Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Процесс — постепенное накопление — повреждение
Процесс постепенного накопления повреждений в материале под действием переменных напряжений, приводящих к разрушению, называется усталостью. Свойство материала противостоять усталости называется выносливостью. [1]
Процесс постепенного накопления повреждений в материале при действии циклических нагрузок, приводящий к образованию трещин и разрушению, называют усталостью. Свойство материалов противостоять усталости называют выносливостью. [3]
Процесс постепенного накопления повреждений металла в случае одновременного воздействия повтфрно-переменных нагрузок ( деформаций) и агрессивной среды называют коррозионно-механической усталостью. Этот опасный вид повреждения встречается практически во всех отраслях техники, особенно в химической, нефтяной и металлургической промышленности. [4]
Усталость — процесс постепенного накопления повреждений под действием циклических напряжений, приводящий к уменьшению срока службы, образованию трещин и разрушению. Предел усталости — наибольшее напряжение, которое выдерживает материал без разрушения при повторении заранее заданного числа циклов переменных нагрузок. Частным случаем усталости является коррозионная усталость. [5]
Коррозионная усталость — процесс постепенного накопления повреждений , которые обусловлены одновременным воздействием переменных нагрузок и коррозионно-активной срелы, приводящим к уменьшению долговечности и снижению запаса циклической прочности. Коррозионная усталость является частным случаем коррозии под напряжением. [6]
Усталость металла — процесс постепенного накопления повреждений под действием переменных напряжений ( деформаций), приводящий к изменению свойств / образованию трещин и разрушению. Выносливость — свойство металла противостоять усталости. [7]
Коррозионная усталость — процесс постепенного накопления повреждений , которые обусловлены одновременным воздействием циклических нагрузок и коррозионноактивной среды. [8]
Коррозионная усталость — процесс постепенного накопления повреждений , которые обусловлены одновременным воздействием переменных нагрузок и коррозионно-активной среды, приводящим к уменьшению долговечности и снижению запаса циклической прочности. [9]
Усталость представляет собой процесс постепенного накопления повреждений в металле под действием переменных напряжений, приводящих к образованию и развитию усталостных трещин. Из-за различной ориентировки зерен и блоков, макро — и микродефектов напряжения в металле распределяются неравномерно. [10]
Под усталостью металла понимают процесс постепенного накопления повреждений под действием повторно-переменных напряжений, приводящий к образованию трещин и разрушению, уменьшению срока службы изделий и деталей. Свойство материала противостоять усталости называют выносливостью. Наибольшее напряжение, которое выдерживает металл без разрушения при повторении заранее заданного числа циклов переменных нагрузок, называют пределом выносливости. [11]
Под усталостью материала понимают процесс постепенного накопления повреждений под действием переменных во времени напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению. [13]
Под усталостью металла подразумевается процесс постепенного накопления повреждений металла в результате длительного воздействия на него повторно-переменных напряжений. [14]
Для описания разрушения как процесса постепенного накопления повреждений в работе [15] для случая ползучести вводится также представление о структурных параметрах, отражающих изменения свойств материала ( повреждения) на различных стадиях нагружения. [15]
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Процесс — постепенное накопление — повреждение — материал
Процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению, называют усталостью, а разрушение вследствие распространения усталостной трещины — усталостным разрушением. Свойство материала противостоять усталости называют сопротивлением усталости. [1]
Процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению, называется усталостью. Способность же материалов воспринимать эти повторные знакопостоянные или знакопеременные напряжения без разрушения называется сопротивлением усталости или циклической прочностью. [2]
Процесс постепенного накопления повреждений материала при действии циклических нагрузок, приводящий к образованию трещины и разрушению, принято называть усталостью. Свойство же материала противостоять усталости называется выносливостью. [3]
Процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению, называют усталостью, а разрушение вследствие распространения усталостной трещины — усталостным разрушением. Свойство материала противостоять усталости называют сопротивлением усталости. [4]
Процесс постепенного накопления повреждений материала при действии циклических нагрузок, приводящий к образованию трещины и разрушению, принято называть усталостью. Свойство же материала противостоять усталости называется выносливостью. [5]
Процесс постепенного накопления повреждения материала при действии повторно-переменных напряжений, приводящий к образованию трещин и разрушению, называется усталостью материала. [6]
Процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению, называют усталостью, а разрушение вследствие распространения усталостной трещины — усталостным разрушением. Свойство материала противостоять усталости называют сопротивлением усталости. [7]
Процесс постепенного накопления повреждений материала при действии повторно-переменных напряжений, приводящий к образованию трещин и разрушению, называется усталостью материала. [8]
Это процесс постепенного накопления повреждений материала под воздействием переменных напряжений и коррозионно-активных сред, приводящий к изменению свойств, образованию коррозионно-усталостных трещин, их развитию и разрушению изделия. Этому виду разрушения в определенных условиях могут быть подвержены все конструкционные материалы на основе железа, алюминия, титана, меди и других металлов. Опасность коррозионно-усталостного разрушения заключается в том, что оно протекает практически в любых коррозионных средах, включая такие относительно слабые среды, как влажный воздух и газы, спирты, влажные машинные масла, не говоря уже о водных растворах солей и кислот, в которых происходит резкое, иногда катастрофическое снижение предела выносливости металлов. Поэтому коррозионная усталость металлов и сплавов наблюдается во всех отраслях техники, но наиболее она распространена в химической, энергетической, нефтегазодобывающей, горнорудной промышленности, в транспортной технике. Коррозионно-усталост-ному разрушению подвергаются стальные канаты, элементы бурильной колонны, лопатки компрессоров и турбин, трубопроводы, гребные винты и валы, корпуса кораблей, обшивки самолетов, детали насосов, рессоры, пружины, крепежные элементы, металлические инженерные сооружения и пр. Потеря гребного винта современным крупнотоннажным судном в открытом океане приносит4 убытки, исчисляемые миллионами рублей. [9]
Усталостью называется процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению. [10]
Усталость — процесс постепенного накопления повреждений материала под действием повторно-переменных напряжений, приводящий к уменьшению долговечности, образованию трещин и разрушению. [11]
Под усталостью понимают процесс постепенного накопления повреждений материала под действием повторно-переменных напряжений, приводящий к уменьшению долговечности, образованию трещин и разрушению. [13]
Под термином усталость понимают [44] процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию и развитию трещин и разрушению. [14]
Таким образом, усталостью называют процесс постепенного накопления повреждений материала при действии повторно-переменных напряжений, приводящий к образованию трещин и разрушению. [15]
Источник
ЦП Автоматизированные системы управления и промышленная безопасность
БК Автоматизированные системы управления и кибернетика
способность тела сопротивляться разрушению под действиемвнешних нагрузок.
Разрушение деталей происходит вследствие потери
Усталость – процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений, приводящий к изменению свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению.
Потеря статической прочности происходит тогда, когда значение максимальных рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала (случайные перегрузки, срытые дефекты материала).
Потеря сопротивления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превышающих предел выносливости материала.
Расчеты на ПРОЧНОСТЬ ведут по номинальным допускаемым напряжения, коэффициентам запаса прочности (КЗП) или по вероятности безотказной работы
способность деталей сопротивляться изменению формы под действием внешних сил
Расчет на жесткость предусматривает ограничение упругих перемещений деталей в пределах, допустимых для конкретных условий работы.
Жесткость – один из важнейших критериев работоспособности наряду с прочностью.
Во многих деталях машин напряжения значительно ниже предельных, например в станинах металлорежущих станков они составляют всего несколько МПа, и размеры таких деталей диктуются именно условиями жесткости.
Нормы жесткости деталей устанавливают на основе практики эксплуатации и расчетов.
Значение критерия жесткости возрастает в связи с тем, что совершенствование материалов происходит главным образом в направлении повышения их прочностных характеристик (σв, σ-1),
а модуль упругости Е (характеристика жесткости) изменяется незначительно или остается постоянным.
При этом чаще встречаются случаи, когда размеры детали, полученные из расчета на прочность, оказываются недостаточными по жесткости .
Изнашивание – процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и/или накопление его остаточной деформации при трении.
Износ проявляется в постепенном изменении размеров детали.
Т.о. ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ – способность детали сопротивляться изменению размеров и/или формы под действием сил трения на ее поверхности.
Износ ограничивает работоспособность машин по следующим параметрам:
а) по потере точности – приборы, измерительный инструмент, прецизионные станки;
б) по снижению КПД, увеличению утечек – цилиндр и поршень в двигателях, насосах и т.д.;
в) по снижению прочности вследствие уменьшения сечений, неравномерного износа опор, увеличения динамических нагрузок – зубья зубчатых и червячных колес и т.д.;
г) по возрастанию шума – передачи быстроходных машин (транспортных);
д) по полному истиранию, которое делает деталь непригодной – тормозные колодки, рабочие органы землеройных машин.
а) усталостного разрушения при многократном повторном деформировании микровыступов с малой глубиной взаимного внедрения;
б) малоцикловой усталости при повторном пластическом деформировании микровыступов со средней глубиной внедрения;
в) микрорезания при глубоком внедрении.
2. Молекулярно-механическое изнашивание (изнашивание при схватывании).
Схватывание происходит вследствие молекулярных сил при трении.
Схватывание в начальной форме проявляется в намазывании материала одной сопряженной детали на другую, а в наиболее опасной форме – в местном сваривании трущихся поверхностей с последующим вырыванием частиц одного тела, приварившихся к другому, при дальнейшем их относительном движении.
3. Коррозионно-механическое изнашивание, при котором механическое изнашивание сопровождается химическим или электрическим взаимодействием материала со средой (продукты коррозии стираются механическим путем).
Коррозия – процесс постоянного разрушения поверхностных слоев металла в результате окисления.
Фреттинг-коррозия (to fret – разъедать) – разрушение постоянно контактирующих поверхностей в условиях тангенциальных микросмещений без удаления продуктов износа (проявляется на посадочных поверхностях колец подшипников качения, зубчатых колес, шлицевых соединений).
Водородный износ , связанный с выделением водорода при разложении воды, нефти и нефтепродуктов, деструкцией пластмасс при трении, применении водородного топлива.
Работа машин сопровождается тепловыделением, вызываемым рабочим процессом машин и трением в их механизмах.
Тепловыделение, связанное с рабочим процессом, особенно интенсивно у тепловых двигателей, электрических машин, литейных и машин для горячей обработки материалов.
Виды тепла: 1) внешняя среда; 2) источники энергии внутри машины; 3) внешнее трение; 4) внутреннее трение в материале (переменные напряжения).
Нагрев деталей может вызывать следующие вредные последствия:
1. Понижение прочности материала и появление ползучести (Жаропрочность).
Следствие: Понижение несущей способности деталей, изменение зазоров в сопряженных деталях, что может привести к заклиниванию и заеданию.
2. Понижение защитной способности смазочного слоя.
Следствие: Невозможность обеспечения режима жидкостного трения, что ведет к повышенному износу.
3. Изменение зазоров вследствие обратимых температурных деформаций.
Следствие: Заклинивание или схватывание контактирующих деталей (вал в подшипнике скольжения).
4. Изменение свойств трущихся поверхностей (например, снижение коэффициента трения в тормозах, уменьшение вязкости масла).
5. Понижение точности работы машины (прецизионные станки).
способность конструкций работать в нужном диапазоне режимов
без недопустимых колебаний.
В машинах основное распространение имеют:
Расчет на виброустойчивость проводят из условия несовпадения частоты рабочего режима с критическими частотами.
