Главная > Разное > Резьбовые и фланцевые соединения
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

5.15. Прочность при высокоскоростном нагружении

В ряде случаев резьбовые соединения воспринимают однократные нагрузки, приложенные с большими скоростями, особенно в предохранительных приспособлениях и устройствах, работа которых основана на разрушении болтов (например, стыковочные болты в космических аппаратах).

Скорость нагружения можно оценить по интенсивности нарастания напряжений (нагрузки) с течением времени:

Рис. 5,32. Зависимость несущей способности болтов при растяжении от скорости нагружения

где напряжение (условное или истинное); время.

При статическом нагружении скорость нагружения находится в широких пределах:

Высокими считают скорости нагружения, при которых

Высокоскоростное нагружение условно делят на три группы (вида). К первой группе относят нагружение с постоянной или переменной скоростью, характеризующееся изменением сопротивления деформации. Во вторую группу входят случаи, сочетающие высокую скорость нагружения с высокой скоростью деформации материала, причем инерционная составляющая деформации соизмерима с сопротивлением деформации. Инерционная составляющая проявляется лишь при напряжениях, обусловливающих пластическую деформацию. К третьей группе относят нагружение, характеризующееся прохождением упругих и упругопластических волн деформации.

Известно, что в большинстве случаев прочность многих материалов возрастает с увеличением скорости нагружения и, как следствие, скорости деформации. Физическое обоснование этого явления в настоящее время базируется на гипотезе об одновременном протекании при пластической деформации двух взаимно противоположных процессов — упрочнения и разупрочнения. Полагают, что разупрочнение проявляется тем полнее, чем больше для этого предоставляется времени. С увеличением скорости деформации сокращается длительность процесса разупрочнения, а упрочнение снимается в меньшей степени, что и приводит к

Рис. 5.33. Зависимость несущей способности болтов при срезе от скорости нагружения

Рис. 5.34. Зависимость несущей способности резьбового соединения от высоты гайки

повышению прочности. Однако теоретически подсчитать увеличение предела прочности не удается.

Для оценки чувствительности материалов резьбовых деталей к скорости нагружения проведен ряд экспериментальных исследований. В статье Р. Элая [29] представлены результаты исследования прочности при испытаниях на растяжение и срез болтовых соединений в условиях высокоскоростного нагружения. Скорость нагружения при растяжении изменяли в пределах от 68 до а при испытаниях на срез — до Испытывали болты длиной изготовленные из латуни и стали Гайки высотой были изготовлены также из стали и латуни. Расстояние между головкой болта и гайкой составляло Испытария на срез проводили для двухсрезных соединений. Показания при малых скоростях нагружения регистрировали с помощью самописца, при высоких скоростях — катодного осциллографа.

Результаты испытаний приведены на рис. 5.32 и 5.33. Вертикальные линии, проходящие через точки кривых, показывают разброс результатов для этих точек. Штриховой линией на рис. 5.32 отмечена область, в которой для регистрации показаний применяли осциллограф. Видно, что с увеличением скорости нагружения повышается и несущая способность соединений. Отношение прочности при срезе к прочности при растяжении остается практически постоянным с изменением скорости нагружения. Для стали (кривые 1 на рис. 5.33) оно снижается с 0,70 до 0,65 при самых высоких скоростях; для латуни (кривые 2) это отношение колеблется в пределах

Существенное повышение несущей способности резьбовых соединений из низкоуглеродистой стали при увеличении скорости деформирования получено И. Клепачко и М. Вакальски [36] (рис. 5.34).

Ударные нагрузки (быстрое переменное нагружение) определяются не только изменением количества движения, но и механическими характеристиками (пределами упругости и текучести, пластичностью и др.).

По данным Г. Юнкера, несущая способность соединений с болтами из высокопрочной стали при ударном нагружении повышается на по сравнению со статическим.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление