Главная
База знаний "Allbest"
Производство и технологии
Релаксационная стойкость напряжений в металлах и сплавах
Релаксационная стойкость напряжений в металлах и сплавах
Физическая природа, механизмы релаксации напряжений в металлах и сплавах. Методы изучения релаксации напряжений. Влияние различных факторов на процесс релаксации напряжений и ее критерии. Влияние термомеханической обработки на стойкость сталей и сплавов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.05.2009 |
| Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Это давление минимум в 95 раз больше, чем окружное усилие во фрикционном сцеплении, что гарантирует отсутствие проскальзывания при любом натяжении тросика.
Для того чтобы тросик наматывался на валик 4 по одной окружности независимо от угла подъема рычага 2 (это требуется для исключения возможности аксиального скольжения тросика по валику 4), соединение тросика с рычагом сделано подвижным. К концу тросика прикреплена горизонтальная ось с сидящими на ней двумя подшипниками, на которые опирается рычаг 2. Для устранения бокового давления на подшипники при отклонении рычага от горизонтали опорная поверхность рычага выполнена в виде эвольвенты. Эвольвентная поверхность пересекает плоскость намотки тросика под прямым углом при любом положении рычага, поэтому направление усилия, действующего на подшипники со стороны рычага, совпадает с осью тросика. В связи с заметной кривизной эвольвентной поверхности подшипники с достаточной точностью «находят» нужное положение, обеспечивая правильность намотки тросика.
Соотношение плеч рычага 2 равно в среднем 1:5. Опора рычага укреплена на плите (из листа толщиной 10--15 мм), подведенной под станину машины и жестко связанной с ней посредством анкерных болтов. Второй конец рычага 2 при помощи серьги соединен с резьбовой головкой динамометра Д. Другая резьбовая головка соединяется с концом нагружающего рычага 1.
Устройство для автоматической записи нагрузки состоит из барабанного часового механизма с недельным заводом и диаграммного пера. Перо укреплено на тонкой нити, которая наматывается на плексигласовый шкив, укрепленный на оси индикатора динамометра. Таким образом, изменение нагрузки, вызывающее поворот стрелки индикатора, приводит и к вертикальному перемещению пера. Так как характеристика динамометра линейна, смещение пера строго пропорционально нагрузке. Вся система уравновешена так, что ось индикатора не испытывает изгибающих нагрузок. Барабан помещен над нагружающим рычагом 1 и укреплен на траверсе, соединенной с тягой динамометра. Такое крепление необходимо для того, чтобы изменение наклона нагружающего рычага 1 не сказывалось на положении барабана.
Динамометр и диаграммное устройство тарируются на машине при помощи образцового динамометра, укрепляемого вместо образца и захватах машины. По данным тарировки строят тарировочные графики, которые позволяют по показаниям динамометра и по диаграмме рассчитать нагрузку на образец в процессе испытания.
Для нормальной работы нагружающего устройства угол наклона рычага 2 должен находиться в пределах 0--55° от горизонтали; соответственно максимально допустимый ход тросика составляет ~150 мм. Этого хода недостаточно для обеспечения нужной степени разгрузки образца в процессе испытания. Кроме того, колебания температуры помещения вызывают деформацию станины и наружных частей захватов. Происходящее при этом изменение натяжения образца автоматически компенсируется соответствующим перемещением рычага. Эти обстоятельства могут вывести рычаг 2 из нормального положения и нарушить правильный ритм работы машины. Чтобы этого избежать, на рычаге установлено реле, при помощи которого подается сигнал (звонок), указывающий на приближение рычага к крайнему верхнему или нижнему положению. С включением звонка останавливается двигатель. Перевод рычага 2 в нормальное положение (угол подъема 35--45°) осуществляется плавным подтягиванием или ослаблением цепочки при помощи рукоятки редуктора нижнего захвата. Так как длина образца автоматически поддерживается постоянной, то при помощи двигателя соответственно опускается, или поднимается рычаг.
Обслуживание машины с указанным выше нагружающим устройством состоит в наблюдении за температурой образца, периодической регистрации показаний индикатора динамометра и в редких случаях в подтягивании или ослаблении цепочки с образцом. Начальное натяжение образцу задается следующим образом. Рычаг 2 переводится в крайнее верхнее положение. С индикатора К снимается неподвижный контакт, управляющий увеличением нагрузки. Поворотом шкалы индикатора стрелка совмещается с делением, соответствующим заданной деформации образца (неподвижный контакт, управляющий разгружением, установлен на индикаторе так, что при соприкосновении с ним подвижного контакта стрелка совмещается с нулевым делением). Затем с помощью редукторного механизма подтягивают цепочку. При этом стрелка индикатора К движется до соприкосновения контакта, укрепленного на ней, с неподвижным контактом. В этот момент достигается заданная деформация, и двигатель начинает работать, разгружая образец. Второй неподвижный контакт установлен на индикаторе так, чтобы суммарный зазор составил 1 мм. После этого нагружающее устройство работает автоматически.
Кинематическая схема релаксационной машины 5ИМ, также сконструированной Н.Д. Зайцевым, приведена на рисунке 5. Она характеризуется большой скоростью нагружения и разгружения, позволяющей изучать кратковременную релаксацию напряжений при высоких температурах. Испытание на машине производят следующим образом.
Нагрев образца 8 производится в электропечи 9. После достижения необходимой температуры груз 1 устанавливают на рычаге 2 на расстоянии, соответствующем заданному начальному напряжению; электрический контакт 3 рычажка тензометра занимает нейтральное положение в узком зазоре между неподвижными контактами 4 и 5. Нагружение осуществляется снятием рычага с арретира 6. Одновременно вращением микрометрического винта 7 поддерживается установленное положение контакта 3. В момент отрыва рычага от арретира включают питание двигателя и диаграммного механизма. Барабан диаграммного аппарата вращается от сельсина 15 коробки скоростей 18 (х =500 мм/ч). В дальнейшем процесс релаксации и регистрация изменений остаточного напряжения во времени происходят автоматически.
При накоплении пластической деформации определенной величины положение экстензометра 19 изменяется, что приводит к замыканию контактов 3 и 5 и срабатыванию электромагнитного реле. Под действием ртутного контакта 14 реле замыкается, цепь электродвигателя 13 и груз перемещаются в сторону уменьшения нагрузки, в результате чего напряжение снижается, образец сокращается до первоначальной длины, контакт тензометра приходит в исходное положение и снова начинается процесс релаксации в образце, но уже при меньшем растягивающем усилии и т. д. Одновременно с перемещением груза при вращении электродвигателя вращается ротор сельсина, закрепленного на стрелке рычага. Сельсин рычага электрически соединен с сельсином перемещения пера 16 диаграммного механизма, вследствие чего на барабане 17 регистрируется изменение нагрузки в процессе испытания.
