Giriş
NBC mühafizə qoşunlarının avadanlığının maddi hissəsini uğurla öyrənmək üçün ümumi texniki fənləri dərindən bilmək lazımdır. Bir çox maşın hissələri əməliyyat zamanı siklik gərginliyə məruz qalır. Buna görə də kursantlar stress dövrlərinin parametrləri və növləri, fenomen və dözümlülük həddi haqqında təsəvvürə malik olmalıdırlar.
Ona görə də bu mühazirənin materialı böyük əhəmiyyət kəsb edir. Bu mühazirənin məqsədi tələbələrə tsiklik gərginliklə bağlı əsas termin və tərifləri vermək, verilmiş yük növü altında konstruksiya elementlərinin möhkəmliyə hesablanması məsələsini öyrənməkdir.
Siklik gərginliklər anlayışı. Stress dövrlərinin parametrləri və növləri
Dinamik yüklərə, əhəmiyyətli ətalət qüvvələrinin olmamasına baxmayaraq, struktur elementlərinə təsir edən dövri çoxlu təkrarlanan (dövri) yüklər daxildir. Bu cür yükləmə əksər mühəndis strukturları üçün xarakterikdir, məsələn, oxlar, vallar, çubuqlar, yaylar, birləşdirən çubuqlar və s.
Təkrar-dəyişən yüklənmə altında materialların möhkəmliyi əsasən zamanla gərginliklərin dəyişməsinin xarakterindən asılıdır.
- müəyyən bir müddətdən (dövrdən) sonra dəyərləri təkrarlanan, zamanla müəyyən edilmiş dəyişmə xarakteri ilə dəyişən yük.Stress dövrü- bir yük dəyişikliyi dövründə dəyişən gərginliklərin bütün dəyərlərinin məcmusu.
Tipik olaraq, gərginlik dövrü iki əsas dövr parametri ilə xarakterizə olunur: və - dövrün maksimum və minimum gərginlikləri.
Orta dövr gərginliyi 
.
Amplituda dövrü gərginliyi 
.
Gərginlik dövrünün asimmetriya əmsalı.
Sadalanan xüsusiyyətlərin böyüklüyündən asılı olaraq, gərginlik dövrlərini aşağıdakı əsas növlərə bölmək olar:
Simmetrik dövr- maksimum və minimum gərginliklər bərabərdir mütləq dəyər və işarədə əks, R = -1.
Asimmetrik dövr- maksimum və minimum gərginliklər mütləq qiymətdə bərabər deyil, asimmetrik dövr isə işarə ilə dəyişən və ya işarə sabiti ola bilər.
alternativ dövr– maksimum və minimum gərginliklər mütləq qiymətdə bərabər deyil və , , işarəsində əksdir.
Daimi işarə dövrü– maksimum və minimum gərginliklər mütləq qiymətdə bərabər deyil və eyni işarəyə malikdir , , .
Sıfır (pulsasiya edən) dövr– maksimum və ya minimum gərginliklər sıfıra bərabərdir və ya , və ya .
Yorğunluq fenomeni. yorğunluq əyrisi. dözümlülük həddi
Təcrübədən göründüyü kimi, zamanla böyüklükdə və ya böyüklükdə və işarədə dövri olaraq dəyişən yüklər məhsuldarlıq gücündən (və ya dartılma gücündən) əhəmiyyətli dərəcədə aşağı olan gərginliklərdə strukturun pozulmasına səbəb ola bilər. Belə məhvə "yorğunluq" deyilir. Material təkrarlanan dövri yüklərin təsiri altında "yorulmaq" kimi görünür.
yorğunluq uğursuzluğu- təkrarlanan alternativ gərginliklərin təsiri altında materialın məhv edilməsi.
Maddi yorğunluq- dəyişkən gərginliklərin təsiri altında materialda çatların əmələ gəlməsinə və məhvinə səbəb olan zərərin tədricən yığılması.
Dözümlülük materialın yorğunluğa qarşı müqavimət göstərmək qabiliyyətidir.
Materialların yorğunluğunun fiziki səbəbləri olduqca mürəkkəbdir və hələ tam başa düşülməmişdir. Yorğunluğun uğursuzluğunun əsas səbəblərindən biri çatların əmələ gəlməsi və inkişafı hesab olunur.
