КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Режимы нагружения деталей и конструкций
При действии на детали статических нагрузок, т. е. постоянных по величине и по направлению, они могут выйти из строя вследствие возникновения недопустимых остаточных деформаций или разрушения. Основные условия прочности: ; . Расчетные напряжения не должны превышать допускаемых значений. В реальных конструкциях нагрузки всегда переменны, т.е. периодически изменяющиеся во времени по величине или и по величине, и по направлению. Закон изменения нагрузок определяет закон изменения напряжений. Нагрузки и напряжения в зависимости от характера действия создают различные режимы нагружения. Рис 59. I режим нагружения создается статическими нагрузками. Постоянные нагрузки вызывают и постоянные напряжения (Рисунок 59). - коэффициент асимметрии, характеристика цикла - отношение минимального напряжения к максимальному, взятое с алгебраическим знаком. II режим создается нагрузками переменными по величине и постоянными по направлению. Напряжение изменяется по синусоидальному закону. Число циклов напряжений в секунду называют частотой нагружения (Рисунок 60).
Рис 60. '; 1>r>0; (рисунок 60) - среднее напряжение в цикле. Амплитуда цикла: . Любое переменное напряжение в любой момент можно определить по двум значениям: . Изменение напряжений по пульсационному циклу (Рисунок 61)
Рис 61. III режим создается знакоперенными нагрузками (Рисунок 62). Знакопеременный цикл (симметричный) ; ; ;
Рис 62.
IV режим. Ударные нагрузки, например, контактные напряжения (Рисунок 63):
; . Рис 63.
2.7.2 Усталость материалов.
Нагрузки, вызывающие переменные напряжения, называются циклическими. При действии циклических нагрузок разрушение материалов происходит при значительно меньших напряжениях, чем σт или σвр(с). В этом случае говорят об усталости материалов. Детали разрушаются без видимых деформаций (пластических) за счет накопления внутренних микроповреждений. Разрушение начинается с образованием микротрещин, которые прогрессивно развиваются вглубь материала, уменьшая площадь поперечного сечения (Рисунок 64. а). Разрушение происходит внезапно, когда площадь поперечного сечения не в состоянии выдержать нагрузку.
Рис 64. Способность материалов выдерживать не разрушаясь переменные нагрузки, называют сопротивлением усталости. Его оценивают с помощью предела выносливости – σr, который определяюn экспериментально при динамических испытаниях. Следовательно, при переменных напряжениях достижение предела выносливости опасно как и достижение предела прочности при статических напряжениях. Наиболее опасным является симметричный (знакопеременный) σr = σ-1 Испытания проводят не менее, чем на 8... 10 образцах, каждый из которых подвергают действию переменных напряжений. Цель испытания определить величину σ-1 (Рисунок 64. б). Кривую, построенную по экспериментальным данным, называют кривой усталости или кривой Веллера (Рисунок 64. в). Первый образец нагружают нагрузкой (2/3)σв. Образец испытывают до поломки (допустим до 3 • 103 циклов нагружения). Следующий образец нагружают нагрузкой меньшей на 15 %, чем первый. Допустим, разрушение наступило через 104 циклов; еще уменьшают нагрузку и т.д. Испытания прекращают при базовом числе циклов: N = 107 для пластических материалов. Наибольшее значение максимального напряжения цикла, которое образец выдерживает базовое число циклов испытаний, называют пределом выносливости. Иногда σ-1 определяются по эмпирическим зависимостям. Величину предела выносливости определяют на цилиндрических полированных образцах с диаметром 7,5 или 10мм. На предел выносливости конкретных деталей, работающих в реальных условиях, влияет ряд факторов. Поэтому, при определении предела выносливости, вводят поправочные коэффициенты:
1)Масштабный эффект учитывает влияние на предел выносливости размера сечений деталей. Согласно статистической теории разрушения при увеличении абсолютных размеров деталей возрастает вероятность попадания дефектных зерен в зону концентрации напряжений. Коэффициенты масштабного эффекта: ; - это отношение предела выносливости серии образцов заданного диаметра d к пределу выносливости стандартных образцов. 2)Коэффициент упрочнения, учитывающий влияние упрочняющей обработки (термическую, термохимическую, механическую): ; Отношение предела выносливости серии образцов с заданной обработкой к пределу выносливости стандартных образцов. 3)Коэффициент качества поверхности: ; Отношение предела выносливости образцов, имеющих данную шероховатость поверхности к пределу выносливости стандартных образцов. 4)Экспериментальные исследования показали, что разрушение элементов конструкций начинается в местах концентрации напряжений - в зонах резких изменений в форме элементов конструкций. Эффективный коэффициент концентрации напряжений учитывает влияние конструктивного оформления деталей, наличие очагов концентрации напряжений (отверстия, галтели, шпоночный паз и т.д.) (Рисунок 65. а): ; Отношение предела выносливости серии гладких образцов к пределу выносливости серии образцов тех же размеров, но имеющих тот или иной концентратор.
Дата добавления: 2013-12-14; Просмотров: 806; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |