Напряжений уменьшение

Один из способов основан на том, что толщина образца на участках действия растягивающих напряжений уменьшается согласно обобщенному закону Гука на величину

Величина максимального напряжения я градиент его снижения зависят от кривизны силовых линий. Пра малых отношениях d/B (d- диаметр отверстия, В-ширина бруса) концентрация напряжений уменьшается и при d = 0 исчезает. С увеличением d/B максимальное напряжение возрастает, во одновременно еще резче возрастает номинальное напряжение в ослабленном участке (обратно пропорциональное В — d), вследствие чего концентрация напряжения, отнесенная к номинальному напряжению в ослабленном участке, снижается." Концентрацию напряжений можно значительно уменьшить спрямлением силового потока приданием отверстию эллиптической формы 5. .

Кривые, полученные для различных точек на рабочем участке образца, характеризуются наличием отчетливо выраженного максимума. Возрастание значений Р™ в упругой области нагружения объясняется следующими причинами. Упругие напряжения вызывают искажения кристаллической решетки, что приводит к повышению потенциальных барьеров на пути движения электронов проводимости. Следовательно, удельная электрическая проводимость а при возрастании уровня упругих напряжений уменьшается. Однако одновременно с этим происходит преобразование исходной доменной структуры, приводящее к росту доменов, ориентированных в направлении приложенной нагрузки, за счет соседних, более мелких доменов [76, 77]. Поскольку магнитная проницаемость ц,», как правило, изменяется значительно сильнее удельной электрической проводимости 0 при одной и той же степени упругой деформации, снижение значений р^ вследствие роста удельного электрического сопротивления с избытком компенсируется за счет увеличения магнитной проницаемости

18. 5. Б. Неправильно. Чем меньше коэффициент запаса прочности, тем больше допускаемое напряжение. С увеличением допускаемых напряжений уменьшается

Глубина распространения осевых растягивающих напряжений уменьшается с сокращением длительности импульса. В пределах исследованного диапазона длительностей импульсов при энергии импульса W1 = 0,2 Дж она составляет 80-150 мкм (рис. 10.14). Характерно, что напряжения достигают максимума не у поверхности, а на глубине 5-15 мкм. Максимальные сжимающие напряжения не находятся на поверхности материала. Это связано с тем, что на поверхности материал менее стеснен, чем в основе материала. Увеличе-

С ростом напряжений уменьшается долговечность от начала испытаний до окончательного разрушения и изменяется соотношение между периодами >NT и Nx. Чем выше напряжение, тем на более ранней стадии возникает трещина, но и тем больше относительная живучесть, выраженная в процентах от общей долговечности [18]. У вершины трещины, сформировавшейся при высоких напряжениях, будет больше объем пластически деформированной зоны, а сама трещина более притуплена. При увеличении уровня напряжений наблюдается снижение эффективного коэффициента концентрации напряжений Ка • Трещина, выращенная при повышенных напряжениях, может вообще прекратить свое развитие при снижении напряжений, хотя трещины, возникшие при этих напряжениях, развиваются и приводят к разрушению.

яа усталостную прочность делается более заметным: горизонталь-,иый участок, существовавший при комнатной и низких температур jx, переходит в наклонный. Обычно влияние концентрации напряжений уменьшается при повышении температуры вследствие роста местной пластичности. Исключения связаны с физико-химическими процессами в сплавах [17].

1300 Н/мм2. В процессе циклического нагружения концентрация напряжений уменьшается. Таким образом, для материала А не может наступить усталостное разрушение в виде распространения поперечной трещины. У материала В, начальная прочность которого такая же, как и у материала А, при первом цикле нагружения поперечная трещина не образуется. Далее, поскольку OSCFM с ростом числа циклов уменьшается, разрушение материала В от распространения поперечной трещины произойти тем более не может. Усталостное разрушение этого материала, а также разрушение при статическом нагружении произойдут от распространения осевой трещины. Величина остаточной прочности материалов А и В в зависимости от числа циклов нагружения показана на рис. 2.35.

с данным концентратором напряжение, необходимое для возникновения трещины, есть величина постоянная, не зависящая от среднего напряжения цикла. С увеличением теоретического коэффициента концентрации напряжений, вызванным уменьшением радиуса в вершине надреза, уровень этих напряжений уменьшается. Расположение линии предельных разрушающих напряжений под углом к линии предельных напряжений тре-щинообразования обусловливает появление области, в которой появившаяся усталостная трещина не может распространяться. Если средние напряжения цикла расположены на диаграмме левее точки разделения линий предельных напряжений, а амплитуда цикла меньше предельного разрушающего напряжения, то возникшая усталостная трещина не распространяется. Значения амплитуд напряжений, необходимых для развития трещины до полного разрушения образца, можно определить из полученных диаграмм по следующим уравнениям:

При механической обработке процесс пластической деформации сопровождается упрочнением как самой стружки, так и поверхностного слоя обрабатываемой детали. Поскольку в процессе резания величина деформируемых напряжений уменьшается по мере удаления от контактной поверхности, то и процесс пластической деформации, а следовательно, и упрочнения носят затухающий характер по глубине поверхностного слоя.

Влияние температуры и продолжительности нагрева на устойчивость макронапряжений в среднеуглеродистой [89] и аустенит-ной [8] сталях показано на рис. 4.2. В первом приближении можно считать, что с уменьшением температуры нагрева скорость релаксации напряжений уменьшается по экспоненциальному закону.

К самопроизвольным процессам, -которые приводят пластически деформированный металл к более устойчивому состоянию, относятся снятие искажения кристаллической решетки и другие внутризерешше процессы и рост зерен. Первое не требует высокой температуры, так как при этом происходит незначительное перемещение атомов. Уже небольшой нагрев (для железа 300— —400°С) снимает искажения решетки (как результат многочисленных субмикролрО'Цессов— уменьшение плотности дислокаций в результате их взаимного уничтожения, так называемая аннигиляция, слияния блоков, уменьшение внутренних напряжений, уменьшение количества вакансий и т. д.). Линии на рентгенограммах деформированного металла, размытые вследствие искажений решетки и нарушений д се правильности, вновь ста-

Нагрев (увеличение тепловой подвижности атомов) приводит к тому, что процессы, приводящие металл в устойчивое состояние (снятие напряжений, уменьшение искажений кристаллической решетки, рекристаллизация, диффузия), достигают заметных скоростей.

Уменьшение остаточных сварочных напряжений. Способы уменьшения остаточных напряжений делят на термические, механические и термомеханические. Наиболее эффективно снятие остаточных напряжений способами, осуществляемыми после сварки.

При достаточно большой величине одноосных растягивающих напряжений уменьшение объема поперечно намагниченных доменов может происходить и в пластически деформированных участках кристалла (рисунок 2.2.2). Этот процесс наведения дополнительной одноосной магнитной анизотропии, нивелирующий локальное рассеяние магнитной текстуры в пластически деформированном участке ферромагнетика, подавляет мозаичную доменную структуру в правом наиболее напряженном участке, переходную к ней структуру комплексов 90° замыкающих доменов, а также упрощает вид междоменных границ (рисунок 2.2.2, а, б). Количество основных полосовых доменов при этом увеличивается за счет роста 180° клиновидных областей (рисунок 2.2.2, б, в). При этом уменьшение ширины доменов D, отражающее рост протяженности 180° доменных границ, связано с величиной действующих упругих напряжений следующим соотношением:

При достаточно большой величине одноосных растягивающих напряжений уменьшение объема поперечно намагниченных доменов может происходить и в пластически деформированных участках кристалла (рисунок 2.2,2). Этот процесс наведения дополнительной одноосной магнитной анизотропии, нивелирующий локальное рассеяние магнитной текстуры в пластически деформированном участке ферромагнетика, подавляет мозаичную доменную структуру в правом наиболее напряженном участке, переходную к ней структуру комплексов 90° замыкающих доменов, а также упрощает вид междоменных границ (рисунок 2.2.2, а, б). Количество основных полосовых доменов при этом увеличивается за счет роста 180° клиновидных областей (рисунок 2.2.2, б, в). При этом уменьшение ширины доменов D, отражающее рост протяженности 180° доменных границ, связано с величиной действующих упругих напряжений следующим соотношением:

Уменьшение пластичности сталей с понижением температуры проявилось в резком уменьшении зоны распространения трещин в изломах образцов, испытанных на усталость, и снижении напряжений долома <Тд.

Отсутствие единой теории КР не пометало разработке ряда действенных способов предотвращения (уменьшения опасности) КР. Здесь и способы, ставшие классическими, такие как снижение рабочих растягивающих напряжений, уменьшение внутренних

Наибольшее распространение получили различные схемы, объясняющие причину существования нераспространяющихся усталостных трещин изменением напряженного состояния у вершины трещины в связи с ее ростом. С этих позиций наиболее простым является объяснение, связанное с уменьшением действующих напряжений. Уменьшение действующих напряжений, вызывающее остановку трещины, может быть также результатом уменьшения жесткости детали при развитии в ней усталостной трещины, когда нагружение детали происходит в режиме с постоянной амплитудой деформации.

В качестве других возможных причин остановки развития усталостных трещин, основанных на изменении напряженного состояния при ее вершине, можно назвать следующие: развитие трещины в область более низких напряжений и, в частности, в область с отрицательными второй и третьей компонентами объемного напряженного состояния; увеличение момента инерции сечений при развитии в них усталостных трещин и уменьшении в связи с этим амплитуды напряжений от изгиба; различие работы упругопластической деформации у вершины трещины и у исходного надреза; уменьшение жесткости напряженного состояния у вершины трещины при ее развитии и др.

Конструктивные недостатки деталей машин оказывают существенное влияние на ухудшение их работоспособности при отрицательных температурах. Однако выявить специфику этого влияния достаточно сложно. За основу для анализа конструктивных недостатков деталей машин нами принята схема разрушения детали (см. прил. 3). Прежде всего устанавливается соответствие детали требованиям рабочего чертежа (конструкция, материал, термообработка и технология изготовления). Влияние материала и вида термообработки оценивается по описанной методике. Особое внимание уделяется наличию концентраторов напряжений (уменьшение радиуса галтели, сварочный шов и пр.). Технология изготовления может быть оценена только при осмотре разрушившейся детали. В этом случае рассматривается фактическая чистота поверхности, наличие подрезов, качество сварки и пр.

• улучшение действия (например, создание в большей степени однозначных соотношений напряжений, уменьшение влияний паразитных нагрузок).