Главная страница
Форум
Промиздат
Опережения рынка
Архитектура отрасли
Формирование
Тенденции
Промстроительство
Нефть и песок
О стали
Компрессор - подбор и ошибки
Из истории стандартизации резьб
Соперник ксерокса - гектограф
Новые технологии производства стали
Экспорт проволоки из России
Прогрессивная технологическая оснастка
Цитадель сварки с полувековой историей
Упрочнение пружин
Способы обогрева
Назначение, структура, характеристики анализаторов
Промышленные пылесосы
Штампованные гайки из пружинной стали
Консервация САУ
Стандарты и качество
Технология производства
Водород
Выбор материала для крепежных деталей
Токарный резец в миниатюре
Производство проволоки
Адгезия резины к металлокорду
Электролитическое фосфатирование проволоки
Восстановление корпусных деталей двигателей
Новая бескислотная технология производства проката
Синие кристаллы
Автоклав
Нормирование шумов связи
Газосварочный аппарат для тугоплавких припоев
|
Главная --> Промиздат --> Коэффициент поперечной деформации § 236] УСЛОВИЕ ПРОЧНОСТИ ПРИ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ 729 с другой стороны, известно, что громадное количество элементов машин И конструкций благополучно сопротивляется переменным нагрузкам в течение весьма продолжительного срока, если напряжения в них остаются в определённых границах. Таким образом, одной переменности напряжений недостаточно; для образования трещины усталости необходимо, чтобы действительная величина наибольшего значения систематически колеблющегося напряжения превзошла определённую границу, так называемый предел усталости, или предел выносливости. Пределом выносливости р (а, т) мы будем называть наибольшую величину периодически меняющегося напряжения, которо.. материал может противостоять практически неограниченно долго без появления трещин усталости. Таким образом, возможность разрушения путём постепенного развития трещины обусловливается двумя обстоятельствами: а) периодическим колебанием напряжений между определёнными крайними пределами; б) превышением наибольшими действительными напряжениями в элементе конструкции предела выносливости материала. Условие прочности в данном случае должно выражать, что наибольшие действительные напряжения р должны быть с некоторым запасом меньше предела выносливости р. тах где - коэффициент запаса. Для практического применения этого условия надо установить методы определения предела выносливости и вычисления наибольших действительных напряжений. В настоящее время определение предела выносливости материала возможно лишь чисто экспериментальным путём. Величина этого предела зависит в основном от: а) материала (сталь, чугун, цветные металлы), б) типа деформации (изгиб, кручение и т. д.), в) степени несимметрии цикла, т. е. соотношения между крайними значениями меняющегося напряжения. Некоторые дополнительные обстоятельства, влияющие на величину предела выносливости (коррозия, размеры деталей), будут рассмотрено! отдельно (§§ 239 и 240). Что касается наибольшего значения действительных напряжений ру то опыты показывают, что в противоположность разрушению от статической нагрузки появление трещин усталости не только у хрупких, но и у пластичных материалов связано не с теми расчётными наибольшими напряжениями /тах) которые ПОЛуЧЗЮТСЯ ДЛЯ чисто призматических стержней например, при изгибе ainax = -Yj, а с так называемыми (§ 16) местными напряжениями, возникающими в местах нарушения призматической формы стержня (надрезы, ВЫТОЧКИ, отверстия, переход от тонкой к утолщённой части и т. д.). Эти местные напряжения р оказываются значительно выше наибольших общих напряжений /?niax> вычисляемых для призматических стержней, и могут быть представлены формулой Рм = кРт&ху где - так называемый коэффициент концентрации напряжений; его величина зависит от характера нарушения призматической формы стержня. В дальнейших параграфах рассмотрено определение предела выносливости и коэффициентов концентрации напряжений. § 237. Определение предела выносливости при симметричном цикле. Как показывают опыты, величина предела выносливости материала в значительной степени зависит от соотношения между крайними значениями /?тах и /?niin изменяющегося напряжения. Если эти значения равны по величине р и обратны по знаку (фиг. 613), то мы имеем симметричный цикл, при котором предел выносливости оказывается наименьшим.
Если мы добавим к симметрично колеблющемуся в пределах -\-Ра -Ра напряжению ещё напряжение постоянной величины р (фиг. 614), то получим случай несимметричного цикла; в этом случае предел выносливости оказывается выше, чем для симметричного цикла. Крайние значения напряжения при несимметричном цикле /?тах будут (фиг. 614): /?тах = Рт-\-Ра /?min = Рт ~ Ра\ В свою очередь. Рт = - гтах I rmm Ятах Pmin § 237] ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ВЫНОСЛИВОСТИ 731 Напряжение называют средним напряжением цикла, Ра - амплитудой колебаний напряжения цикла. Отношение г = Ртах называется характеристикой цикла. При симметричном цикле /7 = 0, Pmin=-Ртах И г = -1; при ПОСТОЯННОМ статичсском напряжений Ра= Оу Ртт-Ртах И Г = -\1\ ССЛИ /?min = О, ТО И Г=0. Приведём несколько примеров несимметричных циклов: а) Ртах = + 800 кг/см \ Рт=200 кг/см \ р=- 400 KelcM ] /7 = 600 KejcM ] --> б) Ршх = -\- 1000 кг1см \ РтШ кг/см \ i п q Pmln =+ 300 KbIcm j Ра = Ш KZJCM j --t* Удвоенная величина амплитуды колебаний напряжения /7 Pm2ix-Ртт Ра называется размахом цикла. Значение предела выносливости для любого цикла переменных напряжений будем обозначать через /?, о или т со значком внизу, указывающим на соответствующую характеристику цикла. Так, p i - предел выносливости при симметричном цикле с характеристикой г=-1, /7о2 - предел выносливости при несимметричном цикле с характеристикой r = -t-0,2 и т. п. Наибольший интерес представляет определение величины предела выносливости при симметричном (/7 = 0) цикле, как наименьшего. Эта величина оказывается различной для случая деформации изгиба, осевой деформации (растяжение и сжатие) и кручения. Для определения предела выносливости при изгибе применяются машины, в которых образец круглого поперечного сечения нагружается через шарикоподшипники, или как консоль - силой на конце, или как шарнирно-опёртая балка - симметрично расположенными равными силами; образец вращается со скоростью около 2000-3000 об/мин. При каждом обороте материал образца в наиболее напряжённых местах испытывает симметричный цикл изменения напряжений от наибольшего сжатия до такого же наибольшего растяжения, и обратно. Число циклов, испытанных образцом, определяется числом его оборотов М отмечаемым специальным счётчиком *). Образцам придаётся форма с весьма плавными очертаниями, исключающими возможность появления местных напряжений. Опыт по определению предела выносливости производится следующим образом. Заготовляется партия образцов испытываемого материала в количестве 6-10 штук; образцам даётся последовательная нумерация: 1, 2, 3, ... ) Описание см. Беляев Н. М., Лабораторные работы по сопротивлению материалов, § 90. |