Yorulma çatışmazlığı mexanizmi əsasən materialların həqiqi strukturunun heterojenliyi ilə bağlıdır (ölçüsü, forması, qonşu metal taxıllarının oriyentasiyası; müxtəlif daxilolmaların olması - şlaklar, çirklər; kristal şəbəkə qüsurları, material səthi qüsurları - cızıqlar, korroziya və s.). Fərdi daxilolmaların sərhədlərində və mikroskopik boşluqların və müxtəlif qüsurların yaxınlığında dəyişən gərginliklərdə göstərilən qeyri-homogenliklə əlaqədar olaraq, bəzi metal taxıllarının mikroplastik kəsik deformasiyalarına səbəb olan bir gərginlik konsentrasiyası yaranır, taxılların səthində sürüşmə zolaqları görünə bilər. , və bəzi materiallarda mikroskopik tüberküllər və çökəkliklər şəklində özünü göstərən kəsmə yığılması - ekstruziyalar və müdaxilələr. Sonra mikro çatlara sürüşmələrin inkişafı, onların böyüməsi və birləşməsi var; son mərhələdə kifayət qədər intensiv inkişaf edən (böyüyən) bir və ya bir neçə makroçatlaqlar meydana çıxır. Fəaliyyət altında kənarları çatlayın dəyişən yük bir-birinə sürtün və buna görə də çatlaq böyümə zonası hamar (cilalanmış) səthə malikdir. Çat böyüdükcə hissənin en kəsiyi getdikcə zəifləyir və nəhayət hissənin qəfil kövrək qırılması baş verir, kövrək qırılma zonası isə kövrək qırıqda olduğu kimi qaba dənəli kristal quruluşa malikdir.
Yorğunluq əyrisi (Weller əyrisi) simmetrik dövrə ilə yorğunluq sınaqlarının nəticələri əsasında qurulur. Dövrlərin sayının artması ilə materialın məhv edilməsinin baş verdiyi maksimum gərginliyin əhəmiyyətli dərəcədə azaldığını göstərir. Eyni zamanda, bir çox materiallar, məsələn, karbon polad üçün, dözümlülük həddi (diaqramın üfüqi bölməsi) adlanan istənilən sayda dövrlərdən sonra nümunənin çökməməsi üçün belə bir maksimum dövr gərginliyini təyin etmək mümkündür ( ).
Dözümlülük həddi (yorğunluq) ixtiyari çoxlu sayda dövrlərdən sonra nümunənin yorğunluq çatışmazlığının olmadığı dövrün maksimum (məhdudlaşdıran) gərginliyidir.
Testlər qeyri-müəyyən müddətə həyata keçirilə bilmədiyi üçün dövrlərin sayı müəyyən bir hədd ilə məhdudlaşdırılır ki, bu da dövrlərin əsas sayı adlanır. Bu halda, nümunə dövrlərin əsas sayına tab gətirərsə (qara metallar üçün - N= 10 7), onda onun içindəki gərginliyin dözümlülük həddindən yüksək olmadığı hesab olunur.
Əlvan metallar üçün yorğunluq əyriləri üfüqi hissələrə malik deyildir, buna görə də onlar üçün dövrlərin əsas sayına görə bu, artır. N= 10 8 və məhdud dözümlülüyün həddi təyin edilir.
Həqiqi strukturlarda hissələrin böyük əksəriyyəti asimmetrik yük altında işləyir.
Diaqram son stresslər(Smith diaqramı) hər biri üçün dözümlülük həddi müəyyən edilən ən azı üç yükləmə rejimində (üç nöqtədə) qurulur.
Birinci rejim (nöqtə 1) adi simmetrik yükləmə dövrüdür ( , , , ).
İkinci rejim (2-ci nöqtə) asimmetrik yükləmə dövrüdür, adətən sıfırdır ( , , , ).
Üçüncü rejim (nöqtə 3) sadə statik uzanmadır ( , ).
Alınan nöqtələr hamar bir xətt ilə birləşdirilir, onların ordinatları materialın dayanıqlıq həddinə uyğundur. müxtəlif dəyərlər dövrün asimmetriya əmsalı.
Limit gərginlik diaqramının mənşəyindən bucaq altında keçən şüa eyni asimmetriya əmsalı olan dövrləri xarakterizə edir. R :
.