Критическая частота – частота собственных
колебаний технической системы.
Реальное твердое тело имеет бесконечное
множество критических частот.
При расчетах техническую систему значительно
упрощают и на практике рассматривают
обычно первые три критические частоты.
Надежность (общая) — свойство объекта (изделия) выполнять в течение заданного времени или заданной наработки свои функции, сохраняя в заданных пределах эксплуатационные показатели. Надежность изделий обусловливается их безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью
Безотказность — свойство сохранять работоспособное состояние в течение заданной наработки без вынужденных перерывов. Это свойство особенно важно для машин, отказы которых связаны с опасностью для жизни людей (например, самолеты) или с перерывом в работе большого комплекса машин.
Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособное состояние
до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта.
Ремонтопригодность — приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов.
Сохраняемость — свойство изделия сохранять безотказность, долговечность и ремонтопригодность после и в течение установленного срока хранения и транспортирования.
Машина – устройство для преобразования энергии
и (или) движения, накопления и переработки информации.
Машины существенно облегчают физический и умственный труд человека.
Машины условно подразделяют на три группы:
Механизм – часть машины, в которой рабочий процесс реализуется путем выполнения определенных механических движений.
Выполнение указанных требований обеспечивается в ходе проектирования, изготовления и эксплуатации машин и механизмов.
Проектирование является одним из ключевых этапов разработки машин, в ходе которой закладываются их будущие параметры качества.
Чаще всего под словом “проектирование” подразумевают практическую деятельность, направленную на удовлетворение потребностей людей.
Конечным итогом проектной деятельности является проект, т.е. комплект документации, предназначенной для создания, эксплуатации, ремонта и ликвидации (технического) объекта, а также для проверки или воспроизведения промежуточных и конечных технических решений, на основе которых был разработан данный объект.
Проектирование включает в себя
выполнение расчётов, подтверждающих эффективность предлагаемых конструктивных решений;
конструирование (определение пространственных структур).
ИНЖЕНЕРНЫЙ РАСЧЕТ – ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ
Проектировочный расчет – предварительный, упрощенный расчет, выполняемый в процессе разработки конструкции детали (машины) в целях определения ее размеров и материала при заданных условиях нагружения, кинематических и динамических параметрах всей системы
(зачастую проводится по какому-либо одному критерию).
Модель – совокупность представлений, условий и зависимостей, описывающих объект (явление).
В расчетах на прочность материал детали представляют однородной сплошной средой, что позволяет рассматривать тело как непрерывную среду и применять методы математического анализа.
Однородность – независимость свойств материала от размеров выделенного объема.
Изотропность – независимость свойств материала от выбранного направления в материале.
Сталь – однородный изотропный материал. Дерево – однородный неизотропный материал. Композиционные материалы (железобетон) – неоднородный неизотропный материал.
Расчетная модель материала наделяется определенными физическими св-вами:
Основные понятия
Предметом изучения дисциплины «ДМ и ОК» являются:
–процессы и явления, происходящие в технических устройствах;
–оценка напряженного состояния элементов;
–критерии работоспособности деталей машин;
–методы расчета и конструирования элементов машин с целью определения размеров и рациональных форм, обеспечивающих заданную надежность, ресурс, массогабариты и высокие технико-экономическ ие п оказатели машин
Основные понятия (ключевые слова) дисциплины «ДМ и ОК»:
– машины и механизмы, структурный, кинематический, динамический и силовой анализ; синтез механизмов;
– особенности проектирования изделий: виды изделий, требования к ним, стадии разработки; принципы инженерных расчетов;
– расчетные модели типовых деталей машин, допущения и схематизация, материала и предельного состояния, типовые элементы изделий; напряженное состояние детали и элементарного объема материала; механические свойства конструкционных материалов; расчет несущей способности типовых элементов; сопряжения деталей;
– допуски и посадки, размерные цепи;
– механические передачи трением и зацеплением; валы и оси, соединения вал-втулка; опоры скольжения и качения; уплотнительные устройства; упругие элементы; муфты; соединения деталей: резьбовые, заклепочные, сварные, паяные, клеевые; корпусные детали.
