Повреждении материала

Использование системы струй в ряде случаев позволяет не только улучшить теплообмен, но и удачно организовать технологический процесс. Направленные вверх струи могут удерживать листовое изделие на «воздушной подушке». Это облегчает транспортировку изделия, уменьшает механические нагрузки на него и практически исключает повреждение поверхности. Последнее немаловажно, например, при термообработке листового стекла.

Повреждение поверхности зубьев. Все виды повреждения поверхности зубьев (рис. 8.12) связаны с контактными напряжениями и трением.

посадочный пояс под один из подшипников при извлечении вала проходит сквозь внутреннюю обойму другого подшипника, причем не исключено повреждение поверхности пояса.

При назначении величины допустимых напряжений не учитывают предысторию детали (влияние технологии ее изготовления) и последующую историю (постепенное изменение механических свойств материала в процессе работы машины). Эти изменения могут действовать разупрочняюще и упрочняюще. Разупрочняющими факторами являются коррозия, износ и повреждение поверхности деталей, накопление микроповреждений в результате многократно повторных нагружений, местный отпуск в результате нагрева под действием циклических нагрузок.

где сг0 — предел выносливости гладкого полированного образца из данного „материала при данном виде упрочняющей обработки; k\ — коэффициент качества обработки; k2 — коэффициент коррозионного воздействия; /с3 — коэффициент, учитывающий повреждение поверхности при эксплуатации в результате износа; k4 — коэффициент, учитывающий частотность циклов; &5 - коэффициент, учитывающий степень ударности нагрузки; k6 — коэффициент, учитывающий температурный режим работы детали; fc7 ~^ЭФ"-фициент, учитывающий неоднородность материала, и рассеивание харак-

Допускаемые напряжения выбирают с учетом качества материала и вида термообработки; характера нагружения пружин (статическое, динамическое); условий работы пружины (состояние окружающей среды, ее коррозионная активность и температура, истирание и повреждение поверхности витков в процессе работы и т. д.); степени ответственности упругого элемента и возможности быстрой замены в случае повреждения; предполагаемого срока службы упругого элемента.

На примере продукции фирмы SPM рассмотрим технические средства и системы вибрационного мониторинга и вибрационной диагностики. На рисунке 3.5.9 изображены портативные приборы для наблюдения за состоянием оборудования. Тестер Т2000 определяет повреждение поверхности качения, плохой монтаж, работу без смазки и другие недостатки в работе подшипников. Анализатор ударных импульсов А2010 определяет повреждение подшипника и анализирует состояние масляной пленки в зоне нагрузки подшипника.

На примере продукции фирмы SPM рассмотрим технические средства и системы вибрационного мониторинга и вибрационной диагностики. На рисунке 3.5.9 изображены портативные приборы для наблюдения за состоянием оборудования. Тестер Т2000 определяет повреждение поверхности качения, плохой монтаж, работу без смазки и другие недостатки в работе подшипников. Анализатор ударных импульсов А2010 определяет повреждение подшипника и анализирует состояние масляной пленки в зоне нагрузки подшипника.

было бы при соприкосновении идеально твердых тел), но по очень малым площадкам. При этом давление распределяется по такой площадке весьма неравномерно и достигает наибольшего значения в ее центре. Это наибольшее давление называют контактным напряжением ан. При чрезмерно большом ан возникает повреждение поверхности контакта, характер которого зависит от свойств материала упругого тела. У пластичных тел возникает остаточная деформация вследствие появления текучести, у хрупких на поверхности контакта образуются мелкие трещины. В результате постепенного развития трещин частицы материала выкрашиваются, оставляя после себя углубления. Такой вид повреждения называют выкрашиванием или питингом.

Во-первых, повреждение поверхности может произойти из-за попадания извне абразивной частицы 3 и, во-вторых, — - из-за проявления скрытого дефекта отливки — раковины 4, которая может оказаться на поверхности трения по мере износа направляющей.

Для направляющих станков основной причиной потери работоспособности является износ [146]. Повреждение поверхности в результате износа приводит к искажению начальной формы направляющих, что влияет на точность обработки детали. Поэтому выходной параметр станка — погрешность обработки Д, — функционально связан с износом направляющих С/, т. е. Д = / (?/). Однако, если Д не превосходит допустимого (по требованиям точности к станку) значения ДДОП, то отказ не возникнет.

Из результатов фрактографического исследования диска IX ступени КВД двигателя CF6-50 видно, что разрушение диска началось из-за исчерпания его долговечности по критериям МНЦУ, но развитие трещины под действием вибрационных нагрузок было локализовано в пределах зоны с размерами около 4,5 мм по оси диска и 2 мм по его радиусу. Далее развитие трещины определялось нагрузками, отвечающими области МЦУ. При этом разрушение материала в малоцикловой области вначале было смешанным вязким внутри-зеренным и хрупким межсубзеренным, а затем подавляющую роль стал играть хрупкий межсубзе-ренный механизм разрушения материала. Аналогичные особенности разрушения материала как в плане перехода ведущей роли в повреждении материала от высокочастотных вибрационных нагрузок к нагрузкам, отвечающим области МЦУ, так и в части реализуемых механизмов малоциклового разрушения материала наблюдались у дисков

Разрушение траверсы по сварному шву в случае № 5 было связано с перегрузкой детали, в результате чего трещина не успела распространиться на всю толщину стенки. При этом излом имел характерные усталостные линии, которые свидетельствовали о регулярном повреждении материала от полета к полету блоком циклических нагрузок. В случаях № 6, 7 разрушение сопровождалось формированием четких усталостных линий при разрушении деталей на всю толщину сечения (рис. 15.7). Это позволило произвести оценку длительности роста трещины в посадках для всех трех деталей на основе измерения усталостных линий (рис. 15.8). В случаях № 5-7 число посадок составило соответственно около 120, 380 и 160. Различия в оценках длительности роста трещины определяются, во-первых, перегрузкой детали (случай № 5) и ее доломом до достижения трещиной естественного предельного размера, а во вторых, высокой концентрацией напряжений (случай № 7) в районе подкладки под сварку. Рассмотренные случаи разрушения позволили провести оценку длительности роста трещины исходя из других представлений (случай № 4), когда в изломе

Благодаря перегрузкам была достигнута большая длина трещины (почти в 1,5 раза), чем если бы процесс развития происходил без перегрузок. Более того, выполненные оценки показали, что и длительность роста трещины возросла почти на 1500 посадок по сравнению с тем, как если бы происходило движение трещины только при повреждении материала на масштабном мезоскопическом

Вторичные кривые выносливости характерны для двух случаев: при повреждении материала без образования макротрещины и с макротрещиной. Между ними находится кривая выносливости, которая названа характеристической (рис. 14).

При скоростях соударения 156— 600 м/с, вызывающих эрозию рабочих лопаток паровых турбин, расчетное давление составляет 25—95 МПа. Предел текучести для лопаточных сталей, определенный в статических условиях, составляет 68—80 МПа. Известно, что при высоких скоростях нагружения предел текучести повышается. Поэтому сравнение значений предела текучести и импульсного давления не позволяет сделать вывод о возможном повреждении материала при ударе одиночной капли.

ной скорости ультразвука, по которому можно судить о фактическом повреждении материала.

В связи с этим необходима активизация деятельности материаловедческих лабораторий, в которых сейчас зачастую законсервировано дорогостоящее испытательное оборудование. Их задачами должны стать изучение основных закономерностей изменения параметров диагностических сигналов по мере развития дефектов в материале; бценка работоспособности моделей, описывающих изменение сигналов при повреждении материала, и их применимости для диагностики и прогнозирования разрушения газовых объектов; поиск оптимальных совокупностей диагностических параметров; создание методик имитации повреждений, позволяющих осуществлять лабораторное моделирование ситуаций на реальных объектах; получение данных о зависимости сигналов от марки, технологии, возраста материала с целью уменьшения влияния указанных факторов на диагноз и прогноз (создание и пополнение базы данных). Кроме того, такие лаборатории могут служить тренажерной базой для работников промышленности, а также для аттестации новых перспективных разработок диагностической аппаратуры.

- оценка работоспособности моделей, описывающих изменение акустических сигналов при повреждении материала, и их применимости для диагностики и прогнозирования разрушения реальных объектов;

Для режимов малоциклового нагружения с увеличением числа циклов до разрушения существенную роль в повреждении материала наряду с пластической циклической деформацией начинает играть упругая составляющая. В этом случае обобщение, учитывающее длительность малоциклового нагружения, может быть выполнено [29] на основе двучленной зависимости (2.15) с включением в нее, по аналогии с зависимостью (2.19), параметров частоты и температуры испытания:

измерением их параметров, которые изменяются при повреждении материала в результате деформирования или развития дефектов. Распространенные методы неразрушающего контроля (МНК), довольно широко применяющиеся в промышленности, имеют достаточно развитые аппаратурное и методическое обеспечение. Однако дальнейшее развитие этих методов ограничивается причинами, лежащими в их физических основах и обуславливающими главные недостатки: во-первых, регистрируя дефекты, эти методы не дают информации о возможности их развития в процессе эксплуатации конструкции; во-вторых, результаты контроля существенно зависят от ориентации дефекта, глубины его залегания; в-третьих, сканирование датчика по контролируемой поверхности вносит серьезные ограничения на применение этих МНК в ходе эксплуатации.

Для описания скоростей развития трещин могут быть использованы также представления о предельно накопленном повреждении материала в вершине трещины в соответствии с (1.90), при-