Нагружение образца в машинах типа Рел-5 производят с помощью двуплечего рычага. Грузовое плечо рычага связано с парой пружин, которые можно заменять в зависимости от требуемого диапазона нагрузок [2500--12500, 5000--2500, 10000--50000 Н (250--1250, 500--2500, 1000--5000 кг)].
Пружины через винт, червячную пару и ременную передачу связаны с двигателем, вращение винта приводит к натягиванию или ослаблению пружин и соответственно нагружению или разгрузке образца. Система нагружения сопряжена с самопишущим диаграммным прибором, записывающим изменение нагрузки во времени. Измерение и передачи деформации производят с помощью трех кварцевых стержней тензометра. Величину деформации определяют измерительным микроскопом с винтовым окулярным микрометром. Для автоматического управления нагрузкой, действующей на образец, измеряемая деформация превращается в электрический сигнал с помощью датчика фотоэлемента. Луч света, на-правленный проекционной лампой через объектив к фотоэлементу, диафрагмируется в фокусе объектива спе-циальной шторкой, прикрепленной к концу рычажной системы экстензометра. В условиях компенсации шторка диафрагмирует фотоэлемент примерно наполовину.
Рисунок 5 - Кинематическая схема машины 5ИМ для испытаний на релаксацию
Датчик фотоэлемента питается стабилизированным напряжением. Изменения тока фотоэлемента переносятся на ламповый мостик, который в свою очередь при разбалансировке передает соответствующий сигнал реле и блок контактам системы управления нагрузкой, действующей на образец.
Нагружение образца до заданной начальной деформации происходит с помощью измерительного микроскопа.
Для высокотемпературных испытаний на релаксацию в вакууме были приспособлены машины типа ПВ-152 и ПВ-3012 для испытаний на длительную прочность.
Указанные машины имеют вакуумную камеру для радиационного нагрева образцов вольфрамовыми стержневыми нагревателями до температуры 2000°С. Нагружающее устройство рычажное (передаточное отношение 1:60). Постоянная температура поддерживается стабилизацией напряжения с помощью специальных блоков регулирования, не допускающих колебаний температуры во время испытания не более ±2°С.
Машины снабжены устройством для автоматического перемещения верхнего захвата со скоростью 2 мм/мин во время нагрева и охлаждения образца без нарушения вакуумной плотности системы.
1-- тяга нижняя; 2-- упругий элемент; 3-- тяга верхняя; 4-- упор; 5-- указатель положения подъемного винта; 6-- захват нижний, 7-- образец; 8-- захват верхний; 5-- шарнир специальный; 10-- переходник; 11--электропечь; 12-- тяга нижнего захвата; 13-- винт подъемный; 14-- сильфон; 15-- редуктор; 16-- рукоятка ручного перемещения винта; 17-- диафрагма; 18-- электродвигатель; 19--электронный потенциометр; 20-- тензометрический мост
Рисунок 6 - Кинематическая схема машины ПВ-152М для испытаний на релаксацию
Видоизменение кинематической схемы машин ПВ-152М и ПВ-3012 для проведение испытаний на релаксацию состояло в демонтаже Системы нагружения, установке упругого элемента с тензодатчиками и жестком прикреплении цепочки с упругим элементом к станине.
Образец 1 (рисунок 6) закреплен в верхнем 2 и нижнем 3 захватах из молибденового сплава и может свободно расширяться при нагреве. Верхний захват через переходник 4 связан с опорным шарниром 5, а нижний -- тягой 6 через упругий элемент 7 с корпусом машины. Тяга уплотнена с помощью резиновой диафрагмы. Нагружение образца производится автоматически путем подъема корпуса печи от электродвигателя 8 или вручную рукояткой 9 через редуктор 10.
Тензодатчики сопротивлением 100 Ом с базой 15 мм были изготовлены из константана и имели коэффициент тензочувствительности 2--2,2. Температурная компенсация (для исключения влияния колебаний температуры помещения) достигалась включением в симметричные плечи моста 11 константановых сопротивлений. Питание моста осуществлялось постоянным током 4--8 В от батарей. Рабочий ток составлял 15--90 МА в зависимости от диапазона тарировки.
Тарировку упругого элемента до 2000 Н (200 кг) производили методом непосредственного нагружения грузом определенной массы, при этом устанавливали зависимости показаний электронного потенциометра 12 (ЭПП-09) от величины нагрузки. Тарировку тензодатчика на 5000 и 10 000 Н (500 и 1000 кг) производили по образцовому динамометру, встроенному в цепочку нагружения. Цепочку с протарированным упругим элементом собирали таким образом, чтобы при откачке камеры не было подъема нижней тяги 13 под действием атмосферного давления; возникающее усилие воспринималось упругим элементом и электронный потенциометр фиксировал величину вакуумного груза.
Испытание на релаксацию осуществляется следующим образом. После достижения заданной температуры и установления силы тока заданной величины включаются электромеханический привод подъема печи 14 (ско-рость подъема 2 мм/мин) и привод диаграммы потенциометра ЭПП-09. По достижении нагрузки заданной величины привод подъема печи отключается и на диаграмме автоматически записывается кривая релаксации.
Для испытаний на релаксацию в условиях сжатия была предложена конструкция установки УМИР-10 мощностью 10 т.
Образец лежит на роликовых опорах и он может перемещаться по плоскостям соприкосновения с опорой. Чем больше напряжения в образце, тем больше сил необходимо для преодоления сил трения. Падение напря-жений во время испытания измеряется по изменению сил трения.
Машина для испытании чугуна на релаксацию в условиях сжатия, была создана на основе установки для испытаний на ползучесть. Образец, представляющий собой цилиндр диаметром 6,35 и высотой 25,4 мм, сжимается между двумя стержнями, торцы которых имеют шлифованную притертую поверхность. Нагрузка прилагается с помощью системы рычагов. Деформацию измеряют специальным экстензометром, увеличивающим в 5 раз перемещение с помощью системы рычагов. Поддержание деформации на заданном уровне достигается перемещением груза вдоль нагружающего рычага, осуществляемым с помощью сервомотора и винта.