В начале 3 тысячелетия до н.э. в Древнем Египте появляются первые простые механизмы (клин, рычаг, блок, ворот, катки), которые применяли при строительстве пирамид.
Чуть позже, в Индии, создаются первые повозки – появляются первые детали, работающие в условиях, близким к условиям работы в машинах (колесо, ось и подшипник).
Длительное время источником энергии служили человек и домашние животные. В 3 веке до н.э. начинают использовать энергию падающей воды, построили водяное колесо для мукомольных машин и первые передачи механического движения. 3.5 в. до н.э. Платон «Государство», Аристотель «Механические проблемы»: зубчатые колеса, кривошипы, катки, полиспасты, металлические цапфы.
287 г. до н.э. Архимед применил для водоподъемной машины винт.
16…13 л. до н.э. Поллион Витрувий «Арихтектура»: описание водоподъемной машины с ковшами, укрепленными на цепи.
284–305 г. Папп Александрийский: описание редуктора из зубчатых (в виде цевочных) и червячных передач.
В 10. 11 веках во Фландрии и Англии были построены первые ветровые мельницы, в состав которых уже входили сложные передачи и тормозные устройства.
Эпоха Возрождения. Леонардо да Винчи (1452–1519 г.): винтовые зубчатые колеса с перекрещивающимися осями, зубчатые колеса с вращающимися цевками, подшипники качения, шарнирные цепи, а также многочисленные механизмы и машины.
Создание в 1774г. Дж. Уаттом универсальной паровой машины положило начало технической революции и все более ускоряющемуся техническому прогрессу.
Появляются сложное оборудование и двигательные установки, такие как изобретенные в 1889 г. К. Лавалем паровая турбина, в 1870. 1890 гг. двигатель внутреннего сгорания (газовый – Н. Отто, бензиновый – Г. Даймлера и К. Бенца, дизельный – Р. Дизеля), в 1889 г. М. О. Доливо-Добровольским – электродвигатель переменного тока. Функционирование новых машин начинает широко использовать явления механики, термодинамики, электромагнетизма.
Теория и расчет деталей машин разрабатывались по мере появления и совершенствования конструкций.
Леонардо да Винчи рассматривал вопросы о сопротивлении вращению колес, шкивов и блоков, о зоне износа подшипников и др.
Леупольд «Театр машинный» – первая попытка систематического описания частей машины.
1840 г. Витворт (Англия) разрабатывает систему крепежных резьб (первая работа по стандартизации в машиностроении).
Когда машин было мало, а их расчеты носили элементарный характер, студенты-механики изучали все вопросы изучали все вопросы в общем курсе построения машин.
Технические объекты становятся сложными физически. Сложность разрабатываемых объектов уже не позволяла одному человеку целиком решать всю техническую задачу. С 19 века наступает дифференциация наук и специализация в области исследований, разработки и производства.
Р. Виллис, Х.И. Гохман – общая теория зубчатых зацеплений.
Л. Эйлер разработал теорию эвольвентного зацепления.
В. Льюис, Е. Бакингем, Х. Мерит – прочность зубчатых передач.
М.Л. Новиков – круговинтовое зацепление высокой несущей способности.
Н.П. Петров, О. Рейнольдс, А. Зоммерфельд – гидродинамическая теория смазки (подшипники скольжения и др.).
Р. Штрибек, А. Пальмгрен – подшипники качения.
Н.Е. Жуковский – резьбовое соединение, ременная передача.
Д.Н. Гаркунов, И.В. Крагельский – триботехника (разработана теория избирательного переноса в парах трения, обеспечивающий в определенных условиях почти безизносную работу).
А.И. Петрусевич – контактно-гидродинамическая теория смазки.
Источник