ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 75
Скачиваний: 0
крупных сварных образцов из малоуглеродистой стали с прокатной поверхностью также не следует ожидать перелома кривой усталости при нескольких миллионах циклов. Предполагается, что абсолют ный предел выносливости таких образцов может быть достигнут только при числе циклов примерно 100 млн. [52]. Однако последнее утверждение не согласуется с опытными данными. На сварных образцах не только малого, но и весьма большого сечения (напри мер, 200 х 200 мм), испытываемых И. В. Кудрявцевым, перелом кривых обычно наблюдается в интервале 2—7 млн. циклов.
о,кГ/ммг |
. |
\ »
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о—- |
|
|
-.1 |
|
|
|
|
—«н |
41 |
|
|
|
|
|
О—- |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о— |
|
|
т |
|||
|
|
|
|
|
|
<14 \ |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*»t. |
| и- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0| |
I |
I |
I |
I |
1 I I I I |
I |
I |
I |
I I |
I I I I |
I |
1 |
I I |
I I I I I |
|
/О5 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 78910е |
2 |
3 |
4 |
56 |
7 89Ю7 |
2, |
3 |
4 |
5 67 83ffH |
Рис. 28. Кривые усталости соединений на базе 100 млн. циклов:
/ — нахлесточное соединение с фланговыми швами; 2 — стыковое соединение.
После перелома, вероятно, происходит некоторое дальнейшее понижение долговечности с возрастанием числа циклов, но оно на столько незначительное, что для практических целей им можно пренебречь. На это, в частности, указывают данные испытаний стыковых соединений и образцов с фланговыми швами, выполнен ных на базе 100 млн. циклов [158]. Образцы сечением 200 х 26 мм с консольным закреплением испытывались на изгиб при симметрич ном цикле и постоянной амплитуде напряжений с частотой 40—45 гц. Критерием завершения испытаний служила трещина усталости глубиной 2—3 мм. При напряжениях, близких к уровню напряже ний в месте перелома кривой, образцы выдерживали 100 млн. пере мен нагружения без видимых признаков разрушения (рис. 28).
В зависимости от принимаемого критерия завершения испыта ний место перелома кривых заметно смещается (см. рис. 27). По этому для установления базы испытаний образцов по критерию начальной стадии разрушения требовались дополнительные наблю дения. В табл. 7 сведены данные о месте перелома кривых уста лости, полученные в результате испытания различных сварных об разцов до момента зарождения в них трещин усталости глубиной 2—3 мм. Испытания выполнялись в ИЭС им. Е. О. Патона на маг нитных машинах (изгиб) и машинах с пульсаторами (растяжение —
48
Т а б л и ц а 7. |
Места |
переломов кривых |
усталости |
|
|
|
|
о) |
S |
|
|
|
О |
-S |
Соединение |
и |
|
X |
|
Сталь |
S a g |
|||
вид обработки |
р . |
я Э |
||
|
|
|
а> = Я |
|
|
|
|
^ |
:г о. |
|
|
|
2 |
S o |
|
|
|
U и о |
о
а
н ш
о о
" sf
Э и
S о.
5«
о.?
