Диаграммы предельных

Параметрические диаграммы позволяют получать достоверные статистические оценки сопротивления разрушению металла рассмотренных марок стали, что способствует повышению надежности определения работоспособности материалов энергомашиностроения.

Анализ качества изделий базируется на методах, используемых в технологии машиностроения, метрологии и других областях науки о машинах. Эти методы предусматривают измерения размеров, геометрической формы, качества поверхности обрабатываемых деталей и последующее обобщение результатов с отражением характеристик не только отдельных изделий, но и партий (выборок). Результаты обобщают построением диаграмм двух типов: а) диаграмм распределения, где фиксируются, например, размеры всех изделий партии независимо от последовательности их обработки таким образом, что наглядно выявляется общее рассеяние размеров, центр группирования, соотношение с полем допуска; б) точечных диаграмм, на которых показываются размеры изделий партии в порядке их обработки; такие диаграммы позволяют оценить тенденции изменения технологических характеристик во времени, например «сползание» размеров при неизменной настройке из-за износа инструмента, температурных деформаций, изменения усилий обработки.

Справочные кинематические диаграммы позволяют производить сравнительную оценку различных вариантов геометрических схем механизмов с учетом влияния параметров механизма на кинематические и динамические характеристики.

Подобные диаграммы позволяют установить также коэфициенты трения (сцепления) для различных комбинаций материалов, обработки и условий сборки.

диаграммы позволяют судить о правильности выбора основных размеров котла, машины и величины сцепного веса Рс данного паровоза. Такие диаграммы, полученные в результате специальных тягово-теплотехнических испытаний паровозов, приводятся в паспортных книжках.

Знталышйные диаграммы (/ — р-диаграммы) позволяют проанализировать изменение температуры газа в процессе дросселирования.

и (8.48). Эти диаграммы позволяют определить температуру центра тела, температуру поверхности тела и изменение его теплосодержания в процессе охлаждения или прогрева. Принцип построения всех этих диаграмм одинаков, и пользование ими может быть иллюстрировано следующим примером.

Таким образом, Т^-диаграммы позволяют провести сравнение эффективности использования различных термодинамических циклов двигателей, а также качественный анализ влияния различных параметров на их работу.

Рассмотренные диаграммы позволяют наметить пути достижения возможно большей глубины и скорости процесса цементации. Для уменьшения остаточной концентрации золота в растворе необходимо сдвинуть потенциал катода в сторону электроотрицательных значений. Проще всего это сделать уменьшением анодной поляризации, достигаемой применением цинка с высокоразвитой поверхностью. В этом случае анодная поляризационная кривая 5 (см. рис. 77,6) пойдет круче, стационарный потенциал уменьшится, а достижимая глубина цементации возрастет.

Диаграммы состояния дают в сжатой и наглядной форме картину изменения строения и свойств сплава при изменении его концентрации и температуры, позволяют определить температуры плавления, затвердевания и аллотропических превращений в сплавах, изучить происхождение структур, наблюдаемых под микроскопом, и увязать структуру сплава с его механическими, технологическими и физико-химическими свойствами. При изыскании новых сплавов диаграммы позволяют заменить старый рецептурный метод новым научным методом, при помощи которого можно скорее и лучше подобрать их оптимальный состав.

Теоретическое значение таких диаграмм заключается в том, что они хотя и охватывают меньший опытный материал в сравнении с диаграммой сплавов железа с углеродом, так как для сталей с неодинаковым содержанием углерода и разных марок они различны, но зато содержат чрезвычайно важный фактор — время. Диаграммы изотермического превращения аустенита дают картину всех изменений аустенита (кинетику его превращения) при разных температурах, позволяют в наглядной форме объяснить происхождение и природу структур, получаемых при термической обработке, выявляют влияние температуры превращения на структуру и свойства стали. Эти диаграммы позволяют оценить действие величины зерна и легирующих элементов на превращение аустенита, глубину прокаливаемости, микроструктуру, механические и другие свойства стали. Наконец, они служат обоснованием теории термической обработки стали. . .