Diaqram məhdudlaşdıran amplitüdlər(Haig diaqramı) koordinatlarda tərtib edilmişdir: dövrün orta gərginliyi – dövrün amplitudası (Şəkil 7). Eyni zamanda, onu qurmaq üçün ən azı üç rejim üçün yorğunluq testlərini aparmaq lazımdır: 1 - simmetrik dövr; 2 - sıfır dövrə; 3 - statik uzanma.
Alınan nöqtələri hamar əyri ilə birləşdirərək, dövrədə məhdudlaşdırıcı amplitüdlərin dəyərləri ilə məhdudlaşdırıcı orta gərginliklərin dəyərləri arasındakı əlaqəni xarakterizə edən bir qrafik əldə edilir.
Material xassələrinə əlavə olaraq, yorulma gücünə aşağıdakı amillər təsir göstərir: 1) gərginlik konsentratorlarının olması; 2) miqyas amili, yəni hissənin mütləq ölçülərinin təsiri (hissənin ölçüsü nə qədər böyükdürsə, yorulma gücü bir o qədər aşağı olur); 3) səthin işlənməsinin keyfiyyəti (hissənin səthi pürüzlülüyünün azalması ilə yorğunluq gücü artır); 4) əməliyyat amilləri (temperatur, korroziya, yüklənmə tezliyi, radiasiyaya məruz qalma və s.); 5) müxtəlif texnoloji üsullarla bərkimiş səth qatının olması.
stress yorğunluq gücü əyrisi
dözümlülük həddi(və ya ) ilə işarələnir, burada R indeksi dövrün asimmetriya əmsalına uyğundur. Beləliklə, məsələn, simmetrik dövr üçün o, sıfır dövr üçün (at), sabit dövr üçün işarə olunur.
Simmetrik dövr üçün dözümlülük həddi digər dövr növləri ilə müqayisədə ən kiçikdir, yəni .
Misal üçün, 
; 
.
dözümlülük həddi
Uzunmüddətli istismar üçün nəzərdə tutulmayan hissələri hesablamaq üçün, dəyəri əsas dəyərdən () az olan müəyyən sayda dövrə (N) üçün materialın dözə biləcəyi ən yüksək gərginlik dəyərini təyin etmək lazımdır. Bu halda, yorğunluq əyrisinə və müəyyən sayda dövrə (N) uyğun olaraq, müvafiq gərginlik () adlanır. məhdud dözümlülük həddi.
Simmetrik dövr üçün dözümlülüyü məhdudlaşdıran amillər
Statik yük altında işləyən hissənin möhkəmliyini qiymətləndirərkən, hissənin materialının mexaniki xüsusiyyətləri təcrübə nəticəsində alınan nümunə materialının mexaniki xüsusiyyətləri ilə tamamilə eyniləşdirilir. Bu, hissənin və nümunənin forma və ya ölçüsündə olan fərqi və ya bəzi digər fərqləri nəzərə almır.
Yorğunluq üçün hissə dizayn edərkən bu amillər nəzərə alınmalıdır. Simmetrik dövrədə dözümlülük həddinə təsir edən ən əhəmiyyətli amillər gərginliyin konsentrasiyası, hissənin kəsişməsinin mütləq ölçüləri və səthinin pürüzlülüyüdür. Bu, yuxarıda göstərilən amillərin hamısının mikro çatların yaranmasına və yayılmasına kömək etməsi ilə asanlıqla izah olunur.
Stress konsentrasiyasının təsiri
Alt kəsiklərin yaxınlığında, çuxurların kənarlarında, çubuğun formasının dəyişdiyi yerlərdə, kəsiklərdə və s. materialların müqaviməti üçün adi düsturlardan istifadə etməklə hesablanmış nominal gərginliklərlə müqayisədə gərginliklərdə kəskin artım var. Belə bir fenomen deyilir stress konsentrasiyası, və stresslərin əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb olan səbəbdir stress konsentratoru.
Artan gərginliklərin paylanma zonası sırf yerli xarakter daşıyır, buna görə də bu gərginliklər çox vaxt yerli adlanır.
Zamanla dəyişən gərginliklərdə nümunədə gərginlik konsentratorunun olması dözümlülük həddinin azalmasına səbəb olur. Bu onunla izah olunur ki, gərginliyin konsentrasiyası zonasında gərginliklərin çoxsaylı dəyişməsi çatın əmələ gəlməsinə və daha da inkişafına, sonra isə nümunənin yorğunluğunun pozulmasına gətirib çıxarır.
