-мерность—чем выше возникающие напряжения (до 1,05 <т0,2). тем больше прирост пределов пропорциональности и упругости. Однако прирост сопротивления малым пластическим деформациям оцениваемого по пределу упругости здесь наблюдается уже при напряжениях ~0,5о0,2. Так, при напряжении 60 кгс/мм2, т. е. 0,5 ст0,2, отмечен небольшой прирост предела упругости (<т0005), составляющий —4 кгс/мм2. При напряжении 108 кгс/мм2 (6,9 ог0,2) предел упругости ст0>005 — 120 кгс/мм2, а при действующем напряжении 115 кгс/мм* —сг0>005 == 128 кгс/мм2, что более чем на /40 кгс/мм2 выше, чем после обычной термической обработки. Предел текучести (
Еще тяжелее условия работы ввертного болта (рис. 351,6), когда на опасных участках (близких к плоскости стыка) нарезана резьба, являющаяся концентратором напряжений. Наиболее неблагоприятен случай изгиба шпильки, ввернутой до уПора в торец отверстия (рис. 351, в). Здесь в -опасном сечении возникают высокие напряжения растяжения, складывающиеся из напряжений от предварительной затяжки и напряжений, созданных при завертывании шпильки до упора в торец. Как и в предыдущем случае, происходит концентрация напряжений на участке выхода резьбы на плоскость опасного сечения.

Цель полного отжига — понижение твёрдости, улучшение обрабатываемости резанием, повышение вязких свойств, уничтожение внутренних напряжений, созданных предыдущей обработкой, и подготовка структуры к последующей термообработке (закалке).

Рекомендуемая по условию снятия остаточных напряжений для сварных изделий из аустенитных сталей термообработка (стабилизация) при температурах 800—900° может приводить не к улучшению, а в ряде случаев к ухудшению свойств металла шва и околошовной зоны сварного соединения (п. 4, глава II). Поэтому оптимальным видом термической обработки для сварных соединений аустенитных сталей является аустенизация — закалка с температур 1050—1200° в зависимости от марки стали. Этот режим термической обработки принят в качестве основного для сварных стыков паропроводов и ряда других ответственных конструкций из аустенитных сталей. В случае необходимости снятия остаточных напряжений, созданных в процессе быстрого охлаждения при аустенизации, конструкция может дополнительно подвергаться стабилизации по режиму: 800-=-900° — 10 час.

Для крупных турбин такой метод пока не применяется. Использование его при высокой температуре пара невозможно ввиду релаксации напряжений, созданных автофретированием.

Сварные конструкции турбин и в первую очередь ротора, диски и рабочие лопатки эксплуатируются при воздействии значительных напряжений, созданных вращением. Для их испытания используются разгонные стенды, в которых модели дисков или роторов доводятся до разрушения [47]. На рис. 95 приведена фотография композитного диска наружным диаметром 450 мм после испытания на разгонном стенде. Центральная часть диска в соответствии с температурными условиями работы изготовлена из теплоустойчивой стали 25ХЗВМФ (ЭИ415), а наружный обод — из высоконикелевого сплава марки ЭИ607А. Сварка производилась аустенитными электродами типа ЭА-4ВЗБ2 (марки КТИ-7). Диск испытывался на разгон при температуре обода 700° С и центральной части 500° С. После достижения 15 000 оборотов, когда напряжения превысили расчетные в три раза, испытания были прекращены. Замеры диска показали, что его наружный диаметр увеличился на 8 мм. На фотографии отчетливо видны следы пластической деформации шва и обода.