17.5. На рис. 17.1, а, б показаны два способа схематизации диаграммы предельных напряжений. При использовании какого из

Наличие построенной по экспериментальным данным диаграммы предельных амплитуд позволяет графоаналитически определить коэффициент безопасности для рассматриваемой детали из данного материала. Проведем из начала координат луч через точку М с заданными характеристиками расчетного цикла ат и aa. Любая точка, лежащая в этом луче, соответствует циклу, подобному заданному (т. е. циклу, имеющему такое же значение Rp). Цикл, изображаемый точкой Л', — • предельный; напряжение этого цикла, определяемое как сумма абсциссы и ордикаты точки N, равно пределу выносливости (сг^пр=сги пр+о~а ,-,,,). Аналогично, для заданного цикла максимальное напряжение равно сумме абсциссы и ординаты точки М, т. е. crmax=(Ta-fam. Из условия подобия рабочего ;i предельного циклов коэффициент безопасности

определяется путем измерения соответствующих абсцисс и ординат точек М и N. Поскольку построение диаграммы предельных амплитуд является достаточно трудоемким, для целей расчета ее схематизируют, приближенно заменяя кривую диаграммы прямой по двум известным точкам. За эти точки можно принять пределы выносливости при симметричном (т_, и отнулевом а0 циклах.

Рис. S7, Схематизированные диаграммы предельных циклов по способу С. В. Серенсена и Р. С. Кинасошвили

Обычно коэффициент запаса л детали по разрушению при переменных напряжениях определяют по формулам, полученным с помощью диаграммы предельных циклов (см. рис. 56 и 57). При этом предполагают, что при увеличении интенсивности нагружения тип напряженного состояния не меняется и циклы изменения напряжений остаются подобными.

Кроме диаграмм предельных напряжений цикла для оценки влияния среднего напряжения цикла строят диаграммы предельных амплитуд цикла (диаграмма Хэйга) (рис. 57), которые характеризуют зависимость между значениями предельных амплитуд и амплитуд цикла оа. В результате получают граничную линию амплитуд напряжений цикла, точка пересечения с которой с осью ординат (ага = 0) дает значение предела выносливости при знакопеременном напряжении, а на пересечении с осью абсцисс (оа = 0) получается квазистатическое временное сопротивление ст„.

Диаграмма предельных напряжений. Предел выносливости при любой характеристике цикла может быть найден с помощью диаграммы предельных напряжений — диаграммы усталостной прочности — (рис. 2.56). Построение диаграммы основано на том, что любой цикл можно изобразить в виде суммы некоторого постоянного среднего напряжения от и симметричного цикла с амплитудным напряжением аа, причем ат и аа определяются по формулам (2.152) и (2.153). При построении диаграммы по оси ординат откладывают амплитудное напряжение цикла оа, а по оси абсцисс — среднее напряжение ат, величина которых определяется по значениям стмакс и сгмип, зафиксированным в соответствующих опытах над образцами. Таким образом, предел выносливости при симметричном цикле изобразится точкой В, поскольку для данного цикла

С помощью диаграммы предельных напряжений значение предела выносливости можно определить, имея лишь значение характеристики цикла. Как видно из диаграммы,

Принимая во внимание все сказанное, при построении диаграммы предельных циклов не для образца, а для изделия по оси ординат следует откладывать не o_lf а каа_г/К0, где К.а — эффективный коэффициент концентрации в рассчитываемом сечении. Для упрощения будем считать, что этот коэффициент для данного концентратора оценивает не только чувствительность материала к концентрации, но и состояние поверхности. Далее, так как влияние концентраторов на вибрационную и на статическую прочность различно, то при построении диаграммы предельных циклов для сооружения из пластичного материала предельное напряжение при оа = 0 принимают таким же, как и для образца без концентраторов. Иными словами, точка С на рис. 6.20 остается на прежнем месте, тогда как точка А опускается.

Рис. 57. Схематизированные диаграммы предельных циклов по способу С. В. Серенсена и Р. С. Кинасошвили

Обычно коэффициент запаса п детали по разрушению при переменных напряжениях определяют по формулам, полученным с помощью диаграммы предельных циклов (см. рис. 56 и 57). При этом предполагают, что при увеличении интенсивности нагружения тип напряженного состояния не меняется и циклы изменения напряжений остаются подобными.