Stress konsentrasiyasının materialın stres konsentrasiyasına həssaslığını nəzərə alaraq nümunənin yorğunluq müqavimətinin azaldılmasına təsirini qiymətləndirmək üçün standartın dözümlülük həddinə nisbəti olan effektiv konsentrasiya əmsalı konsepsiyası təqdim olunur. stress konsentrasiyası olmayan nümunə stress konsentrasiyası olan nümunənin yorğunluq həddinə qədər: 
(və ya 
).
Kesitin mütləq ölçülərinin təsiri
Nümunələrin kəsişmələrinin ölçüsünün artması ilə, dözümlülük həddinin azalması. Bu təsir kəsiyinin mütləq ölçülərinin təsir əmsalı ilə nəzərə alınır (əvvəllər bu əmsal miqyas amili adlanırdı). Qeyd olunan əmsal d diametrli hamar nümunələrin dözümlülük həddinin diametri 7,5 mm-ə bərabər olan hamar standart nümunənin dözümlülük həddinə nisbətinə bərabərdir: 
(və ya 
).
Səthin pürüzlülüyü
Hissənin səthinin emal edilməsi dözümlülük həddinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Bunun səbəbi, hissənin daha kobud səthlə işlənməsi gərginlik konsentratorları üçün əlavə yerlər yaradır və buna görə də mikro çatların görünüşü üçün əlavə şəraitin yaranmasına səbəb olur.
Materialların yorğunluq gücünü xarakterizə edən əsas parametr, yəni. təkrar dəyişən yüklər altında güc, edir dözümlülük həddi R materialın yorğunluğunun hələ əsas nömrəyə çatmadığı dövr gərginliyinin maksimum mütləq dəyəridir. N saat yükləmə dövrləri. Əsas üçün, yəni. sınaq zamanı müəyyən edilmiş dövrlərin ən çoxu qara metallar üçün 10 7 yükləmə dövrü, əlvan üçün isə 10 8 qəbul edilir. Dözümlülük həddinin təyin edilməsində indeks sınaq zamanı gərginlik dövrünün asimmetriya əmsalına uyğundur. Beləliklə, simmetrik dövr üçün dözümlülük həddi y-1, sıfır dövr üçün isə y 0 ilə işarələnir. Materialın dözümlülük həddi sınaq maşınlarında yorğunluq üçün nümunələrin sınaqdan keçirilməsi ilə müəyyən edilir. Ən çox görülən nümunələrin simmetrik gərginlik dövrü altında sınaqdan keçirilməsidir. Nümunələrin əyilmə üçün sınaqdan keçirilməsi üçün quraşdırma sxemi Şek. 5. Nümunə 1 sıxac 2 ilə birlikdə sabit bucaq sürəti ilə fırlanır. Nümunənin sonunda bir qüvvə ilə yüklənmiş bir rulman 3 var F daimi istiqamət. Nümunə simmetrik bir dövrə ilə əyilmə deformasiyasına məruz qalır. Maksimum gərginliklər nümunənin səthində ən təhlükəli I bölməsində baş verir - I və y = M və /W kimi müəyyən edilir, burada M və = F ?? - bölmədə əyilmə anı; W \u003d 0.1d 3 - nümunənin kəsişməsinin neytral oxuna nisbətən müqavimət anı, diametrli bir dairə d. Nöqtədə təqdim olunan mövqedə AMMA Nümunə qabarıqlıqla yuxarıya doğru əyildiyi üçün dartılma gərginliyi təsir göstərir. Nümunəni nöqtədə 180° çevirdikdən sonra AMMA eyni böyüklükdə sıxılma gərginlikləri hərəkət edəcək, yəni. -y. Neytral oxdan keçərkən nöqtədə gərginlik AMMA sıfır olacaq.
