Модель прочностной надежности болта при действии переменных нагрузок

Допустим, что внешняя нагрузка на болт периодически изменяется от 0 до Р. Тогда на болт будет действовать переменная нагрузка, имеющая максимальное и минимальное значения

При переменной нагрузке опасными являются места концентрации напряжений. В болте (рис. 6.12) типичными являются три таких места: резьба, выточка и радиус перехода от головки болта к стержню. Особенно опасным является концентрация напряжений в резьбе, для которой (теоретический) коэффициент концентрации α₀≈5. Цикл переменных напряжений в резьбовой части болта

где d₁ — внутренний диаметр резьбы.

В резьбовой части болта действует переменное напряжение (см. разд. 16)

и постоянное напряжение

где

напряжение затяжки.

Отметим, что переменное напряжение в болте пропорционально коэффициенту основной нагрузки. Модель прочностной надежности болта при действии переменных напряжений (модель усталостной прочности) имеет вид

где [п_а ] — допустимое значение запаса прочности по переменным напряжениям.

Так как значение коэффициента основной нагрузки определяется приближенно и вследствие значительного рассеяния усталостной прочности при наличии технологических отклонений, принимается [п_а ] ≥4. Запас прочности по переменным напряжениям равен

где σ_-1д — предел выносливости детали (болта). По равенству (79)

где β и ε — коэффициенты, учитывающие состояние поверхности и масштабный характер.

Эффективный коэффициент концентрации напряжений

где q — коэффициент чувствительности материала.

Модель усталой надежности болтового соединения имеет вид

Повышению усталостной надежности способствует уменьшение коэффициента концентрации напряжений, коэффициента основной нагрузки, увеличение предела выносливости материала.

Дата добавления: 2015-05-08