Указанная система характеризуется следующими параметрами: скорость двигателя 1,5 об/мин, шаг винта 25 мм, перемещение конца рычага экстензометра на 0 0075 мм приводит к изменению напряжения в образце на 0,84 МН/м (0,084 кг/мм2). Начальное нагружение осуществляется отвинчиванием нажимного винта под концом рычага, на котором устанавливают на подвеске необходимые для создания заданного начального напряжения грузы. Одновременно с отвинчиванием винта ввинчивается микрометр до появления контакта с рычагом экстензометра. При этом срабатывает реле и начинается процесс испытания.
1 -- опорная призма; 2-- верхний толкатель; 3-- стержень из кремнезема; 4 -- участок верхнего толкателя из кремнезема; 5 и 8 -- верхний и нижний вкладыши из жаропрочного сплава; 6 -- термопарпые вводы; 7-- образец; 9-- участок верхнего толкателя из кремнезема; 10, 12-- установочные детали; 13 -- тележка; 14 -- подвеска; 15 -- груз; 16 -- кольцо шарикоподшипника; 17 -- верхний рычаг; 18 -- втулка; 19 -- втулка; 20 -- экстензометр со скользящими полувтулками; 21 -- головка микрометра; 22 --регулируемые направляющие; 23 -- направляющая деталь; 24 -- конец печи, 25 -- направляющие стержни печи; 26-- печь; 27-- швеллер; 28 -- опорная призма; 29 -- нижний рычаг; 30 -- шпиндель с прямоугольной резьбой; 31--электродвигатель; 32 -- рельс; 33 -- движущаяся пластина
Рисунок 7 - Схема машины для испытаний на релаксацию в условиях сжатия
2.2 Релаксация при изгибе и кручении
Наибольшее применение нашли два метода испытаний на релаксацию при изгибе: кольцевых образцов и плоских пружин. Метод И. А. Одинга, являющийся в наших лабораториях практически основным для получения характеристик сопротивления релаксации материалов, состоит в следующем: кольцевой образец, сконструированный в виде бруса равного сопротивления изгибу (рисунок 8), нагружают с помощью клина определенной толщины, вставленного в прорезь. Образец с клином помещают в нагревательное устройство (печь или жидкую ванну), где во времени происходят процессы релаксации первоначальных напряжений. Заданное начальное напряжение создается выбором толщины клина. Величину релаксированного напряжения определяют по изменению первоначальной ширины прорези. Напряжения определяют по формулам
(39)
(39')
где А -- константа, полученная из условия линейного распределения напряжений по среднему сечению образца (А = 0,000583 );
--модуль упругости при температуре испытания;
-- изменение ширины прорези за счет установки клина;
-- изменение первоначальной ширины прорези за счет ползучести.
Рисунок 8 - Кольцо для испытаний на релаксацию по методу Одинга
Метод имеет следующее ограничение: если начальное напряжение равно или превышает предел упругости (пропорциональности) материала при температуре испытания, то мгновенная пластическая деформация резко изменяет фактическое значение [так, пластическая деформация 0,05% приводит к уменьшению на 85 МН/м2 (8,5кг/мм2). В связи с этим испытания кольцевых образцов возможны при , равном . Но и при = в ряде случаев возможны ошибки в связи с пластической деформацией при комнатной температуре, это наблюдается при условии
(40)
Это условие выполняется, например, для сталей ЭИ612 и ЭИ787 при 650--700° С.
1,3,4 -- в ЦНИИТМАШ; 2--в ЦКТИ; 5 -- в институте им. Баранова; 6 -- в ВИАМ
Рисунок 9 - Изменение модуля упругости сталей ЭИ612 и ЭИ481 в зависимости от температуры, определенного динамическим (1--5) и статическим методами (6), полученные в разных лабораториях.
При испытаниях кольцевых образцов точность расчета падения напряжений, согласно формуле, зависит от достоверности определения значений модуля упругости. В настоящее время широко используются два метода определения модуля упругости: статический и динамический.
Время замера и диапазон используемых напряжений практически исключают возможность протекания про-цессов ползучести при динамическом () и статическом () методах определения модуля упругости. Однако разница между значениями и достигает иногда 20%. Кроме того, определенные различия значений модуля упругости наблюдаются при его определении на образцах разных размеров, на металле разных плавок, с разным уковом и т. п.
На рисунке 9 в качестве примера приведены кривые зависимости модуля упругости сталей ЭИ481 и ЭИ612, полученные различными методами, в разных лабораториях.
Известны методы пересчета результатов испытаний кольцевых образцов на случай одноосного напряженного состояния. В.И. Розенблюм предложил решение задачи о перераспределении напряжений в изогнутом брусе, использовав гипотезу течения. И.А. Одинг и Г.Ф. Лепин провели соответствующие расчеты на основе предположения о превращении в процессе релаксации треугольной эпюры в трапецеидальную.
Оригинальный метод расчета изменений напряжений в кольцевом образце был предложен Е. А. Хейном, который рассматривает задачу релаксации напряжений в прямоугольном брусе при чистом изгибе. В этом случае все элементы объема находятся в линейном напряженном состоянии.
В любой момент времени ф распределение напряжений в образце у(y) однозначно зависит от начального на-пряжения. При первом нагружении (у)=
Обозначив (y) -- напряжение треугольной эпюры, равномоментной истинной эпюре напряжений, получим
(41)
Продифференцировав обе части уравнения по у
(42)
и проведя элементарные преобразования, получим
(43)
Для первого нагружения и
(44)
Для расчетов n-ного нагружения по формуле необходимо знать величину начального напряжения , которую определяют последовательно из формулы
(45)
выведенной из предположения трансформирования поперечного размера образца 2h:
(46)
где и -- начальное напряжение при п-м нагружении для образцов с начальными напряжениями при первом нагружении и ; и -- конечные напряжения при (п--1)-м нагружении для образцов с начальными напряжениями при первом нагружении и .
На рисунке 10 приведены схема расчета начальных напряжений по уравнению для второго нагружения и графический метод расчета истинного напряжения. Проведенные расчеты показали, что кривые релаксации 1, рассчитанные по формулам 42-45 для первого нагружения близки к кривым 4, полученным по формуле. После повторных нагружений указанные кривые резко различаются: истинная кривая одноосной релаксации оказывается ниже найденной по формулам, рисунок 11. Кривые 2, рассчитанные по гипотезе трапеции, оказываются ниже истинных для первого и повторных нагружений. Кривые релаксации 3, подсчитанные по теории течения, оказались также близкими к истинной.
Значительно меньшее распространение получил другой способ испытания на релаксацию при изгибе, разработанный в ЦНИИТМАШе. Испытанию подвергают плоскую пластину, которой задается определенный прогиб. Принцип действия специального приспособления ИР-4Н, созданного для таких испытаний, следующий.
Рисунок 10 - Схема расчета начальных напряжений по уравнению для второго нагружения (а) и графический метод расчета истинного напряжения (б)
Кулачки приспособления, создающие необходимый прогиб пластины, выбирают в зависимости от величины заданного начального напряжения. Поворот кулачка на 90° обеспечивает создание прогиба двух одновременно испытываемых пружин. Кулачки после прогрева приспособления поворачивают с помощью специального ключа. Разгрузку образца производят тем же ключом.
А, Б --=2ОО и 300 МН/м2 (20 и 30 кг/мм) соответственно: I, II, III -- первое, второе и третье погружение соответственно
Рисунок 11 - Кривые релаксации напряжений, рассчитанные по данным испытаний кольцевых образцов.
Напряжения рассчитывают по формулам:
(47)
(48)
(49)
где -- начальный упругий прогиб;
())-- остаточный прогиб;
l -- длина пластины;
h -- толщина;
м-- коэффициент Пуассона.
Для измерения ()используют специальный электромикрометр.
Недостатком метода является трудность в изготовлении пластин, особенно в случае немагнитного материала.
Ограниченное применение получили также методы испытания на изгиб образцов в виде металлической ленты, предложенные применительно к пружинным лентам. Сущность метода состоит в следующем.
Пружинную ленту вводят в стальные кольца, внутренний диаметр которых выбирают в соответствии с начальным напряжением. Размеры колец должны обеспечивать получение только упругой деформации. «Заряженные» кольца выдерживают при температуре испытания в течение времени, необходимого для построения кривой релаксации. Метод нагрева колец с лентой, так же как и метод нагрева кольцевых образцов Одинга, выбирают в зависимости от тех требований, которые ставит перед собой исследователь в отношении тщательности изучения первого участка релаксации. В случае необходимости определения остаточного напряжения через несколько минут после нагружения применяют нагрев в расплаве солей, состав которых выбирают применительно к температуре испытания. Для углеродистых сталей и сталей с ограниченным количеством никеля возможен более интенсивный нагрев -- в расплаве чистого свинца или его эвтектик. Испытания при температурах, не вызывающих интенсивного развития процессов ползучести, проводят с нагревом в печи. Остаточное напряжение определяют по замерам радиуса кривизны ленты, извлеченной из кольца, с помощью формулы
(50)
где h -- толщина ленты;
-- радиус кольца;
--радиус кривизны ленты, деформированный при релаксации.
Расчеты по формуле, так же как и по формуле для кольцевых образцов Одинга, предполагают треугольную эпюру распределения напряжений по сечению.
Для исследования релаксации напряжений в процессе быстрого нагрева металла (до 2000 град\сек) была разработана методика, позволяющая испытывать в условиях изгиба плоские пластины, нагреваемые пропусканием тока.
При этих испытаниях уменьшаются "напряжения в процессе нагрева за счет релаксации напряжений при переменной температуре и уменьшения модуля упругости при увеличении температуры:
(51)
где
(52)
причем -- начальное упругое напряжение при 20° С; -- пластическая деформация при температуре Т, слагающаяся из деформации ползучести и мгновенной пластической деформации .
Изучение релаксации напряжений при кручении проводят на образцах различного типа. Так, например, для испытания на релаксацию напряжений в стальной проволоке сконструирована установка, представленная схе-матически на рисунке 12. Начальное напряжение в образце на этой установке задается поворотом груза 6, связанного с одним из захватов. Величина остаточного напряжения регистрируется автоматически с помощью механизма 18, а также может контролироваться с помощью стрелки 10. Угол закручивания образца поддерживается постоянным с помощью следящей системы, которая отводит замыкающий контакт 13 системы, укрепленной на захвате без груза. Установка снабжена печью, позволяющей проводить испытания образцов при температуре до 600° С.
1, 2 --захваты; 3, 4 -- опоры; 5 -- образец; б -- груз; 7 -- рычаг с переменным плечом; 8, 9 и 17--электродвигатели; 10 -- стрелка; 11 -- шкала; 12 и 13 -- замыкаемый контакт системы; 14 --электромагнитный фиксатор, 15 -- емкостный датчик; 16 -- конденсатор; 18 -- механизм записи диаграмм; 19-- ограничитель нагрузки; 20 -- нагревательная печь;
I -- релейное устройство нагрузки; II --III--высокочастотные генераторы; IV -- смеситель; V -- детектор; VI -- выходное релейное устройство
Рисунок 12 - Схема установки для измерения релаксации напряжений в проволоке при кручении.
2.3 Релаксация в винтовых пружинах
Испытания на релаксацию натурных винтовых пружин обычно являются технологическими испытаниями, которые проводят для определения стабильности пружин во времени. Такая методика предусматривает испытание цилиндрической пружины, надетой на оправку и сжатой на определенную величину. Начальное напряжение рассчитывают по формуле:
(53)
где D -- диаметр пружины;
d -- диаметр проволоки;
G0 и ; -- модули сдвига при 20° С и температуре испытания t соответственно;
k -- коэффициент неравномерности навивок пружины;
-- нагрузка, приложенная при комнатной температуре для осуществления сжатия пружины до заданной величины (и ) -- высота пружины в свободном состоянии и в момент нагружения при 20° С соответственно). Остаточное напряжение
(54)
где -- высота пружины, разгруженной в момент времени ф, в свободном состоянии.
Для измерения упругой осадки пружины применяют специальные приспособления с электрощупом, позволяющие производить замеры с точностью до ±0,01 мм.
Следует отметить, что при испытании пружин, так же как и при испытаниях на изгиб, нагружение производят лишь в упругой области.
Для уменьшения интенсивно развивающихся процессов релаксации напряжений непосредственно при их нагружении в ряде случаев применяют технологическую операцию, называемую «заневоливанием», состоящую в следующем. Изготовленную пружину сжимают до соприкосновения витков и длительно выдерживают в таком состоянии. Процесс заневоливания пружин считается за-конченным, когда скорость течения релаксационных процессов становится постоянной.
Для изучения закономерностей релаксации напряжений в пружинах сжатия при их заневоливании сконструирована специальная установка (рисунок 13), позволяющая проводить испытания при комнатной и повы-шенных температурах с автоматической записью кривых релаксации.
