Прочность материалов

Параметр а определяется методами сопротивления материалов, теории упругости, механики трещин и др. и включает в себя компоненты тензора напряжений, зависящие от геометрических характеристик конструкции, внешних силовых нагрузок, упругих свойств материала и др. Коэффициент запаса прочности характеризует уровень напряжений при эксплуатации изделия и устанавливается в зависимости от условий работы на основании статистических данных о работоспособности подобных конструкций. Параметр и косвенно оценивает качество технологии изготовления, расчетов на прочность, материала и др. За предельное напряжение апр принимается одно из значений компонентов тензора напряжений или их определенное сочетание, при котором наступает текучесть, разрушение или нарушение первоначальной формы изделия. Обычно в условиях статического нагруж:ения за величину аПр принимают либо предел текучести от, либо временное

Прочность материала сосудов и труб с учетом конструкционных, металлургических, технологических и эксплуатационных факторов объединяют понятием конструктивная прочность. Различие характеристик работоспособности обуславливается различными причинами: масштабный фактор, концентрация напряжений, анизот-

Однако в условиях эксплуатации деталей, в результате наличия надрезов, перекосов, влияния среды и т.п. стадия разрушения (т.е. возникновение и развитие трещины) появляется задолго до исчерпания несущей способности, до максимальной величины нагрузки, выдерживаемой деталью. При этом прочность материала (детали в идеализированных условиях) недоиспользуется или даже не используется вовсе. Длительность процесса разрушения (роста трещины) до полного разрушения занимает значи-

При соединении стальных деталей прочность материала деталей обычно больше прочности материала шва. В подобных случаях условие равнопрочности можно обеспечить только для нахлесточных соединений. Значение нахлестки по условию равнопрочности (рис. 4.4, б)

Операциями, способствующими растрескиванию латуни, являются горячая и холодная обработка давлением, вытяжка, волочение труб без оправки и др. Латунь обладает высокой пластичностью при 200° С, которая при дальнейшем повышении температуры снижается до минимума, и на изделиях могут появиться трещины. Растрескивание латуни наблюдается также, когда вследствие термической обработки прочность материала ниже

В случае хрупкого разрушения <тв яз S,, и определяет действительное сопротивление отрыву или хрупкую прочность материала (рис. 40, б). При вязком разрушении (когда образуется шейка) а„ и S,t характеризуют сопротивление значительной пластической деформации, а не разрушению. В конструкторских расчетах а„ и SK практически не используются, так как трудно представить конструкцию, работоспособность которой не нарушится при пластической деформации отдельных деталей или узлов.

В условиях нагрева при высоких температурах прочность материала зависит не только от температуры, но и от времени ее воздействия. Нагрев металлов и сплавов до высоких температур вызывает уменьшение их прочности в результате ослабления межатомных связей в кристаллической решетке. Прочность стали при обычных температурах почти не зависит от длительности испытания, а при температурах свыше 350° С прочность тем меньше, чем дольше эксперимент.

нагруженных одинаковой силой Р: при растяжении-сжатии d2/l - const, при изгибе d*jP = const. На жесткость конструкции косвенно влияет прочность материала. При прочих равных условиях деформации пропорциональны напряжениям. Но величину напряжений принимают, как правило, пропорцнональной'прочности материала; напряжения представляют собой отношение предела прочности (или предела текучести) к коэффициенту надежности. Следовательно, чем выше прочность материала, тем больше величина принимаемых напряжений и при прочих равных условиях больше деформация системы. Напротив, чем меньше запас прочности и ближе величина действующих в системе напряжений к пределу прочности, тем больше деформация и меньше жесткость системы.

В процессах усталостного повреждения большую роль играет очаговое тепловыделение в микрообъемах, подвергающихся деформациям. В результате повъппения температуры прочность материала в микрообъемах снижается, что облегчает образование новых пластических сдвигов, которые, в свою очередь, способствуют повышению температуры. У закаленных сталей микронагрев вызывает локальный отпуск и возникновение в перенапряженных микрообъемах трооститной или сорбитной структуры с пониженной по сравнению с мартенситом прочностью.

Средняя величина напряжения, необходимого для преодоления межзеренных барьеров, определяет усталостную прочность материала. Предел выносливости можно рассматривать как средний уровень напряжения, при котором трещины еще остаются в пределах зерен и частично или полностью залечиваются в периоды отдыха.

сопротивление внугризеренным сдвигам и увеличивают прочность материала. К • этому, в сущности, и сводится упрочняющий эффект легирования, термячесхоД обработки и пластического деформирования.

7.2. Малоцикловая коррозионно-усталостная прочность материалов ГМР и компенсаторов

7.2. МАЛОЦИКЛОВАЯ КОРРОЗИОННО-УСТАЛОСТНАЯ ПРОЧНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ ГМР И КОМПЕНСАТОРОВ......................137

Прочность материалов резко снижается с увеличением температуры. Кроме того, при повышенных температурах возникает явление ползучести (пластическое течение материала под действием сравнительно небольших напряжений), приводящее к изменению первоначальных размеров детали и, как следствие, к утрате ее работоспособности.

Тепловая прочность материалов. Из формулы (108) следует, что максимальные термические напряжения при заданной интенсивности теплового

28. Тепловая прочность материалов

ПРОЧНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ

Глава 15. Прочность материалов при переменных напряжениях (доц.

высокая прочность материалов в малых сечениях, например предел прочности металлической проволоки может достигать 4500 МПа;

34. Механика разрушения и прочность материалов: Справочное пособие в 4-х томах / Под общ. ред. В.В.Панасюка. -Киев: Науковадумка, 1988.

Сопротивление усталости. Нагрузки на детали могут быть как постоянными по значению, так и переменными. Такие нагрузки вызывают в материале деталей изменяющиеся напряжения Среди различных типов переменных нагрузок особое место занимают периодически изменяющиеся, или циклические нагрузки Прочность материалов в условиях таких нагрузок характери-

1.Механика разрушения и прочность материалов: Справочное пособие/Под общ.ред. В.В.Панасюка.-Киев: Наукова Думка, I988.-T.1-4.