Dövr gərginliklərinin müxtəlif dəyərlərində eyni nümunələrin yorğunluq çatışmazlığını sınaqdan keçirərək, maksimum gərginliklər y və uğursuzluğa qədər dövrlərin sayı (dövrün ömrü N) arasındakı əlaqəni xarakterizə edən bir qrafik qurulur. Bu asılılıq (şək. 6) adlanır yorğunluq əyrisi və ya Weller əyrisi, onu ilk quran alman aliminin şərəfinə. Koordinatlarda yorğunluq əyrisi qurmaq saat maks -Nən azı 10 eyni nümunə tələb olunur, bunun üçün ciddi tələblərölçü dəqiqliyi, səthin pürüzlülüyü. Nümunələrdən birincisi güclə yüklənir F Beləliklə, 1-də dövrün maksimum gərginliyi materialın son gücündən bir qədər az idi (1-də< у u) и испытывают до разрушения, отмечая (рис. 6) точку AMMA koordinatları y 1 və məhv edilən dövrlərin sayı ilə N 1 .
İkinci nümunə içərisində bir gərginlik yaratmaqla sınaqdan keçirilir saat 2 birincidən az (2< у 1) образце. Число циклов до разрушения этого образца будет N 2 (N 2 > N 1). Qrafikdə bir nöqtə qeyd edin AT koordinatları ilə saat 2 , N 2 . Test edilmiş nümunələrdə maksimum dövr gərginliyini tədricən azaltmaqla, sınaqlar nümunələr məhv edilənə qədər, onlardan biri əsas nömrəyə çökənə qədər aparılır. N saat yükləmə dövrləri. Nöqtələri hamar bir xətt ilə ardıcıl birləşdirərək AMMA, AT, FROM, …, nümunələrin sınağı zamanı qurulmuş, bir yorğunluq əyrisi əldə edirik. Əsas nömrəyə uyğun olan gərginlik N saat dövrlər və dözümlülük həddi var saat- 1 əyilmə materialı. Digər sınaq maşınlarında, əyilmə testində olduğu kimi, materialın dözümlülük hədləri burulma zamanı (f - 1), gərginlik - sıxılma zamanı (y - 1r) müəyyən edilir. Bir çox materiallar üçün əyilmə, burulma və gərginlik-sıxılmada dözümlülük hədləri arasındakı nisbətlər eksperimental olaraq müəyyən edilmişdir. Məsələn, çeliklər üçün f-1 = 0,55y-1; y-1p = 0,7y-1. Çox çevik olanlar (mis, kommersiya dəmiri) istisna olmaqla, bütün metallar üçün simmetrik yükləmə dövrü altında dözümlülük həddi elastik limitdən azdır, artan yükləmə tezliyi ilə bir qədər artır.
Ədəbiyyatda müxtəlif materialların və nümunələrin yorğunluq əyrilərini təsvir edən onlarla tənlik təklif olunur. Mühəndislik hesablamalarında ən çox yorğunluq əyrisinin güc tənliyi istifadə olunur
y m N = sabit, (10)
harada N- dövrün maksimum gərginliyində uğursuzluqdan əvvəlki dövrlərin sayı; m- materialdan asılı olaraq eksponent, nümunə parametrləri, metallar üçün m = 5 ... 10.
Çox vaxt məhsulların xidmət müddəti, xüsusən də xüsusi birdəfəlik istifadə məhduddur, əməliyyat zamanı yükləmə dövrlərinin sayı N bazadan azdır (N< N у). Уравнение (10)позволяет при расчетах таких изделий на усталостную прочность определять предельно максимальные напряжения в циклах или ограниченный предел выносливости saat- 1N verilmiş dövrlərin sayına uyğundur N yüklənir
N \u003d N y (y- 1 / y- 1N) m , (12)
miqdarlar harada saat- 1 , N saat , m materiallar üzrə istinad məlumatlarından götürülmüşdür. (11) və (12) tənliklərinin istifadəsi yalnız yorğunluğun zədələnməsinin fizikası və mexanizminin dəyişməz qalması şərtilə mümkündür. mexanizmi yüksək dövrəli yorğunluq. Uğursuzluqdan əvvəl dövrlərin sayı ən azı 10 4 olarsa, yüksək dövrəli yorğunluğun baş verəcəyinə zəmanət verilir, yəni. N? 10 4 .