Установка состоит из нагружающего устройства, печи, весов и фотореле. Пружину 3 устанавливают на подставку, затем через нее продевают тягу 4. Домкрат 9 служит для подъема и опускания подвески 16, на которой устанавливают гири 5 и гидрогирю 6, при нагружении и разгружении пружины. Когда подвеска освобождается от домкрата 9 и вся нагрузка сосредоточивается на пружине 3, щель фотоэлемента устанавливается в тени флажка 15, и включается фотореле 19. При падении несущей способности пружины она сжимается и флажок, прикрепленный к стрелке индикаторной головки 1, открывает щель фотоэлемента, вследствие чего включается реле, замыкающее цепь электромагнитного пережима 8, открывается сифон 7 для откачки воды из гидрогири 6. Откачиваемая вода попадает в ведро 10 весоизмерителя 13 и ее масса, соответствующая падению нагрузки пружины во времени, регистрируется записывающим устройством 18.
В последние годы Чижиком А.А. разработан метод испытания на релаксацию металла натурных пароперегревательных труб. Испытания проводят в условиях сжатия на специальных пружинных образцах с прямоугольным сечением витка рисунок 14. Применительно к условиям получения достаточной точности испытаний и предупреждения потери устойчивости для труб диаметрами 25--75 мм установлены оптимальные размеры пружинного образца: длина 40, шаг спирали 8 мм. Образцы обычно изготовляют фрезерованием и каждый образец подвергают тарировке, состоящей в определении усилия, необходимого для осадки образца до высоты, соответствующей длине калибра. В результате тарировки опреде-ляют жесткость образца , где Р -- приложенное усилие; д-- соответствующая этому усилию линейная деформация образца.
Начальную осадку образца определяют по формуле
(55)
где -- условное начальное напряжение; и -- модули упругости при 20° С и температуре испытания t; 2а -- ширина сечения витка; 2b -- высота; k2 -- константа, зависящая от отношения b/a.
Пружины испытывают в специальных приспособлениях (рисунок 14). Величина создается затягом двумя опорными гайками и фиксируется фиксирующими втул-ками высотой , где H -- высота образца. Этот метод испытаний, так же как и испытания с кольцевыми образцами Одинга, является массовым: испытывается по 15--20 образцом.
1-- индикаторная головка; 2-- термопара; 3 -- испытуемая пружина; 4 -- тяга; 5 --гиря; 6 -- гидрогиря; 7 -- резиновая трубка; 8 -- электромаг-нитный пережим; 9 -- домкрат; 10 --ведро; 11 -- ось электрочасов; 12 -- указывающая и записывающая стрелки; 13 -- весоизмерительная пружина; 14 -- потенциометр ЭМД-237; 15--стрелка-флажок; 16 -- грузовая подвеска; 17 -- стол установки; 18 -- записывающие барабанные электрочасы; 19-- фо-тореле; 20 -- электропечь
Рисунок 13 - Схема автоматической установки для измерения релак-сации напряжения в пружинах сжатия.
1 -- опорные гайки; 2 -- фиксирующие втулки; 3 -- стержень; 4 -- образец
Рисунок 14 - Образец (а) и приспособление (б) для массовых испытаний пароперегревательных труб на ползучесть и релаксацию напряжений.
3 Влияние различных факторов на процесс релаксации напряжений и ее критерии
Факторы, влияющие на протекание процесса релаксации напряжений, можно разделить на внутренние -- зависящие от испытуемого материала и внешние -- от него не зависящие.
К числу внутренних факторов относятся: химический состава сплава; структура: макро- и микроструктура, тонкая (мозаичная и дислокационная) структура; технологические особенности: способ выплавки, обработка давлением, наклеп, термическая обработка.
К главным внешним факторам относятся: условия нагружения и разгружения; начальное напряжение; время (срок службы детали); температура; масштабный фактор.
3.1 Влияние начального напряжения на протекание процесса релаксации
Начальное напряжение оказывает существенное влияние на протекание процесса релаксации, а следова-тельно, и на величину напряжений , «оставшихся» через различные промежутки времени. При этом влияние в I и II периодах релаксации имеет свои особенности.
1 -- 200(20); 2 --250(25); 3 -- 300(30); 4 -- 400(40)
Рисунок 15 -- Первичные кривые релаксации жаропрочного никельхромового сплава при 750° С и различных значениях, МН/м2.
Принято считать, что с повышением величины у0 процесс релаксации напряжений в начальном периоде интенсифицируется и тем заметнее, чем выше гомологическая температура. Анализ начальных участков большого числа первичных кривых релаксации показывает, что влияние начального напряжения сказывается не столько на абсолютной величине падения напряжения , сколько на скорости снижения напряжения, что видно, например, из рисунка 15. Однако взаимное расположение кривых у--ф, получаемое при различных значениях, на первом этапе процесса релаксации не всегда соответствует начальным напряжениям, при которых они получены.
Если задаться некоторой величиной, то при различных значениях она будет достигнута через различные промежутки времени ф. Чем выше, тем короче время, необходимое для достижения заданной величины , и наоборот, хотя здесь нельзя установить строгой пропорциональности.
Иная картина наблюдается во II периоде, когда процесс релаксации идет с более или менее установившейся скоростью. Здесь влияние на интенсивность релаксации напряжения практически отсутствует, во всяком случае, при температурах ниже 0,5 Тпл. Скорости релаксации при разных значениях , как правило, весьма близки. Кривые у--ф на втором участке подобны и эквидистантны, отличаясь лишь по взаимоположению относительно оси ординат, т. е. по уровню оставшихся в данный момент времени напряжений. Это хорошо иллюстрируется приведенным на рисунке 15 семейством первичных кривых релаксации жаропрочного никельхромового сплава при четырех значениях.
При более высоких температурах (>0,5 ) первичные кривые у--ф часто утрачивают подобие, и скорости релаксации при разных значениях сто становятся непостоянными.
Зависимость оставшегося (конечного) напряжения от начального определяется влиянием последнего на протекание процесса релаксации в обоих периодах. При температурах, не превышающих 0,5, степень увеличения интенсивности процесса релаксации в I периоде за счет повышения величины (в пределах до 0,8) обычно такова, что в конечном счете более высокое начальное напряжение приводит к более высокому оставшемуся напряжению.
Взаимосвязь начального и оставшегося (конечного) напряжений (или начального напряжения и падения напряжения ) наиболее наглядно представлена графиками -- и -- рисунок16. Такие кривые строят для переменных значений времени релаксации ф (либо температуры t). При t=const, const эта зависимость изображается пучком расходящихся прямых для разных значений ф, проходящих через нулевую точку осей координат рисунка 16.
Следует отметить, что начало пучка прямых в нулевой точке исключает понятие «условного предела релаксации» и возможность его графического определения. Более правильны схемы рисунок 16,в,г, где пучок прямых пересекается с осью начального напряжения в некоторой точке, отвечающей пределу релаксации.
Рисунок 16 - Схематические зависимости = f () (а, в, д) и = f () (б,г,е)
Не получило подтверждения и высказанное в свое время Я. С. Гинцбургом [15] положение, что зависимость = f() подчиняется степенному закону и может быть описана уравнением = a()р. В действительности при построении графиков -- в двойной логарифмической системе координат в большинстве случаев не наблюдается прямолинейности кривых.
Приведенные выше экспериментальные данные и основные закономерности следует учитывать при выборе начальных напряжений для деталей, предназначенных для работы в условиях релаксации напряжений. Очевидно, что более высокие начальные напряжения, как правило, обеспечивают и более высокие значения оставшихся (конечных) напряжений.
Однако при этом величина не должна превышать величину предела упругости материала при данной температуре. При назначении начальных напряже-ний в практике обычно ориентируются не на предел упругости, а на предел текучести , допуская, как правило, 0.8 (за исключением особых случаев, о которых будет сказано ниже).
Таким образом, начальное напряжение релаксации зависит от уровня упругих свойств материала. Исходя из этого, некоторые авторы выражают в долях от величин или , считая, что в случае необходимости сопоставить релаксационную стойкость ряда материалов целесообразно проводить сравнительные испытания не при одинаковых абсолютных значениях , а при одинаковой величине отношения / (или /).
Такой подход, без сомнения, является правильным, так как позволяет более строго сопоставлять релаксационную стойкость серии материалов, сильно различающихся по своим механическим свойствам (,,) в определенном диапазоне температур.
Л.П. Никитиной [13] предложена методика выбора начальных напряжений, основанная на изложенном принципе и дающая широкие возможности сравнительной оценки разнообразных материалов по их сопротивляемости релаксации напряжения при разных температурах, притом с затратой минимального числа образцов, а следовательно, и общего времени испытаний.
До сих пор мы рассматривали влияние начальных напряжений на зависимости =f() либо = f () при начальных напряжениях, не превышающих (), как это наблюдается в крепежных деталях.
В определенных условиях нередко отмечается релаксация при , которая может реализоваться при растягивающих нагрузках (но не при испытаниях кольцевых образцов). Релаксация напряжений при , например, наблюдалась в испытаниях на термическую усталость с выдержками при максимальной температуре цикла, а также в специальных опытах.
В этих условиях процесс релаксации напряжений при характеризуется следующими особенностями.
При высоких температурах снижается до за короткое время, исчисляемое минутами; при нормальной и умеренно повышенных температурах действующее напряжение даже в течение весьма длительного времени может оставаться значительно больше . Кроме того, наблюдается немонотонный характер зависимости =f() при ф = const. Действительно, как было показано выше, кривые релаксации для разных (больших ) могут пересекаться. Однако с увеличением времени эти кривые при сравнительно высоких температурах обычно сливаются в одну, мало отличающуюся от кривой, получаемой при.
Следует иметь в виду, что при нормальной и умеренно высоких температурах, но при очень высоких , существенно превосходящих , может наблюдаться заметное упрочнение металла и повышение сопротивления релаксации за счет наклепа. В тех случаях, когда ненаклепанный металл обладает меньшим сопротивлением ползучести (релаксации), величина при может оказаться больше, чем при .
3.2 Влияние времени на протекание процесса релаксации напряжений
Влияние времени на протекание процесса релаксации напряжений находится
в тесной зависимости от других факторов -- начального напряжения и температуры, а также от структурной стабильности исследуемого сплава. Например, с повышением температуры влияние фактора времени усиливается.
Кривая релаксации в координатах напряжение -- время (рисунок 15) отчетливо разбивается на два участка, отвечающих двум периодам релаксации. Первый период, продолжающийся в большинстве случаев весьма короткое время, характеризуется резким падением напряжения, чему отвечает ниспадающий участок аb.
Второй период релаксации, длительность которого намного больше первого, напротив, характеризуется весьма умеренной скоростью падения напряжения: релаксационная кривая на участке bс при большой длительности испытания приближается к оси абсцисс и в некоторых случаях она вообще затухает, т. е. выходит на горизонтальный участок.
Известно, немало попыток математического обобщения функциональной зависимости напряжения от времени. Например, И.А. Одингом были предложены следующие уравнения первого и второго периодов релаксации:
(56)
(57)
где k и р -- постоянные коэффициенты, зависящие от свойств металла;
и-- начальные напряжения I и II периодов.
Аналитические уравнения этого типа имеют общий недостаток: они не отражают возможного влияния структурных превращений, происходящих у дисперсионно твердеющих сплавов при определенных температурах. Между тем развивающиеся во времени структурные превращения часто существенно влияют на характер процесса релаксации. Так, если у сильно дисперсионно твердеющих сплавов постоянство скорости релаксации устанавливается сравнительно быстро, то у слабо твердеющих сплавов стадия затухания скорости релаксации иногда длится тысячи часов. Структурная нестабильность испытуемых материалов проявляется и при изучении влияния времени на зависимости =f() и = f().
Продолжительность неустановившегося периода релаксации представляет существенный интерес, поскольку с этим связан практически важный вопрос о минимальной длительности опыта, достаточной для последующих экстраполяции. Изучение многочисленных первичных кривых релаксации показывает, что для стабильных при рабочей температуре материалов длительность начального периода обычно колеблется от 200 до 1000 ч. Одна-ко для сплавов, у которых в процессе службы структурные превращения протекают медленно, неустановившийся период может продолжаться значительно большие сроки.
В связи с этим время испытаний на релаксацию материалов, предназначенных для длительной службы, в наших лабораториях составляет 1000--3000 ч. Значительно реже испытания на релаксацию при повышенных температурах доводят до 10--20 тыс. ч (т. е. До фактического срока службы крепежных деталей), а при нормальной температуре -- до 50 тыс. ч. Результаты опытов столь большой длительности представляют большую ценность для проверки правильности экстраполяции по результатам менее длительных испытаний.
