Расчеты на выносливость

Современные расчеты на выносливость отражают характер изменения напряжений, статические и усталостные характеристики материалов, концентрацию напряжений, масштабный фактор, состояние поверхности и поверхностное упрочнение. Расчет обычно

производят в форме проверки коэффициента запаса прочности. Для расчета необходимо знать постоянные s_m и t_m и переменные s_a и t_a составляющие напряжений. Коэффициент запаса прочности определяют по уравнению

где n_s - коэффициент запаса по нормальным напряжениям (отсутствие кручения),

n- коэффициент запаса по касательным напряжениям (отсутствие изгиба)

здесь s_-1 и t_-1 - пределы выносливости при изгибе и соответственно кручении с симметричным знакопеременным циклом; e - масштабный фактор, учитывающий влияние размеров сечения вала; К_s и К_t – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и соответственно кручении; b - коэффициент упрочнения, вводимый для валов с поверхностным упрочнением; y_s и y_t - коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений:

где s₀ и t₀ - – пределы выносливости материала при отнулевом цикле.

Обычно принимают: для углеродистых мягких сталей y_s = 0,05, y_t = 0, для среднеуглеродистых сталей y_s = 0,1, y_t = 0,05, для хромоникелевых и аналогичных легированных сталей y_s = 0,15 и y_t =0,1.

Значение К_s и К_t для галтелей, выточек поперечных отверстий, шпоночных канавок шлицевых валов, для поверхностей имеющих различную шероховатость, различие присовок посадки приведены в таблицах [ ]/

Поверхностные упрочнения являются мощным средством повышения выносливости валов. При поверхностных упрочнениях повышается прочность наиболее напряженного поверхностного слоя и в нем создаются остаточные напряжения.

Коэффициент запаса прочности. В средних условиях коэффициенты запаса по выносливости n = 1,5-2,5. Если диаметры валов определяются условиями жесткости, то значения n могут быть существенно большими.

Учет переменности режима нагрузки. Если вал работает в условиях нестационарных нагружений и необходимо возможно более полное использование ресурсов прочности, расчет ведут по эквивалентному напряжению s_э, действие которого эквивалентно действию всего комплекса фактических напряжений

где N₀ – число циклов, соответствующее точке перегиба кривой усталости, принимаемое равным (3-5)10⁶ для валов небольшой

Дата добавления: 2014-01-07