Yorulma sınağı ilə materialların yorğunluq müqavimətinin xüsusiyyətlərinin müəyyən edilməsi sınaq nəticələrinin uzunluğuna və əhəmiyyətli dərəcədə yayılmasına görə zəhmət tələb edən və bahalı bir prosesdir. Statik yük altında materialın mexaniki xüsusiyyətlərinin böyüklüyünə dözümlülük həddinin dəyərlərinin təxmini qiymətləndirilməsinin empirik asılılıqları axtarılır. Beləliklə, karbon çeliği üçün simmetrik yükləmə dövrü ilə əyilmədə dözümlülük həddinin dəyəri y-1 = (0,4 ... 0,45) y ut ; əlvan metallar üçün y- 1 = = (0,24 ... 0,5) y ut , burada saat ut materialın dartılma gücüdür.
Təcrübələrin göstərdiyi kimi, materialın dözümlülük həddinin dəyəri əsasən ekstremal dəyərlər arasındakı nisbətdən asılıdır. R maks və səh min dəyişən gərginlik. Bu dəyərlər böyüklükdə bərabərdirsə R a və işarəsi ilə əksdirlər (Şəkil 14.1), onda bizdə var simmetrik dövr, burada dözümlülük həddi ən aşağıdır.
düyü. 14.1
+ daxilində simmetrik olaraq salınanları əlavə etsək R a və - R a gərginlik də sabit gərginlikdir R m (Şəkil 14.2), onda biz işi alırıq asimmetrik dövrü; bu halda dözümlülük həddi simmetrik dövrə nisbətən daha yüksəkdir.
Balanssız dövr üçün həddindən artıq gərginlik R maks və səh min olacaq (Şəkil 14.2):
R maks = səh m + səh a və səh min = səh m - səh a ;
öz növbəsində
Gərginlik R t dövrün orta gərginliyi adlanır və R a - dövrü gərginlik dalğalanmalarının amplitudası. Münasibət deyilir dövrünün xüsusiyyətləri. Simmetrik bir dövrə ilə R t = 0, səh min = -səh maks və r=-1; sabit statik gərginlikdə R a = 0, səh min =səh maks və r= +1; əgər səh min =0, sonra və r = 0. Asimmetrik dövrələrin bəzi nümunələri:
Gərginlik dalğalanmalarının amplitudasının böyüklüyünü iki dəfə artırın R a
dövrün "aralığı" adlanır.
Dəyişən gərginliklərin istənilən dövrü üçün dözümlülük həddinin dəyəri ilə işarələnəcəkdir R, və ya altındakı müvafiq dövr xarakteristikasını göstərən işarə ilə. Belə ki, səh -1 - xarakteristikası olan simmetrik dövr üçün dözümlülük həddi r=-1, səh 0,2 - xarakteristikası olan asimmetrik dövr üçün dözümlülük həddi r= +0,2 və s.
Ən böyük maraq simmetrik üçün dözümlülük həddinin dəyərinin müəyyən edilməsidir ( R m= 0) ən kiçik dövr kimi. Bu dəyər əyilmə deformasiyası, eksenel deformasiya (gərilmə və sıxılma) və burulma halları üçün fərqli olur.
Bükülmə zamanı dözümlülük həddini müəyyən etmək üçün dairəvi en kəsiyinin nümunəsinin bilyalı rulmanlar vasitəsilə yükləndiyi maşınlar istifadə olunur, ya konsol kimi - sonunda güclə, ya da menteşəli bir şüa kimi - simmetrik olaraq yerləşdirilmiş bərabər qüvvələrlə; nümunə təxminən 2000-3000 rpm sürətlə fırlanır. Hər bir inqilabla, ən çox gərgin yerlərdə olan nümunə materialı, ən yüksək sıxılmadan eyni ən yüksək gərginliyə və əksinə, simmetrik gərginlik dəyişiklikləri dövrü yaşayır. Nümunə tərəfindən sınaqdan keçirilmiş dövrlərin sayı onun inqilablarının sayı ilə müəyyən edilir N, xüsusi sayğacla qeyd olunur.
Nümunələrə çox hamar konturları olan bir forma verilir, yerli gərginlik ehtimalı istisna edilir. Dözümlülük həddini təyin etmək təcrübəsi aşağıdakı kimidir. 6-10 ədəd miqdarında sınaqdan keçirilmiş materialdan nümunələr partiyası hazırlanır; nümunələr ardıcıl olaraq nömrələnir: 1, 2, 3...