3.3 Влияние температуры на процесс релаксации напряжений
Влияние температуры на процесс релаксации напряжений в металлах и сплавах весьма велико. Аналогично ползучести различают релаксацию напряжений при низких (меньше 0,25 ), средних (0,25 -- 0,5) и высоких (более 0,5 ) температурах.
Механизмы релаксации напряжений (и ползучести) в указанных диапазонах температур различны. Так, доминирующим механизмом низкотемпературной релаксации является скольжение и пересечение дислокаций. Релаксации напряжений в среднетемпературной зоне опре-деляется пересечением дислокаций, преодолением дислокациями барьеров Пайерса и, главное, поперечным скольжением. Спецификой высокотемпературной релаксации являются диффузионные механизмы перемещения дислокаций, переползание дислокаций, движение винто-вых дислокаций, вязкое перемещение атмосфер Коттрелла.
Следует отметить, что перечисленные механизмы по-разному проявляются при кратковременной и длительной релаксации, а также в металлах с различной решеткой и в сплавах с различной степенью легирования. Именно в связи с этим для некоторых сплавов характерны немонотонные кривые зависимости сопротивления релаксации от температуры (в пределах до 0,25 ). Согласно кривой 1 рисунка 17, наблюдаются температурные области, в которых процессы релаксации и ползучести заторможены вследствие деформационного старения, образования предвыделений (зоны Гинье-Престона) и т.д. Иллюстрацией может служить реальная температурная кривая релаксации 4 для аустенитной стали типа Х18Н10Т при (ф0 = 350 МН/м2 (35 кг/мм2) и ф=24 ч (по данным Л.Б. Гецова).
Рисунок 17 - Зависимость = f(T)
В других случаях температурная зависимость сопротивления релаксации (ползучести) выражается монотонными кривыми 2 и 3, рисунок 17. Подобный вид кривых характерен для сплавов, у которых процессы деформационного старения либо вообще не наблюдаются (кривая 2), либо они протекают настолько интенсивно, что низкотемпературная релаксация (ползучесть) практически отсутствует (кривая 3).
Незначительная интенсивность релаксации напряжений в металлах при температурах ниже 0°С долгое время служила поводом для сомнений в ее существовании. Однако процессы релаксации напряжений действительно происходят при температурах ниже 0° С. Так, Фелтам изучил релаксацию в железе Армко, кобальте, меди, б-латуни и магниевом сплаве при температурах вплоть до -196°, С. В. Я. Зубов и С. В. Грачев в высокопрочной стали марок 70ХС и 70СЗХМВА при температуре -96° С, Б. А. Потехин и И. И. Богачев в аустенитной стали типа ЗХ10ГЮ также при -96° С.
Говоря о среднетемпературной области (0,25-- 0,5) , следует отметить, что повышение температуры испытания сказывается на первичных кривых релаксации следующим образом: удлиняется I период релаксации и увеличивается угол наклона II (прямолинейного) участка. При дальнейшем повышении температуры (вы-ше 0,5 ) процесс релаксации вообще может ограничиться I периодом, что свидетельствует о полном релаксационном разупрочнении металла. Температура, вызывающая эту фазу релаксации, представляет известный интерес. Но с инженерной точки зрения большее значение имеет температура, отвечающая начальной стадии разупрочнения, когда начинается существенное спада-ние ах, но еще наблюдается вполне устойчивый II период релаксации.
Имеющиеся экспериментальные данные показывают, что разупрочнение чистых металлов, сталей и сплавов под воздействием температуры в условиях релаксации напряжений протекает значительно интенсивнее, чем в условиях ползучести.
Хотя температура начала релаксационного разупрочнения для сталей с интерметаллидной фазой примерно та же, что и при ползучести (~700°С), интенсивность протекания процесса релаксации напряжений с дальнейшим повышением температуры намного выше. В связи с этим возможность использования таких сталей при 750°С в качестве релаксационностойкого материала С длительным сроком службы практически отпадает.
Если считать, что ползучесть есть чередование двух противоположных процессов -- разупрочнения под воздействием температуры и упрочнения от пластической деформации (наклеп), то отмеченное выше обстоятельство вполне объяснимо. В условиях релаксации напряжений (при неизменности начальной суммарной деформации) разупрочняющему действию температуры почти не противостоит упрочняющее влияние пластической деформации.
Я.С. Гинцбург [15] вводит понятие о критической температуре релаксации напряжений . По определению автора, это есть температура, при которой величина коэффициента , характеризующего сопротивляемость релаксации в I периоде, остается постоянной при любом значении . Такая формулировка достаточно неопределенна, тем более что при умеренно высоких температурах, как известно, начальное напряжение вообще не влияет на величину.
Температурная зависимость различных характеристик релаксации изучалась многими исследователями. Так, Ф.И. Алешкин приводит температурную зависимость относительного напряжения релаксации =()100 («ресурс напряжений») в виде
= 100[()] (58)
где с и d-- коэффициенты.
Л.П. Никитина исследовала температурную зависимость времени релаксации , необходимого для достижения определенного уровня относительного напряжения . Влияние на процесс релаксации трех основных параметров: напряжения, температуры и времени тесно связано между собой.
Поэтому естественно стремление исследователей представить зависимость экспериментальных данных одновременно от всех перечисленных параметров, например = f(t, , ф).
Кривые для различной длительности испытаний, полученные при каждом зна-чении , образуют пучок, расходящийся в направлении высоких температур. Последнее обстоятельство подтверждает, что с повышением температуры влияние времени на релаксационную стойкость усиливается. Пучки кривых для различных в области высоких температур, наоборот, сближаются, что говорит об уменьшении влияния с температурой.
3.4 Масштабный фактор
Исследование влияния размеров образца (детали) на интенсивность процессов релаксации напряжений отражено в весьма ограниченном числе работ. Опыты Одинга и Бурдукского приводились при 600° С в условиях растяжения образцов различной длины (50 и 100 мм) и диаметра (5 и 10 мм), изготовленных из сталей Х18Н12МЗТ, Х18Н10Т и 4Х15Н7Г7ФМ (ЭИ388).
Результаты испытаний усредняли методом наименьших квадратов. При этом обнаружилось некоторое сни-жение релаксационной стойкости образцов меньших размеров. Было сделано предположение, что различная релаксационная стойкость образцов разных размеров связана с локальным характером протекания малых пластических деформаций при высоких температурах.
Для подтверждения этого проводили специальные опыты с образцами, на поверхности рабочей части которых через каждые 10 мм наносили отпечатки прибором Виккерса. Расстояние между отпечатками измеряли с большой точностью до и после испытания на релаксацию.
