Выносливости алюминиевых

Акустические генераторы, применяемые для прочностных испытаний, по характеру создаваемых ими нагрузок разделяются на две основные группы: с дискретным спектром частот и с непрерывным (широкополосным) спектром. Использование последних, как правило, целесообразнее, так как они лучше воспроизводят эксплуатационные условия. Однако они менее экономичны. Генераторы с широкополосным спектром частот, как правило, применяют для ресурсных испытаний, а генераторы с дискретным спектром — для параметрических исследований выносливости элементов обшивки. По типу привода различаются генераторы с механическим приводом (сирены) и электро-пневматические преобразователи (модуляторы).

Точечной сваркой достигаются: а) высокая производительность труда (250—2000 точек в час при одноточечных машинах и до 10000 точек в час при многоточечных), малый расход электроэнергии (при толщине металла до 5,0 мм) в сравнении с другими способами электросварки; б) высокая прочность соединений, работающих при статической нагрузке; в) относительно гладкая поверхность сваренного изделия. Наряду с этим при точечной сварке имеет место значительная концентрация местных напряжений вблизи сварных точек и понижение предела выносливости элементов, работающих при регулярных повторно-переменных нагрузках.

Действительно, зная величину неуравновешенности ротора, можно определить соответствующий ей эксцентрицитете и сравнить его с допустимым эксцентрицитетом ед, определенным аналитически. Подсчеты показали, что расхождение между допустимыми эксцентрицитетами, определенными аналитически и экспериментально, составляет около 5%, а численные значения допустимых дисбалансов, определенных таким способом, имеют одинаковый порядок с допустимыми дисбалансами, установленными практически при балансировке роторов на заводах. Следовательно, приведенная выше методика определения допустимых дисбалансов роторов авиационных ГТД, исходящая из основной предпосылки— достаточной контактной выносливости элементов подшипника, является вполне приемлемой для практических целей и подтверждается экспериментальными данными.

Существуют рекомендации для назначения минимально допустимых запасов прочности. Их величина зависит от опыта эксплуатации, назначения турбомашины, условий работы конкретных элементов конструкции и степени полноты экспериментальной информации о (0-1) дет и сто. Обычно минимальные запасы прочности п=\, 5 ... 4. Вопросы определения пределов выносливости элементов конструкции рабочих колес освещены, например, в работе [36].

Разрушение элементов крыла. Результаты испытаний на повторные нагрузки самолетов с крыльями лонжеронной схемы, опыт их эксплуатации и ремонта показывают, что разрушения силовых элементов крыла происходят после большого количества циклов повторных нагрузок. При этом перед окончательным разрушением силовых деталей, как правило, появляются начальные повреждения элементов: трещины обшивки, заершенность и выпадание заклепок и др. Это указывает на снижение статической выносливости элементов конструкции крыла, вызванное воздействовавшими на них нагрузками.

чений предела выносливости элементов из алюминиевых сплавов для базы, отличной

Необходимо регламентировать и ввести в нормативную документацию на восстановление деталей параметры структуры и строения материала детали, значения величин износостойкости, прочности и усталостной выносливости элементов и коррозионной стойкости поверхностей.

В результате длительной эксплуатации среднее значение предела выносливости элементов труб в зоне основного металла снизилось на 14,9 %, его среднее квадратическое отклонение — на 18 %; в зоне сварного соединения те же характеристики снизились соответственно на 9,5 и 24 %.

Таким образом, снижение сопротивления усталости является существенным, при этом повреждение элементов труб в зоне основного металла оказалось значительно более высоким, чем в зоне сварного соединения (примерно на 50 %). С другой стороны, уровень сопротивления усталости, оцениваемый средним значением предела выносливости, в зоне сварных соединений систематически и существенно ниже, чем в зоне основного металла: соответственно 200 и 265 МПа (снижение на 24 %) до эксплуатации и 181 и 226 МПа (уменьшение на 20 %) после эксплуатации. Следует заметить также, что рассеяние пределов выносливости элементов со сварным соединением, как правило, больше, чем рассеяние пределов выносливости элементов основного металла (коэффициент вариации составляет соответственно 0,077 - 0,092 и 0,051 - 0,053).

стики сопротивления усталости сварного соединения: среднее значение предела выносливости элементов труб после испытаний всего на 1 % ниже, чем у исходных, и на 5,5 % — чем у элементов из новых труб. Разброс значений пределов выносливости элементов труб после испытаний несколько больше, чем у исходных и новых, однако меньше, чем после эксплуатации. Для элементов основного металла после испытаний также повышается предел выносливости ~7,5 %, но при этом резко увеличивается и его среднее квадратическое отклонение (более чем в 2 раза).