Birinci nümunə maşına yerləşdirilir və ən yüksək normal gərginliyin müəyyən bir qiymətini almaq üçün yüklənir "; bu dəyər adətən materialın dartılma müqavimətinin 0,5-0,6-sına bərabər alınır; sonra maşın işə salınır və nümunə fırlanır, sınaqdan keçirilir dəyişən gərginliklər+"-dan -"-ə qədər fasilə yaranana qədər. Bu anda xüsusi bir cihaz motoru söndürür, maşın dayanır və dövrə sayğacı dövrlərin sayını göstərir N Stress altında nümunəni qırmaq üçün 1 tələb olunur ".
İkinci nümunə eyni qaydada gərginlikdə sınaqdan keçirilir ", daha kiçik", üçüncü - gərginlikdə ""<", и т.д. Соответственно возрастает число циклов, необходимое для излома. Уменьшая для каждого нового образца рабочее напряжение, мы, наконец, для какого-то из них не получаем излома, даже при очень большом числе оборотов образца. Соответствующее напряжение будет очень близко к пределу выносливости.
Təcrübələr göstərdi ki, əgər polad nümunəsi 1010 6 dövrədən sonra çökməyibsə, o zaman demək olar ki, qeyri-məhdud sayda dövrə (10010 6 - 20010 6) davam edə bilər. Buna görə də, müəyyən bir polad sinfi üçün dözümlülük həddini təyin edərkən, nümunə təcrübədən keçərsə, təcrübə dayandırılır.
1010 6 dövrə və pozulmadı. Bəzi hallarda, sınaq zamanı onlar dövrlərin daha kiçik limit sayı ilə məhdudlaşır, lakin 510 6-dan az deyil.
Əlvan metallar üçün belə bir asılılıq yoxdur və nümunənin verilmiş gərginlikdə həqiqətən çox sayda işarə dəyişikliyinə tab gətirə biləcəyini öyrənmək üçün 20010 6 və hətta 50010 6 dövrə qədər vermək lazımdır. Bu vəziyyətdə, müəyyən sayda stress işarəsi dəyişikliklərində fasilənin olmamasına uyğun olan şərti dözümlülük həddi haqqında danışa bilərik - 1010 6 , 3010 6 və s.
Dözümlülük həddinin ədədi qiymətini tapmaq üçün alınan nəticələr qrafik şəkildə işlənir. Şəkil 14.3 və Şəkil 14.4 belə emal üçün iki üsul göstərir. Onlardan birincisində, ordinat oxu boyunca, kəmiyyətlər ", ",. .., və absis boyunca N 1 , N 2 və s. Yaranan əyriyə üfüqi tangensin ordinatı (asimptotlar) dözümlülük həddinə bərabər olacaqdır. İkinci rəsmdə x oxu bərabər dəyərləri göstərir. Bu halda, dözümlülük həddi, koordinatların mənşəyi uyğun gəldiyi üçün, nəticədə əyrinin davamı ilə ordinat oxunda kəsilmiş bir seqment kimi müəyyən edilir. N=. Hazırda ikinci üsul daha çox yayılmışdır.
Eynilə, eksenel qüvvələr (gərilmə və sıxılma) və burulma üçün dözümlülük həddi müəyyən edilir; bu məqsədlə xüsusi sınaq maşınlarından (pulsatorlar və s.) də istifadə olunur.
Hazırda müxtəlif materialların dözümlülük həddini müəyyən etmək üçün çoxlu sayda eksperimental nəticələr əldə edilmişdir.Aparılan tədqiqatların əksəriyyəti maşınqayırmada ən çox istifadə olunan material kimi poladla bağlıdır. Bu araşdırmaların nəticələri dözümlülük sərhədinin olduğunu göstərdi bütün dərəcəli polad yalnız son dartılma müqavimətinin böyüklüyü ilə az və ya çox müəyyən əlaqə ilə bağlıdır c. Yuvarlanan və saxta material üçün əyilmə vəziyyətində simmetrik dövr üçün dözümlülük həddi 0,40 ilə 0,60 V arasındadır; tökmə üçün bu nisbət 0,40 ilə 0,46 aralığındadır.
