В книге изложены статистические методы анализа результатов массовых усталостных испытаний легких конструкционных сплавов. Показано влияние технологии производства и условий эксплуатации на надежность конструкций, а также влияние состава и структуры сплавов, поверхностного наклепа, нагрева, коррозии, действующих нагрузок, концентрации напряжений, размеров деталей на сопротивление усталости. Описаны способы ускоренных усталостных испытаний.
Монография предназначена для научных работников, инженеров-конструкторов и расчетчиков машиностроительных проектно-конструкторских, технологических и научно-исследовательских организаций. Ил. 114, табл. 156, список лит. 100 назв.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Усталостные характеристики легких сплавов на основе алюминия и магния отличаются рядом особенностей, которые, с одной стороны, связаны с повышенной чувствительностью их к действию окружающей среды, в том числе атмосферы. Поэтому на сопротивление разрушению оказывает влияние не только число циклов, но и время. Причем это влияние быстро нарастает с повышением температуры. С другой стороны, структурная неоднородность таких сплавов, особенно в литом состоянии, увеличивает роль нормальных напряжений в образовании усталостных разрушений, повышает чувствительность элементов конструкций к асимметрии цикла и к остаточным напряжениям. С макро- и микроструктурной неоднородностью легких сплавов связана дисперсия их механических свойств. На эти свойства оказывают влияние состав сплава, условия формообразования и термической обработки изделий.
В монографии приведены результаты исследований, проведенных в Московском авиационном технологическом институте Кафедрой сопротивления материалов при содействии организаций, заинтересованных в улучшении служебных свойств деталей и изделий.
Основные закономерности сопротивления усталости легких сплавов рассмотрены в вероятностной постановке, позволяющей использовать статистическую информацию о результатах испытаний образцов и отдельных элементов конструкций для оценки основных характеристик сопротивления усталости — кривых усталости, функций распределения ее параметров, пределов усталости и чисел циклов разрушения. Эти параметры рассмотрены в зависимости от напрягаемых объемов, неравномерности распределения напряжений в свете гипотезы слабого звена и вытекающих из нее условий подобия при усталостных разрушениях. Эта трактовка распространена и на усталостные закономерности при нестационарном нагружении, применительно к которым исследованы соответствующие функции распределения долговечности.
Такими исследованиями установлены допускаемые напряжения в зависимости от конструктивных факторов, условий и
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................3
Глава I. Статистический анализ усталостных свойств.....5-
1. Функции распределения характеристик сопротивления усталости б-
2. Уравнение кривых усталости.......... 22
3. Характеристики рассеивания усталостных свойств .... 27
4. Статистический анализ результатов испытаний на долговечность
и определение объема испытаний......... 35
5. Статистический анализ результатов сравнительных испытаний на долговечность.............. 42
6. Построение кривых усталости.......... 4&
7. Построение кривой распределения предела ограниченной выносливости и определение ее параметров........ 56
Глава II. Влияние состояния поверхностного слоя, среды и температуры испытаний на усталостные свойства.....66-
1. Влияние коррозионной среды на сопротивление усталости и дисперсию усталостных свойств..........66-
2. Влияние покрытий и состояния поверхности на сопротивление усталостному и коррозионно-усталостному разрушению . . . 82
3. Влияние температуры испытаний на сопротивление усталости . 94
Глава III. Сопротивление усталости при нестационарном нагружении 98-
1. Процесс накопления повреждений при стационарном нагружении S8
2. Процесс накопления повреждений при стационарном нагружении
на стадии развития трещин..........100
3. Спектры нестационарной нагруженное™ и оценка накопления усталостного повреждения..........106-
4. Накопление повреждений при нестационарном нагружении . .111
5. Влияние типа спектра и асимметрии цикла на сопротивление усталости...............124-
Глава IV. Усталостные свойства в зависимости от состава, технологии производства и структуры сплавов.....130*
1. Вляние структуры на сопротивление усталости и характеристики рассеивания усталостных свойств.........131
2. Сопротивление усталости в зависимости от состояния сплава 149'
3. Влияние легирующих элементов, примесей и окисных включений
на механические свойства и их дисперсию......160'
4. Косвенная оценка сопротивления усталости и дисперсии усталостных свойств алюминиевых сплавов по результатам металлографических исследований..........1'*
316
Глава V. Влияние поверхностного наклепа на сопротивление усталости и дисперсию усталостных свойств......177
1. Остаточная напряженность и механические свойства наклепанного слоя........... J78
2. Эффективность поверхностного упрочнения..... 188
3. Влияние повышенных температур и действия нагрузок на стабильность эффекта упрочнения......... 203
Глав а VI. Влияние плавочных и технологических отклонений на
сопротивление усталости ......... 208
1. Оценка влияния плавочных и технологических отклонений па характеристики механических свойств легких сплавов . . . .209
2. Планирование испытаний и статистическая обработка результатов для оценки генеральных характеристик механических свойств 218
3. Ускоренные^ методы усталостных испытаний и их планирование 228
4. Приемочный контроль качества полуфабрикатов металлургического производства по механическим свойствам.....250
Глава VII. Влияние концентрации напряжений и абсолютных размеров на усталостные свойства........261
1. Влияние конструкционных факторов на закономерности распределения долговечности......•.....263
2. Влияние конструкционных факторов на распределение предела ограниченной выносливости ....... 272
3. Рассеивание характеристик усталости в связи с концентрацией напряжений и абсолютными размерами.......281
4. Роль характера нагружения и асимметрии цикла .... 286 о. Определение расчетных характеристик выносливости элементов
конструкций...............293
6. Оценка усталостных характеристик по результатам натурных испытаний .•.........-.....303
Список литературы...............311
Цена: 300руб.
