21.06.2017
Гидроизоляция в комнате, где будет устанавливаться ванна или душ, должна быть качественной, ведь именно здесь возможны постоянные...


21.06.2017
Мрамор появляется в результате соединения известняка и доломита под воздействием перекристаллизации различных осадочных пород в...


21.06.2017
Трактор - это техника, без которой сложно представить выполнение дорожно-строительных, землеройных и других работ. Именно поэтому...


20.06.2017
При монтаже пластиковых окон немаловажным пунктом является оформление ее откосов. Для отделки проемов используется материал, из...


20.06.2017
Первые недели жизни малышу требуется на сон не менее 18 часов в сутки. Поэтому очень важно правильно организовать место для сна....


20.06.2017
Утепление или же преобразование лоджии собственными силами, как и при работе профессионалов, всегда начинается с робот по ее...


Влияние особых условий на работу средств соединения металлических деталей

07.07.2016

Ранее уже отмечалось, что под влиянием непрерывных вибрационных нагрузок может произойти разрушение стальных элементов при напряжениях ниже не только предела прочности, но и ниже предела текучести, определенных при статическом загружении. Снижение прочности происходит у низколегированных сталей более интенсивно, чем у малоуглеродистых. Предел выносливости падает при увеличении числа циклов и при переходе от знакопостоянного цикла к знакопеременному.
Сильное отрицательное влияние на величину предела выносливости стальных элементов оказывают резкие изменения формы образца, разного рода надрезы, отверстия, местные изменения структуры металла под влиянием обработки, наложения средств соединения и т. п. Влияние этих факторов на низколегированных сталях сказывается значительно сильнее, чем на малоуглеродистых.
Влияние особых условий на работу средств соединения металлических деталей

Излагаемые в дальнейшем результаты экспериментальных исследований, за исключением особо оговоренных, относятся к испытаниям на растяжение пульсирующей нагрузкой с несимметричным предельным знакопостоянным циклом (от 0 до +σ).
Чтобы установить влияние изменения формы в связи с. наложением сварных швов, были испытаны стальные гладко выстроганные образцы, снабженные валиком высотой 1, 2 и 3 мм, расположенным перпендикулярно к направлению усилия (рис. III—44, а—в). Пределы выносливости у образцов с валиками оказались на 35—43% ниже, чем у образцов без валиков.
Влияние подреза, неплавного перехода, изменения структуры стали под влиянием высокой температуры сварки и других неблагоприятных факторов, связанных с наложением сварных валиков, направленных перпендикулярно действующему усилию, вскрывается результатами опытов с образцами, представленными на рисунке III—44, г—е. Образцы с наплавленным валиком с одной стороны имели σв=21 кг/мм2, с валиками с двух сторон — 11 кг/мм2, а гладкие без валиков — 28 кг!мм2. В первом случае произошло снижение на 25%, а во втором — на 61%.
Сопоставление результатов этих опытов с предыдущими позволяет выделить влияние формы и отдельно оценить влияние факторов, специфически связанных с наложением сварных швов, например изменение структуры стали в околошовной зоне. Последнее создает снижение предела выносливости примерно на 20% от σв целого гладкого образца, тогда как влияние формы образца — на 35—40%.
Нужно отметить, что наличие отверстия в полосе хромомедистой стали (рис. III—45) снизило предел выносливости по сравнению с целой полосой на 22%, постановка заклепки — еще на 14%, а всего на 36%. Примерно так же (23%), как влияние отверстия, оценивается влияние надрезов на работу стали Ст. 3 при симметричных знакопеременных циклах. В низколегированных сталях влияние надрезов сказывается сильнее (32—35%). В среднем предел выносливости при несимметричном предельном знакопостоянном цикле образцов из стали марки Ст.3 с отверстиями составляет около 22 кг/мм2, а из низколегированных — около 24 кг/мм2.
Для установления влияния на предел выносливости изменения формы в связи с постановкой накладок были испытаны образцы, изготовленные из одного и того же материала, плоские (рис. III—44, а) и похожие по форме на стык с накладками (рис. III—44,ж). Образцы второго типа, в которых происходило существенное изменение в направлении силовых потоков, сопровождавшееся их местной концентрацией» показали предел выносливости на 57% ниже первых.
Из всех типов сварных соединений швы в стык создают наименьшие отклонения силовых потоков, наименьшие концентрации напряжений и поэтому обладают наиболее высоким пределом выносливости. Швы в стык, выполненные надлежащим образом и состроганные с обеих сторон заподлицо с поверхностями соединяемых элементов, обладают таким же пределом выносливости, как и сваренные листы стали. Косые стыковые швы менее чувствительны к дефектам сварки и потому часто обладают большей выносливостью, чем стыковые швы, расположенные перпендикулярно к передаваемому усилию. Стыковые швы, работающие при знакопостоянном цикле сжимающих усилий, показывают большую выносливость, чем при растягивающих усилиях. Наиболее низкую выносливость в группе стыковых швов показывают швы, работающие при симметричном знакопеременном цикле усилий.
Испытания стыковых швов, усиленных двусторонними приваренными накладками, показали, что постановка накладок не только не повышает предел выносливости соединения, но резко снижает его. Таким образом, дополнительные затраты материалов на накладки и швы и дополнительные затраты рабочей силы на зачистку с двух сторон стыкового шва, нарезку накладок и приварку их приносят прямой вред. В этой группе соединений наиболее высоким пределом выносливости обладают соединения с накладками, приваренными пологими лобовыми швами, обеспечивающими плавный переход к поверхности основного металла. На работе таких соединений особенно неблагоприятно сказываются непровары корня и подрезы. Для плавного перехода от сварного шва к основному металлу такие швы целесообразно подвергать механической обработке (например, абразивным кругом).
Влияние особых условий на работу средств соединения металлических деталей

Еще более низкие значения предела выносливости показывают стыковые соединения, перекрытые только приваренными накладками (без шва в стык). Особенно низкие результаты получают при таких стыках с накладками разной длины., Стыки с накладками, приваренными только фланговыми швами, обладают меньшим пределом выносливости, чем с накладками, приваренными только пологими лобовыми швами. В соединениях с фланговыми швами происходит изменение направления силовых потоков в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (см. рис. III—31), что ведет к более резкой концентрации напряжений.
Часто встречающиеся дефекты сварки показаны на рисунке III—46. Наибольшую опасность для сварных соединений, работающих под динамической нагрузкой, представляют непровар шва, подрезы и неплавный переход от шва к основному металлу. Влияния этих дефектов различны для разных сварных соединений. На рисунке III—47,a—г показаны случаи, в которых подрез сваркой основного металла представляет большую опасность вследствие пересечения силовых потоков, а на рисунке III—47,д, е—случаи, когда подрезы представляют меньшую опасность.
Влияние особых условий на работу средств соединения металлических деталей

Существенное влияние на предел выносливости оказывает необработанный кратер у шва — место, у которого концентрируются перенапряжения. Внутренние пороки сварного шва (пористость, шлаковые включения и т. п.) оказывают большое влияние на предел выносливости, снижая величину его на 30—50%.
При расчете конструкций на выносливость расчетные сопротивления их соединений понижают умножением на коэффициент у, определяемый по формуле II—48, а усилия и моменты определяют по нормативным нагрузкам.