Bu minvalla, təcrübə məqsədləri üçün kifayət qədər dəqiqliklə təhlükəsizlik marjası bütün polad növləri üçün qəbul edilə bilər
Bir polad nümunəsi məruz qaldıqda eksenel simmetrik bir dövrdə qüvvələr (alternativ gərginlik və sıxılma), onda müvafiq dözümlülük həddi, təcrübələrin göstərdiyi kimi, əyilmədən daha aşağı olacaq; bu dözümlülük hədləri arasındakı nisbət, təcrübələrin göstərdiyi kimi, 0,7-yə bərabər qəbul edilə bilər, yəni. .
Bu azalma, gərginlik və sıxılma zamanı bütün bölmənin eyni gərginliklərə məruz qalması ilə izah olunur; əyilmə zamanı ən böyük gərginliklər yalnız ən kənar liflərdə baş verir; materialın qalan hissəsi daha zəif işləyir və beləliklə, yorğunluq çatlarının əmələ gəlməsi bir qədər çətinləşir; əlavə olaraq, praktikada həmişə eksenel yükün bəzi ekssentrikliyi var.
Nəhayət, simmetrik dövr üçün burulma zamanı kəsmə gərginlikləri üçün dözümlülük həddi orta hesabla əyilmə dözümlülük həddinin 0,55-dir. Beləliklə, simmetrik dövrü olan polad üçün
Bu məlumatlar gücün yoxlanılması üçün hesablama düsturları üçün əsas kimi istifadə edilə bilər.
Əlvan metallar üçün biz dözümlülük həddi və dartılma gücü arasında daha az sabit əlaqəyə sahibik; təcrübələr verir
= (0,24 0,50) c.
Yuxarıdakı münasibətlərdən (14.1) istifadə edərkən nəzərə alınmalıdır ki, verilmiş material üçün dözümlülük həddi çox sayda amillərdən asılı olan bir xüsusiyyətdir; verilənlər (14.1) nisbətən nümunələrlə aparılan təcrübələrə istinad edir kiçik diametr(7-10 mm) cilalanmış bir səthlə və kəsişmə şəklində kəskin dəyişikliklərin olmaması ilə.
Materialın dəyişən gərginliklərin təkrar hərəkətini qavramaq qabiliyyəti dözümlülük, belə gərginliklərin təsiri altında konstruksiya elementlərinin möhkəmliyinin yoxlanılması isə dözümlülüyün hesablanması (yaxud yorğunluğun dayanıqlığının hesablanması) adlanır.
Dəyişən gərginliklərdə güc hesablamaları üçün tələb olunan materialın mexaniki xüsusiyyətlərini əldə etmək üçün xüsusi dözümlülük (yorğunluq) sınaqları aparılır. Bu testlər üçün bir sıra tamamilə eyni nümunələr hazırlanır (ən azı 10 ədəd).
Ən ümumi testlər simmetrik gərginlik dövrü altında təmiz əyilmə üçün; onlar aşağıdakı ardıcıllıqla həyata keçirilir.
Birinci nümunədə, xüsusi bir maşından istifadə edərək, kifayət qədər böyük (materialın son gücündən bir qədər az) götürülən gərginlik dəyərləri ilə xarakterizə olunan gərginlik dövrləri yaradılır ki, nümunənin məhv edilməsi nisbətən kiçik bir rəqəmdən sonra baş verir. dövrlərin.qəbul edilmiş şkala üzrə) nümunənin məhvinə səbəb olan dövrlərin sayı və ordinat - gərginlik qiyməti (şək. 5.15).
Sonra başqa bir nümunə stress altında uğursuzluğa sınanır, bu nümunənin sınaq nəticəsi qrafikdə nöqtə ilə təsvir olunur.Eyni seriyadan qalan nümunələri sınaqdan keçirərək, eyni şəkildə IV, V nöqtələrini alır və s. eksperimental məlumatlardan alınan hamar əyri, sözdə yorğunluq əyrisi və ya simmetrik dövrlərə uyğun gələn Wöhler əyrisi (Şəkil 5.15) alınır.
Eynilə, asimmetriya əmsalının digər dəyərləri ilə dövrlərə uyğun yorğunluq əyriləri əldə edilə bilər.
Materialın bir yük altında məhv edilməsi onda yaranan gərginliklərin dartılma gücünə bərabər olduğu anda baş verir.Ona görə də yorğunluq əyriləri ataks ordinatlarına bərabərdir.
Dözümlülük əyrisi (Şəkil 5.15) göstərir ki, dövrlərin sayının artması ilə materialın məhv edildiyi maksimum gərginlik azalır. