Прочность жесткость

В книге обобщены экспериментальные исследования по влиянию различных видов комбинированного термомеханического воздействия на механические свойства металлов и сплавов (статическая и циклическая прочность, жаропрочность). Природа упрочнения металлов при термомеханической и механико-термической обработках проанализирована на основе структурно-энергетического подхода к факторам, вызывающим повышение прочности.

Исследования свойств металла крупных поковок дисков из сплава ВТ8 на образцах и моделях дисков турбин с большим ресурсом показали его высокую статическую прочность, жаропрочность и конструктивную прочность.

Потребительские свойства материалов второй группы позволяют дать оценку их работы в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации, т.е. с учетом различного рода механических воздействий на них, в том числе в агрессивных средах. Среди таких свойств — релаксация напряжений, ползучесть, усталость, выносливость. Большое значение имеют такие характеристики потребительских свойств, как живучесть, длительная прочность, жаропрочность, истираемость и сохраняемость.

Деформируемые титановые сплавы. Большинство титановых сплавов легировано алюминием, повышающим жесткость, прочность, жаропрочность и жаростойкость материала, а также снижающим его плотность (табл. 8.8).

а-Титановые сплавы (с чисто а-структурой) термической обработкой не упрочняются; их упрочнение достигается посредством легирования твердого раствора и пластической деформацией. Широкое применение нашел сплав ВТ5-1, обладающий хорошей свариваемостью, жаропрочностью, кислото-стойкостью, пластичностью при криогенных температурах; он обрабатывается давлением в горячем состоянии, термически стабилен до 450 °С. Добавки олова

Стали, сочетающие жаропрочность, износостойкость, усталостную прочность, ока-линостойкость, стойкость к термоциклиро-ванию, коррозионную стойкость в среде выхлопных газов (в том числе свинцовых соединений), что позволяет применять их для изготовления клапанов и клапанных колец двигателей внутреннего сгорания.

Низколегированные, среднелегированные и высоколегированные феррито-перлитиые конструкционные стали такого химического состава, который после термической обработки позволяет получить прочность, жаропрочность и коррозионную стойкость, необходимые для изготовления турбинных лопаток.

Стали, сочетающие жаропрочность, износостойкость, усталостную прочность, ока-линостойкость, стойкость к термоцяклиро-ванию, коррозионную стойкость в среде выхлопных газов (в том числе свинцовых соединений), что позволяет применять их для изготовления клапанов и клапанных колец двигателей внутреннего сгорания.

Низколегированные, среднелегнрованные и высоколегированные феррито-перлитные конструкционные стали такого химического состава, который после термической обработки позволяет получить прочность, жаропрочность и коррозионную стойкость, необходимые для изготовления турбинных лопаток.

Лучшего результата удалось добиться введением относительно неболь-иих количеств никеля в сплав типа АМ5 [7]. Сплавы АЛЗЗ и ВАЛ 18 с ),6...1,2% Ni, разработанные в ВИАМ, имеют неплохую жаропрочность, эднако их технологичность при литье остается недостаточной.

Для кардинального решения проблемы создания нового поколения титейных алюминиевых сплавов, сочетающих более высокую по сравнению с известными прочность, жаропрочность и одновременно хорошую технологичность при литье, в МИСиС разработаны принципы легирования для получения таких сплавов [8]. Эти принципы в обобщенном виде сводятся к следующему:

Последним этапом расчета любой конструкции на прочность, жесткость и устойчивость является определение ее надежности и сравнение с нормативной. Если надежность конструкции равна нормативной или приемлемо больше нее - расчет закончен. Если же надежность конструкции меньше нормативной, то необходимо менять размеры и делать пересчет до тех пор, пока надежность конструкции не станет допустимой. Поэтому удобна такая методика расчета конструкций, по которой требуемая надежность заранее закладывается в проектируемую конструкцию. В данной главе приводится методика расчета упругих конструкций зара-

Последним этапом расчета любой конструкции на прочность, жесткость и устойчивость является определение ее надежности и сравнение с нормативной. Если надежность конструкции равна нормативной или приемлемо больше нее - расчет закончен. Если же надежность конструкции меньше нормативной, то необходимо менять размеры и делать пересчет до тех пор, пока надежность конструкции не станет допустимой. Поэтому удобна такая методика расчета конструкций, по которой требуемая надежность заранее закладывается в проектируемую конструкцию. В данной главе приводится методика расчета упругих конструкций зара-

1. Заголовок с указанием, какую деталь рассчитывают и на какой вид работоспособности (прочность, жесткость).

— заголовок с указанием, какую деталь рассчитывают и по какому критерию работоспособности (прочность, жесткость, износостойкость);

При конструировании и построении машин необходимо наряду с расчетами кинематическими, расчетами на прочность, жесткость и износоустойчивость производить расчеты на точность.

Элементы режимов резания выбираются таким образом, чтобы была достигнута наибольшая производительность труда при наименьшей себестоимости данной технологической операции. Это требование выполняется при работе инструментом рациональной конструкции (правильно подобранный материал, наивыгоднейшая геометрия, необходимая прочность, жесткость и виброустойчивость, износоустойчивость и др.), а также если станок не ограничивает полного использования режущих свойств инструмента. Режим резания устанавливают, исходя из особенностей обрабатываемой детали и характеристики режущего инструмента и станка.

Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин: прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость, виброус-тойчивосгпь. Значение того или иного критерия для данной детали зависит от ее функционального назначения и условий работы. Например, для крепежных винтов главным критерием является прочность, а для ходовых винтов — износостойкость. При конструировании деталей их работоспособность обеспечивают в основном выбором соответствующего материала, рациональной конструктивной формой и расчетом размеров по одному или нескольким критериям.

Валы рассчитывают на прочность, жесткость и колебания. Основной расчетной нагрузкой являются моменты Т и М, вызывающие кручение и изгиб. Влияние сжимающих или растягивающих сил обычно мало и не учитывается. Расчет осей является частным случаем расчета валов при T—Q.

Анизотропия структуры проявляется в физических и механических свойствах. Прочность, жесткость, теплопроводность и электропроводность высоки в направлениях, параллельных гексагональным плоскостям (в направлении оси а)( и малы в перпендикулярных направлениях (вдоль оси с). Слои легко сдвигается относительно друг друга, что долгое время считалось причиной низкого коэффициента трения, однако в настоящее время выяснилось, что это свойство связано такхе с присутствием адсорбированной пленки вода.

параллельные с проектированием ориентировочные расчеты на прочность, жесткость, долговечность;

Прочность Масса 2,5 3,3 Const / 5 Прочность Жесткость 2,5 3 Const 5