Напряжения превосходят

Ниже приведены подсчитанные по формуле (143) напряжения разрыва при затяжке стандартными ключами (усилие1 ключа принято 15 кгс). В рамку заключены напряжения, превосходящие предел текучести конструкционных углеродистых сталей.

В условиях трения и изнашивания, сопровождаемых большими удельными динамическими нагрузками, высокой износостойкостью отличается высокомарганцовистая сталь марки Г13. Эта сталь имеет в своем составе 1,0-1,4% углерода и 12,7-14% марганца, обладает аустенитной структурой и относительно невысокой твердостью (200-250 НВ). В процессе эксплуатации, когда на деталь узла трения действуют высокие нагрузки, которые вызывают в материале деформацию и напряжения, превосходящие предел текучести, происходит интенсивное наклепывание стали Г13 и увеличение твердости и износостойкости. После наклепа сталь сохраняет высокую ударную вязкость. Благодаря этим свойствам сталь Г13 широко используется для изготовления корпусов шаровых мельниц, щек камнедробилок, крестовин рельсов, гусеничных траков, козырьков землечерпалок и т.д. Необходимо отметить, что склонность к интенсивному наклепу является характерной особенностью сталей аустенитного класса, поэтому их широко используют для изготовления деталей, работающих в условиях трения с динамическими, ударными воздействиями сопряженных деталей или рабочего тела (среды).

Тайсон и Дэвис [66] испытывали модель, состоящую из алюминиевой полосы прямоугольного поперечного сечения, заделанной в паз пластины из фотоупругого материала той же толщины. При нагружении модели в направлении волокна вблизи прямоугольного конца наблюдались максимальные касательные напряжения, превосходящие номинальное растягивающее напряжение в матрице в 2,5 раза. Были получены распределения по длине волокна максимального касательного напряжения и касательного напряжения на границе между волокном и матрицей. На расстоянии от конца волокна, превосходящем два диаметра, экспериментальные результаты согласуются с аналитическими.

При этом необходимо учитывать наличие остаточных напряжений в изделии перед нагревом, возникших в результате предварительной его обработки (обработка давлением, механическая обработка, сварка и др.). Даже незначительные напряжения, возникающие при нагреве, складываясь с остаточными напряжениями, в сумме могут дать напряжения, превосходящие предел прочности металла и привести к его разрушению.

и характеризуется относительно высоким модулем упругости, поэтому даже при малых деформациях (около 0,2%) в таком хрупком материале (табл. 6) возникают напряжения, превосходящие предел его прочности при растяжении.

ваемых; образца разрушились при 2600, 3900 и 5700 циклах. При. этом напряжения были соответственно равны: 40,7; 41 и 50,7 кг/мм2.. Из приведенной на фиг. 2 диаграммы ограниченной прочности эталонных образцов следует, что при числе циклов 600 в минуту максимальные напряжения, превосходящие предел текучести, не вызывают разрыва образцов. Поэтому нельзя при динамических цикличных нагрузках брать запас прочности от предела текучести. Об этом имеются указания в некоторых литературных источниках [3; 4].

Ниже приведены подсчитанные по формуле (143) напряжения разрыва при затяжке стандартными ключами (усилие1 ключа принято 15 кгс). В рамку заключены напряжения, превосходящие, предел текучести конструкционных углеродистых сталей.

Наличие местных деформаций листов, входящих в состав расчетного сечения элемента, также может привести к тому, что часть сечения выключится из работы и в элементе возникнут напряжения, превосходящие расчетные. Так, если в результате сварки в стык поясов двутавровой балки между собой в поясах окажутся выпучины, как показано на фиг. 30, б, то момент сопротивления сечения составит всего 15—20% от расчетного момента сопротивления балки„ Соответственно напряжения в стенке балки возрастут в 5—6 раз.

В связи с тем, что при работе трубы под давлением основными являются тангенциальные напряжения, превосходящие продольные в два раза, сварные соединения являются в данном случае лишь связующими и поэтому в расчете толщины стенки не участвуют.

Под действием периодической силы (волн давления), по явившейся из-за цикличности процесса возникновения и разрушения паровых пузырьков, жидкость вдавливается в материал. Затем при падении давления жидкость уходит из материала, причем могут возникать напряжения, превосходящие прочность материала.

Однако в большинстве случаев для зон концентрации напряжений при наличии коррозионной среды лимитирующим фактором является комбинация высоких длительных статических и многоцикловых термомеханических нагрузок с большой амплитудой. Поэтому долговечность в этом случае лучше оценивать с помощью диаграммы предельных циклов, построенных по результатам коррозионно-усталостных испытаний при асимметричном цикле со средним напряжением, превышающим предел текучести. Проведение подобных испытаний в лабораторных условиях на образцах простой формы связано со значительными трудностями, вследствие интенсивного пластического течения высокопластичных котлотурбинных материалов. С другой стороны, в зонах стесненной деформации в реальных конструкциях высокие локальные напряжения, превосходящие во многих случаях предел текучести материала при одноосном растяжении, сохраняются весьма длительное время, о чем свидетельствуют измерения.

Выражения (2.94) и (2.95) справедливы во всем полупространстве за исключением небольшой области вблизи точки приложения сосредоточенной силы. В этой области напряжения превосходят предел упругости для данного материала. Таким образом, выражения (2.94) и (2.95) справедливы в смысле принципа Сен-Венана.

имеются концентраторы, в которых напряжения превосходят предел упругости и при повторных нагружениях могут происходить разрушения от малоцикловой усталости разного вида. По диаграммам статического деформирования нельзя установить, при каких напряжениях произойдет

Распределение напряжений, возникающих при качении со скольжением, показано на рис. 21. Усталостная трещина появляется, когда максимальные подповерхностные касательные напряжения превосходят предел выносливости материала, а развивается параллельно поверхности. В конечном итоге усталостная трещина приводит к отделению части металла и образованию оспинки выкрашивания. При реверсивном воздействии напряжений усталостные трещины развиваются по нормали к поверхности в глубь металла. В идеальной атомной решетке, свободной от приложенных или остаточных напряжений, атомы находятся в равновесном состоянии под действием внутренних сил. Однако реальная атомная решетка металлов геометрически несовершенна из-за наличия в ней местных дислокаций. Приложенные внешние силы приводят к перемещению атомов в новые положения, что вызывает пластическую деформацию и наклеп. Увеличение пластической деформации за предел текучести приводит к возникновению и развитию трещин. Масло, попадаемое в трещину, играет роль гидравлического клина, ускоряющего процесс развития трещины.

Если термические напряжения превосходят напряжения, возникшие от пластической деформации, то после охлаждения в поверхностном слое могут быть растягивающие макронапряжения.

При пластической деформации напряжения превосходят предел упругости и перестают следовать закону Гуна. Это состояние деформируемого металла называется пластическим.

Кроме «нормального» износа, существуют и другие причины выхода инструмента из строя, например недостаточная прочность твердосплавных и керамических пластин и наличие в них внутренних напряжений и трещин. Если действующие напряжения превосходят предел прочности на отрыв материала инструмента, то происходит хрупкое разрушение, при котором режущая кромка выкрашивается.

Распределение напряжений, возникающих при качении со скольжением, показано на рис.21. Усталостная трещина появляется, когда максимальные подповерхностные касательные напряжения превосходят предел выносливости материала, а развивается параллельно поверхности. В конечном итоге усталостная трещина приводит к отделению части металла и образованию оспинки выкрашивания. При реверсивном воздействии напряжений усталостные трещины развиваются по нормали к поверхности в глубь металла. В идеальной атомной решетке, свободной от приложенных или остаточных напряжений, атомы находятся в равновесном состоянии под действием внутренних сил. Однако реальная атомная решетка металлов геометрически несовершенна из-за наличия в ней местных дислокаций. Приложенные внешние силы приводят к перемещению атомов в новые положения, что вызывает пластическую деформацию и наклеп. Увеличение пластической деформации за предел текучести приводит к возникновению и развитию трещин. Масло, попадаемое в трещину, играет роль гидравлического клина, ускоряющего процесс развития трещины.

Связь III—IV. В процессе эксплуатации детали машин воспринимают нагрузки. Расчет на статическую прочность ведут по максимальным нагрузкам, которые обусловлены особо тяжелыми режимами эксплуатации. При этом выявляют максимальные кратковременные напряжения. В тех случаях, когда эти кратковременные напряжения превосходят предел прочности материала, деталь разрушается.

Коробление цилиндра, в отличие от упругого прогиба, является следствием пластических деформаций. Они наступают в тех случаях и в тех местах, где и когда напряжения превосходят предел текучести. Причинами таких деформаций практически могут Сыть только термические напряжения. Подобные условия легче всего наступают при высоких давлениях и температуре пара; предел текучести металла при этом невелик, а термические напряжения вследствие толстых стенок и больших разностей температур достигают очень больших величин. В результате коробления цилиндра происходит расцентровка его с ротором, отстгют спорные лапы, искажается форма пазов для сбойм^'или диафрагм, возможно нарушение плотности разъема.

Кроме цека термического происхождения, различают цек от набухания. Этот вид цека проявляется чаше на изделиях с пористым черепком типа фаянса. Под влиянием влаги происходит набухание керамического черепка (влажное расширение), сопровождающееся увеличением объема. Это обстоятельство так же, как и в предыдущем случае, вызывает в глазурном слое напряжения разрыва. Так как глазурь сопротивляется растягивающим усилиям значительно слабее, чем усилиям сжатия, то она трескается, как только эти напряжения превосходят пределы эластичности.

2) радиальными задеваниями ротора о неподвижные детали. При задеваниях в месте контакта за счет трения появляется столь высокая неравномерность температур, что возникающие температурные напряжения превосходят предел текучести. При этом ясно, что сильно разогретые волокна вала будут сжаты. После остановки ротора в этом месте возникнут растягивающие остаточные напряжения, и место задеваний будет расположено на вогнутой стороне. Радиальные задевания возникают при повышенной вибрации ротора, а также при температурном изгибе вала и корпуса турбины.