ракте груже
Стыковое |
|
|
М16С |
200x30 |
14 |
Изгиб |
|
|
» |
|
|
М16С |
200x30 |
8 |
|
Прикрепление фасо- |
М16С |
200X30 |
7 |
|
|||
|
нок в стык |
М16С |
200X30 |
7 |
» |
||
Пересекающиеся швы |
|||||||
То же |
|
|
М16С |
200 x 30 |
7 |
» |
|
Нахлесточное с обвар |
М16С |
200 x 30 |
7 |
|
|||
|
кой по |
контуру |
М16С |
200x30 |
9 |
» |
|
То же |
|
|
|||||
Образцы |
с |
ребрами |
М16С |
200X30 |
9 |
|
|
|
жесткости |
|
|
|
|
|
|
То же |
|
|
М16С |
200x30 |
8 |
|
|
Образцы с фланговы |
М16С |
200x30 |
10 |
» |
|||
|
ми швами |
|
|
|
|
|
|
То же |
|
|
Ст. 3 |
2[№ 10 |
9 |
Осевое |
|
|
|
|
|
|
|
|
нагру |
|
|
|
|
|
|
|
жен ие |
Стыковое |
|
|
10Г2С1 |
200x26 |
8 |
Изгиб |
|
|
» |
|
|
10Г2С1 |
200x26 |
8 |
J |
|
|
|
|
термообр. |
|
|
|
|
|
|
|
То же |
200X26 |
8 |
9 |
|
D |
|
|
09Г2ДТ |
200X26 |
8 |
Изгиб |
|
» |
|
|
09Г2ДТ |
200X26 |
8 |
|
|
» |
|
|
СХЛ-4 |
200X26 |
7 |
» |
Образцы |
с |
ребрами |
10Г2С1 |
200X26 |
9 |
||
|
жесткости |
|
термообр. |
200x26 |
8 |
|
|
То же |
|
|
То же |
|
|||
» |
» |
|
|
09Г2С |
200x26 |
8 |
|
|
|
|
|
09Г2С |
200x26 |
8 |
» |
» |
» |
|
|
СХЛ-4 |
200X26 |
7 |
» |
Стыковое после плас |
МК |
200x26 |
11 |
» |
|||
|
тического |
обжатия |
термообр. |
200X30 |
6 |
|
|
Образцы |
с |
ребрами |
М16С |
» |
|||
|
жесткости |
|
М16С |
200x30 |
7 |
|
|
Образцы |
с пересекаю |
|
|||||
|
щимися швами пред |
|
|
|
|
||
|
варительно |
нагру |
|
|
|
|
|
|
женными |
|
M16G |
200x30 |
7 |
|
|
Образцы с пересекаю |
|
||||||
|
щимися швами после |
|
|
|
|
||
|
отпуска |
с ребрами |
10Г2С1 |
200 X 30 |
12 |
J |
|
Образцы |
|||||||
|
жесткости |
|
10Г2С1 |
200X30 |
5 |
|
|
Стыковое |
после плас |
> |
|||||
|
тического |
обжатия |
|
|
|
|
|
То же |
|
|
10Г2С1 |
200x30 |
7 |
Изгиб |
|
a |
|
о |
|
- ч |
|
СО V |
|
чка релом [Н. ЦИ1 |
|
о а ч |
|
(- в S |
—1 |
1,7 |
0 |
1,9 |
—1 |
2,0 |
—1 |
3,0 |
0 |
1,8 |
—1 |
1,8 |
0 |
2,8 |
—1 |
3,4 |
0 |
2,8 |
—1 |
2,3 |
0 |
1,8 |
—1 |
2,5 |
—1 |
2,8 |
0 |
2,8 |
—1 |
2,0 |
0 |
3,5 |
0 |
2,5 |
—1 |
3,2 |
0 |
2,3 |
—1 |
3,0 |
0 |
1,5 |
0 |
3,0 |
—1 |
3,0 |
0,3 |
3,5 |
—1 |
3,5 |
—1 |
3,0 |
—1 |
3,0 |
—1 |
3.5 |
—1 |
3,5 |
4 |
2—2315 |
49 |
Со |
единение и |
Сталь |
вид |
обработки |
Образцы |
с |
ребрами |
10Г2С1 |
|
жесткости |
|
после |
|
|
пластического |
об |
|
||
жатия |
пересекаю |
Ст. 3 |
||
Оразцы с |
||||
щимися швами |
|
Ст. 3 |
||
То же |
|
|
|
|
Стыковое |
|
|
|
М16С |
Образцы |
с |
ребрами |
М16С |
|
жесткости |
|
|
10Г2СД |
|
Стыковое |
|
|
|
|
» |
|
|
|
10Г2СД |
Прикрепление |
|
ребер |
10Г2СД . |
|
жесткости |
|
|
09Г2С |
|
Стыковое |
|
|
|
|
|
|
|
|
09Г2С |
» |
|
|
|
10ХСНД |
|
|
|
|
термооб. |
Прикрепление |
ребер |
То же |
||
жесткости |
|
|
и |
|
То же |
|
|
|
|
|
|
|
|
» |
Стыковое |
|
|
|
15ХГ2СМФР |
Прикрепление |
|
ребер |
Ст. Зпс |
жесткости
Продолжение табл. 7
Поперечное сечение образца,мм |
Количество образцов |
Характер нагружения |
Точка перелома, млн.циклов |
|
|
|
г |
200x30 |
8 |
Изгиб |
—1 |
2,5 |
120X29 |
10 |
|
—1 |
2,5 |
80X12 |
40 |
» |
—1 |
2,4 |
160X30 |
7 |
Осевое |
0 |
2,0 |
|
|
иагру- |
|
|
160X30 |
7 |
ж е т ie |
0 |
3,3 |
То же |
||||
200X30 |
8 |