6. Снижение прочностных свойств материала труб нефтепровода на 15 %, исходя из результатов выполненных исследований, реально отражает состояние длительно эксплуатируемых трубопроводов. Располагая параметрами распределения внутреннего давления в трубе и пределов выносливости элементов труб, можно ставить и обоснованно решать задачу об оценке остаточной прочности, долговечности и надежности линейных участков нефтепровода с учетом характеристик сопротивления усталости, твердости и ударной вязкости.

Акустические генераторы, применяемые для прочностных испытаний, по характеру создаваемых ими нагрузок разделяются на две основные группы: с дискретным спектром частот и с непрерывным (широкополосным) спектром. Использование последних, как правило, целесообразнее, так как они лучше воспроизводят эксплуатационные условия. Однако они менее экономичны. Генераторы с широкополосным спектром частот, как правило, применяют для ресурсных испытаний, а генераторы с дискретным спектром — для параметрических исследований выносливости элементов обшивки. По типу привода различаются генераторы с механическим приводом (сирены) и электро-пневматические преобразователи (модуляторы).

Практический интерес представляет определение возможности прогнозирования усталостных характеристик материалов по результатам испытаний при различных базах. Решение этой задачи для алюминиевых сплавов было проведено путем обработки опытных данных по определению предела ограниченной выносливости алюминиевых сплавов при различных базах. Исследование проводилось по данным испытаний на изгиб с вращением гладких полированных образцов.

Рис. 22. Зависимости между пределами ограниченной выносливости алюминиевых сплавов при числе циклов N и ION соответственно: 105 и 106; 10е и 107; 107 и 108; литых алюминиевых сплавов при числе циклов 106 и 10'; 10' и 108

мовокислотном электролите при толщине пленки до 5 мк по нек-рым данным не только не снижает усталостной прочности алюминиевых сплавов, но даже несколько повышает ее. Хромовокислотные пленки толщиной 10—12 мк на К)—15% снижают выносливость гладких образцов сплавов типа В95. По нек-рым данным, анодирование но усиливает действия острых надрезов на пределы выносливости при N = 10'—108 циклов. Гальванич. покрытия, применяющиеся для увеличения стойкости против износа и коррозии, большей частью снижают усталостную прочность. В зависимости от состава ванны и толщины слоя, никелирование может понизить предел выносливости гладких образцов углеродистой и малолегированной стали до 40—50%. Столь же отрицательно влияет хромирование. Электролитич. хромирование снижает предел выносливости алюминиевых сплавов АК4, АК6 на 25—30%. В присутствии концентрации напряжений неблагоприятный эффект никелирования и хромирования проявляется намного слабее (рис.14). Повышение темп-ры испытания до 200° не устраняет вредного влияния анодпро-

18. Снижение пределов выносливости алюминиевых сплавов в результате коррозии, происшедшей перед испытаниями на усталость.

Усталостные характеристики алюминиевых сплавов определяются обычно теми же методами, что и для других металлических материалов. Следует, однако, заметить, что алюминиевые сплавы, а также и магниевые не обнаруживают на кривой выносливости горизонтального участка (ее ординаты непрерывно уменьшаются с увеличением числа циклов)

Предел усталости (выносливости) алюминиевых сплавов определяется чаще всего на базе 10Х 10« циклов, а в некоторых слу- Рис. ,. диаграммы растяжения до ире-чаях также на базе 10—50* 10" циклов. дела текучести сплава В95Т при комнат-

В связи с этим для металлических материалов определяется статическая выносливость — сопротивление разрушению при повторных нагрузках небольшой частоты и сравнительно высокого уровня. Некоторые сведения по статической выносливости двух высокопрочных деформируемых алюминиевых сплавов Д16 и В95 приведены в табл. 36. Начальные участки диаграмм растяжения для сплавов Д16 и В95 показаны на рис. 1 — 7.

Таблица 11. Влияние среды на предел выносливости алюминиевых сплавов [ 1331

— Влияние цианирования 469 Предел выносливости алюминиевых

Практический интерес представляет определение возможности прогнозирования усталостных характеристик материалов по результатам испытаний при различных базах. Решение этой задачи для алюминиевых сплавов было проведено путем обработки опытных данных по определению предела ограниченной выносливости алюминиевых сплавов при различных базах. Исследование проводилось по данным испытаний на изгиб с вращением гладких полированных образцов.

Рис. 22. Зависимости между пределами ограниченной выносливости алюминиевых сплавов при числе циклов N и ION соответственно: 103 и 106; 10е и 107; 107 и 108; литых алюминиевых сплавов при числе циклов 10е и 10'; 107 и 108