Разрушение - деталь - машина
Cтраница 3
Вибрация аппаратуры и трубопроводов - очень опасное явление, приводящее к усиленному износу и разрушению деталей машин, просадке фундаментов под оборудованием и опорами трубопроводов, выкрашиванию стен, образованию трещин в перекрытиях, истиранию труб и образованию трещин в сварных соединениях, нарушению герметичности фланцевых соединений, выходу из строя приборов контроля и автоматики, поломке арматуры ( особенно чугунной), разрушению термоизоляции. [31]
Во втором случае разрушение произойдет тогда, когда площадь опасного сечения уменьшится до недопустимых пределов. Данный случай разрушения деталей машин часто встречается в узлах, контактирующих с абразивом, так как абразивный износ - наиболее катастрофический вид износа. Рассматриваемый вид разрушения носит двоякий характер. С одной стороны - это постепенный отказ, с другой - типичный внезапный отказ, наблюдающийся при определенных условиях. Этот вид разрушения, по сути, ухудшает первый член формулы ( 3), хотя, если разрушения еще не произошло, он определяет второй член той же формулы. [32]
Хотя при конструировании для предупреждения разрушения деталей машин ( вследствие неоднородности механических свойств материала, возможных перегрузок, недостаточной точности определения расчетной нагрузки и методов расчета на прочность и др.) вводят коэффициенты запаса, тем не менее некоторые серийно изготовляемые машины и другие изделия выходят из строя. Однако это происходит в результате не разрушения, а потери работоспособности, вызванной снижением точности рабочих органов. Для изделий с механическими кинематическими связями потеря точности связана с износом деталей. С потерей точности ответственных деталей, соединений и кинематических пар резко ухудшаются эксплуатационные показатели машин, приборов и других изделий, что и является причиной изъятия их из эксплуатации. [33]
Анализ случаев поломок деталей машин свидетельствует о том, что большинство поломок связано с явлением так называемой, усталости материалов. Явление усталости металлов заключается в разрушении деталей машин вследствие возникновения в них многократно изменяющихся переменных напряжений, значительно меньших, чем предел прочностийли даже предел текучести материала. Опасность этого явления заключается в том, что деталь, выполненная из пластичного металла и нагруженная до напряжений, казалось бы, неопасных, внезапно разрушается без появления остаточных деформаций, которые сигнализировали бы о надвигающейся катастрофе. Долгое время существовало мнение, что при работе детали в условиях циклически меняющихся напряжений, происходит изменение в кристаллическом строении металла. [34]
Анализ случаев поломок деталей машин свидетельствует о том, что большинство поломок связано с явлением так называемой усталости материалов. Явление усталости металлов заключается в разрушении деталей машин вследствие возникновения в них многократно изменяющихся переменных напряжений, значительно меньших, чем предел прочности или даже предел текучести материала. Опасность этого явления заключается в том, что деталь, выполненная из пластичного металла и нагруженная до напряжений, казалось бы, неопасных, внезапно разрушается без появления остаточных деформаций, которые сигнализировали бы о надвигающейся катастрофе. Долгое время существовало мнение, что при работе детали в условиях циклически меняющихся напряжений, происходит изменение в кристаллическом строении металла. [35]
Фреттинг-коррозия наблюдается у валов, резьбовых соединений, подшипников качения, муфт и других деталей, находящихся в подвижном контакте. Фреттинг-коррозия является одним из самых опасных процессов разрушения деталей машин и может происходить как в условиях сухого трения, так и при наличии смазки у многих материалов. [36]
 |
Усталостный излом детали, работающей на знакопеременное кручение. [37] |
Для правильного выбора режима форсирования необходимо знать вид усталостного разрушения и причину его возникновения. В различных областях техники усталостные разрушения являются наиболее распространенным видом разрушения деталей машин и механизмов. [38]
К этому классу явлений следует отнести также возникновение динамических реакций, приложенных к валам двигателей различных транспортных средств, несущих на себе маховые колеса, диски турбин и подобные им детали, при поворотах вызывающих изменение направления оси вращения вала. Эти реакции могут быть очень велики и иногда приводят к разрушению деталей машин, к которым они приложены. [39]
Из всех видов коррозии наиболее опасна межкристаллитная коррозия. В этом случае вследствие разрушения металла по границам кристаллов связь между ними нарушается, коррозия быстро продвигается вглубь по межкристаллитным границам, достигает металла основного слоя двухслойной стали, что приводит к разрушению детали машины или аппарата. Часто межкристаллитная коррозия не изменяет внешнего вида металла и разрушение детали может наступить неожиданно. [40]
Современная техника немыслима без использования машин и механизмов, обладающих высокой надежностью и, следовательно, долговечностью в условиях эксплуатации, характеризующихся повышенными значениями скоростей, давлений и температур, а во многих случаях также и агрессивностью сред. Важнейшей задачей науки является изыскание новых материалов и методов их обработки с целью использования в современных машинах, аппаратах, устройствах. Серьезное значение имеет исследование различных видов разрушения деталей машин и, в частности, изучение процессов эрозионного износа чистых металлов, сплавов, покрытий и пластических масс для разработки рациональных методов повышения эрозионной стойкости материалов, подверженных воздействию твердых, жидких и газообразных частиц. [41]
 |
Схема распределения напряжений на детали при кручении. [42] |
Для деталей машин наиболее характерны напряжения, переменные во времени. Эти напряжения могут быть разными и по знаку. Если они повторяются достаточно большое число раз, разрушение деталей машин происходит при напряжениях, меньших предела прочности и даже меньших предела текучести. Вследствие этого усталостные поломки деталей происходят обычно без внешних проявлений пластической деформации и поэтому носят характер внезапных разрушений. Статистическим анализом установлено, что из всех поломок деталей примерно 80 % принадлежит усталостным. Следовательно, при расследовании причин разрушения деталей машин основное внимание должно быть уделено обнаружению и анализу усталостных явлений, а также изучению процесса образования дефекта и разрушения деталей по их излому в зависимости от различных механических, физических, физико-химических и других факторов. [43]
 |
Условие перехода к нестабильности развития трещины в зависимости от длины исходной трещины. [44] |
Однако, конечно, применение автоматической записи роста трещины для повторного нагружения также весьма желательно, так как это уменьшит субъективность результатов и облегчит наблюдение. Диаграммы разрушения при повторном нагружении являются еще более условными, чем при однократном, так как они зависят, кроме геометрии образца, еще и от уровня напряжения цикла, частоты нагружения и коэффициента асимметрии цикла. Однако повторное нагружение является весьма распространенным, а усталостное и повторно-статическое разрушение является наиболее частым видом разрушения деталей машин и механизмов. Поэтому получение хотя бы сравнительных характеристик разрушения материалов при условиях, близких к эксплуатационным, является весьма важным. Для построения физически обоснованной теории разрушения весьма желательно сопровождать изучение кинетики разрушения фрактографическим исследованием с помощью оптического и электронного микроскопов ( см. гл. [45]
Страницы: 1 2 3 4