Изгиб |
—1 |
2,4 |
200x30 |
8 |
» |
0 |
4,0 |
200X30 |
8 |
» |
—1 |
3,0 |
200X30 |
6 |
|
—1 |
2,2 |
200x30 |
9 |
» |
0 |
4,0 |
200X30 |
7 |
» |
—1 |
2,0 |
200X30 |
7 |
|
0 |
2,5 |
200X30 |
6 |
» |
—1 |
3,2 |
200X30 |
7 |
Изгиб |
0 |
3,0 |
200X30 |
6 |
—1 |
2,3 |
|
200X30 |
9 |
|
—1 |
3,8 |
сжатие) на базе 10 млн. циклов (см. главу III) . Диаграммы а — lg /V строились в виде двух прямых линий: одной наклонной и другой
горизонтальной. Хотя такое построение и является |
несколько |
условным 125], оно позволяет установить перелом более четко. |
|
Во всех 45 кривых усталости перелом наблюдался в интервале |
|
1,5—4 млн. циклов. При испытании семи — двенадцати |
образцов |
каждой серии отыскать его точное положение затруднительно.
Несмотря на это, точки перелома всех кривых |
размещаются |
в до |
|
вольно узком диапазоне изменения N и, очевидно, в первом |
при |
||
ближении допустимо принять, что положение |
их не зависит от |
||
вида соединений и типа образца. Среднее значение N точек перело |
|||
ма |
получается равным 2,7 млн. циклов, а |
дисперсия |
Sjj = |
= |
0,65 млн. циклов. |
|
|
Принимая, что рассеяние местонахождения точек перелома под чиняется нормальному закону распределения и отклонение от сред него значения не превышает тройной меры рассеяния, база испы таний сварных образцов должна составлять не менее 5 млн. циклов.
50
Такую базу рекомендуется [158, 264] принимать, когда критерием усталостного разрушения служит стадия зарождения трещины. В случае завершения испытаний при полном изломе образцов, ба зой испытания должно служить большее число N.
Статистическая обработка тех же данных в вероятностной оцен ке представлена на рис. 29. Построение основано на следующих положениях. Если все числа циклов iV, соответствующие перелому кривых усталости (в данном случае п = 45), расположить в воз-
|
РХ ... |
- |
• • |
• |
|
59.9 |
|
|
|
.99,6 |
|
|
|
|
|
59,5 |
|
|
|
|
99 |
|
|
|
|
97 |
|
|
|
'. |
95 |
|
|
|
' |
90 |
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
а |
|
60 |
|
|
|
50
АО
30
20
е
14 1.8 2,2 2,6 J ЗА 3,8' 42
Рис. 29. График накопленных частот положении переломов кривых усталости сварных соединении.
растающем порядке Nt < N2 < N3 <,. . ., < Nm, . . ., < Nn, то доля общего количества кривых, имеющих точку перелома при чис
ле циклов, меньшем или равном Nm, определяется отношением —-.
Это отношение является накопленной частотой, которая оценивает вероятность перелома кривой усталости при N, меньшем или рав ном Мт. В качестве накопленной частоты обычно берут отношение
я + 1 или |
w |
~ |
0 , 5 |
[141, 178]. |
По известным величинам Nm и соот- |
т |
|
|
|
||
ветствующим |
им значениям |
т ~ 0 , 5 построен график (рис. 29), |
по оси абсцисс которого отложены числа циклов N, а по оси орди нат вероятность Р появления перелома кривой усталости в специ альном масштабе, соответствующем нормальному закону распре деления.
Как |
видно |
из графика, база |
2 • 10" |
циклов охватывает |
ме |
нее 20% |
точек |
перелома кривых |
усталости, в то время как |
база |
|
5млн. циклов |
включает в себя 99,9% всех |
случаев. |
|
||
|
|
|
|
|
5f |