На рисунке 18 приведен график распределения пластической деформации по длине образца из стали Х18Н12МЗТ, испытывавшегося при 600° С в течение 500 ч. Из рисунка 18 следует, что в условиях релаксации наблюдается значительный разброс слабых и прочных объемов по длине и, по-видимому, по сечению образца. Отсюда следует, что в образцах сравнительно большого диаметра (длины) сопротивляемость релаксации должна быть усреднена по отдельным объемам. Вместе с тем в тонких и особенно в коротких образцах усреднение распределения слабых и прочных объемов затруднено. Поэтому в первом случае кривые релаксации устойчивы, во втором наблюдается их значительный разброс. Кроме того, локальность пластической деформации может привести в ряде случаев к некоторому снижению релаксационной стойкости образцов малых размеров, так как вероятность скопления слабых объемов по сечению образца в количестве, достаточном для его разупрочнения, у тонких образцов значительно больше, чем у образцов большого диаметра. В то же время у образцов малого диаметра эта вероятность тем больше, чем больше длина образца.
Было установлено также, что форма поперечного сечения, в том числе и наличие резьбы на поверхности, не оказывают заметного влияния на релаксационную стойкость.
Таким образом, проведенные исследования не позволяют сделать однозначных выводов о влиянии масштаб-ного фактора на релаксационную стойкость различных материалов. По-видимому, аналогично ползучести, масштабный фактор может проявиться в результате:
а) неоднородного распределения сопротивления ползучести в разных микрообъемах, по-разному проявляющегося в образцах разных размеров;
б) различного влияния состояния поверхности образцов разных размеров (влияние наклепа, окисления);
в) облегчения выхода дислокаций на поверхность при увеличении отношения поверхности к объему.
Различные выводы исследователей объясняются не только проявлением масштабного фактора при релаксации в условиях сжатия и растяжения, но и особенностями поведения в этих условиях испытанных материалов (медь, перлитная и аустенитная стали).
Рисунок 18 -- График распределения пластической деформации при релаксации напряжений
3.5 Основные критерии релаксации напряжений
Для оценки релаксационной стойкости материалов служат следующие критерии: оставшееся напряжение; падение напряжения; ресурс напряжений; скорость релаксации; предел релаксации; условные коэффициенты релаксации.
Оставшееся напряжение. Напряжение “оставшееся” в детали или испытуемом образце по истечении некоторого промежутка времени от момента нагружения детали (образца) начальным напряжением , наиболее часто используется в качестве численной характеристики релаксационной стойкости металлов и сплавов. Несмотря на это, до сих пор нет единого термина для обозначения . Помимо оставшегося напряжения, величину назы-вают остаточным, текущим и конечным напряжениями или же просто напряжением релаксации.
Термин остаточное напряжение неизбежно приведет к путанице с укоренившимися понятиями остаточных на-пряжений 1-го и 2-го рода. Термин текущее напряжение неудачен в смысловом отношении и, кроме того, вызывает ассоциации с пределом текучести. Наконец, напряжение бывает конечным не всегда, а лишь в том случае, когда оно совпадает с окончанием испытания или срока эксплуатации. По этим соображениям, мы придерживаемся термина оставшееся напряжение, который представляется наиболее удачным.
Величина за данный период времени ф зависит от начального напряжения: =f(). Приводя численные значения , необходимо указывать, при каком именно они были получены, что, к сожалению, не всегда выполняется.
Основное преимущество оставшегося напряжения как критерия релаксации заключается в том, что величина получается непосредственно из эксперимента и не требует дополнительной математической обработки.
Падение напряжения за обусловленный промежуток времени ф () наряду с оставшимся напряжением можно считать основным критерием релаксационной стойкости, применявшимся еще в ранний период изучения процесса релаксации. Так же как и , величина является функцией начального напряжения: = f().
Подобные документы
Изучение методики и экспериментальное определение напряжений в элементах конструкций электротензометрированием; сравнение расчетных и экспериментальных значений напряжений и отклонений от них. Определение напряжений при изгибе элемента конструкции.
лабораторная работа [1,0 M], добавлен 06.10.2010Дифференциальные уравнения контактных напряжений при двумерной деформации. Современная теория распределения по дуге захвата нормальных и касательных напряжений. Изучение напряжений на контактных поверхностях валков, вращающихся с разными скоростями.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 19.06.2015Классификация металлов и сплавов, их типы: черные и цветные. Определение свойств и характеристик, типы кристаллических решеток. Сущность и факторы, влияющие на пластическую деформацию, физическое обоснование данного процесса, влияние температуры.
презентация [181,8 K], добавлен 08.11.2015Вычисление главных напряжений. Углы наклона нормалей. Определение напряжений на наклонных площадках. Закон парности касательных напряжений. Параметры прочностных свойств материала, упругих свойств материала. Модуль упругости при растяжении (сжатии).
контрольная работа [417,0 K], добавлен 25.11.2015Горячие трещины, их происхождение и меры предупреждения. Исследование деформации и внутренних напряжений, зарубежных ученых в области трещиноустойчивости отливок. Образование протяженных трещин, причины данного процесса. Влияние концентрации напряжений.
реферат [36,8 K], добавлен 16.10.2013Кинематический расчет привода. Выбор твердости, термической обработки и материала колес. Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. Конструирование зубчатых колес, корпусных деталей, подшипников. Расчет валов на прочность.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 12.02.2015Кинематический расчет привода, который состоит из электродвигателя, ременной передачи, редуктора и муфты. Выбор материала, термической обработки, определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. Подбор подшипников качения выходного вала.
курсовая работа [374,1 K], добавлен 22.01.2014Влияние высокотемпературной термомеханической обработки на тонкую кристаллическую структуру аустенитных сталей и сплавов. Закономерности роста зерен металлов и сплавов при высоких температурах. Влияние температуры на характеристики металлов.
курсовая работа [534,9 K], добавлен 28.12.2003Обзор критериев пластичности. Изучение примеров определения эквивалентных напряжений и коэффициентов запаса. Гипотеза наибольших касательных напряжений и энергии формоизменения. Тонкостенные оболочки, находящиеся под действием гидростатического давления.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 11.10.2013Дилатометрическая кривая распада мартенсита. Влияние печной атмосферы при нагреве. Режимы термической обработки (температура и время нагрева). Отжиг для снятия напряжений после горячей обработки литья, сварки, обработки резанием. Влияние скорости нагрева.
лекция [67,1 K], добавлен 14.10.2013
