Настоящее немецкое качество!
Продукция FUNKE заслуживает внимания и высокого одобрения. Настоящее немецкое качество. Специалист по проектированию и монтажу систем наружного водопровода и канализации. Антонов А.С.

Введение

Еще в середине XIX ст. было обнаружено, что прочность металлов при воздействии на них переменных нагрузок значительно ниже их прочности при однократном нагружении. Эта закономерность получила название усталости металлов и стала предметом тщательного исследования. р. Более чем за 100 лет исследования усталости металлов получено огромное количество экспериментальных данных, характеризующих поведение металлов и конструкционных элементов в условиях переменного нагружения, и разработаны инженерные методы расчета на прочность деталей машин и конструкций, эксплуатирующихся в этих условиях, которые широко используются при решении практических задач. Тем не менее было бы неправильным считать, что проблема усталости металлов достаточно хорошо изучена, а используемые методы расчетов на прочность свободны от недостатков. И в настоящее время усталостные разрушения составляют преобладающую часть всех разрушений, наблюдающихся в практике. Это еще раз подтверждает большое практическое значение проблемы усталости металлов. Развитие исследований в области изучения усталости металлов не может быть охарактеризовано крупными открытиями, оно идет по пути осознания влияния различных конструктивных, эксплуатационных и технологических факторов на закономерности усталостного разрушения и создания инженерных методов учета этих факторов при проектировании, изготовлении и эксплуатации деталей машин и конструкций. В процессе исследования явления усталости металлов было обнаружено, что характеристики сопротивления усталостному разрушению зависят от таких факторов, как вид нагружения, асимметрия цикла, концентрация напряжений, состояние поверхности, размеры исследуемых образцов, частота нагружения, воздействие коррозионных сред, структурные особенности сплавов, обусловленные режимом термической обработки и т. п. Ни в каком другом случае разрушения металлов мы не наблюдаем такой чувствительности характеристик сопротивления разрушению к влиянию различных факторов, как это имеет место в случае усталостного разрушения металлов. Этим, а также сложностью самого процесса усталостного разрушения металлов и объясняется тот факт, что в настоящее время нет достаточно полной теории усталостного разрушения металлов. Существующие теории усталостного разрушения металлов описывают лишь отдельные аспекты этой проблемы. Важно отметить, что в последние годы представления об усталостном разрушении металлов весьма существенно расширились. Интенсивно проводятся исследования малоцикловой усталости, под которой подразумевается разрушение металлов при повторном нагружении при сравнительно низких частотах (до 50 цикл/мин), высоких уровнях напряжения (равных и выше предела текучести) и долговечностях до 2 • 10Б циклов. В связи с появлением нового термина «малоцикловая усталость» разрушение металлов при сравнительно низких уровнях напряжений и большом числе циклов нагружения (что входило в традиционное понятие усталости металлов) стало называться «многоцикловой усталостью». Существенное развитие получили исследования по термической усталости, когда разрушения происходят вследствие воздействия напряжений, вызванных колебаниями температуры. Большое внимание в последние годы уделяется вопросу исследования развития усталостных трещин и разработке методов оценки предельного состояния тел с усталостными трещинами. Для разработки статистических теорий усталостной прочности металлов и создания методов учета рассеяния результатов испытаний широко привлекаются представления теории вероятностей и математической статистики, при рассмотрении физической природы усталостного разрушения металлов используется теория несовершенств реальных кристаллических тел и т. д. В настоящее время эти вопросы не могут не рассматриваться при изучении прочности металлов при переменных нагрузках. Вопросам исследования прочности металлов при переменных нагрузках посвящено большое количество монографий, однако в большинстве из них рассматриваются лишь отдельные аспекты этой многообразной проблемы. Отсутствует литература, в которой бы в сжатой форме излагались основные вопросы прочности материалов при переменных нагрузках с учетом последних достижений в этой области. Такая литература необходима как для специалистов, интересующихся вопросами прочности материалов и конструкций, так и для студентов и аспирантов, специализирующихся в этой области. Издание настоящей монографии преследует цель устранить этот пробел. Рассмотрены основные положения прочности при переменных нагрузках и дается определение терминов, используемых при испытаниях на усталость и представлении полученных при этом результатов. Различные методы определения характеристик сопротивления усталостному разрушению также описаны нами. Были изложены общие представления о механизме усталостного разрушения металлов. Закономерности влияния конструктивных, эксплуатационных и технологических факторов на величину предела выносливости металлов при многоцикловой усталости и методы учета этого влияния. Отдельное внимание мы уделили анализу рассеяния результатов испытаний на усталость и методам учета этого рассеяния. Предельное состояние тел с усталостными трещинами и условия перехода от усталостного к хрупкому разрушению. Освещены вопросы деформирования и разрушения металлов при малоцикловом нагружении. В ней рассмотрены закономерности циклического деформирования металлов при напряжениях, превышающих предел текучести, анализируются кривые малоцикловой усталости, излагаются основные положения термической усталости. Феноменологические теории усталостного разрушения металлов, в первую очередь статистические теории и теории, основанные на учете неупругости металлов. Рассмотрены методы расчета на прочность при переменных напряжениях при многоцикловой усталости, основанным на использовании коэффициентов запаса прочности. Перечень вопросов, рассмотренных в монографии, не является исчерпывающим, но он дает представление о проблеме прочности металлов при переменных нагрузках. При написании монографии наряду с литературными данными были использованы также результаты оригинальных исследований, полученные в Институте проблем прочности (ИПП) АН УССР под руководством и при непосредственном участии автора. В конце монографии приведен перечень литературы, в основном монографической, в которой читатель может найти более подробное изложение отдельных интересующих его вопросов. Автор надеется, что данная монография будет полезным дополнением к работам, в которых излагаются современные представления о методах расчета напряженно- деформированного состояния и прочности деталей машин.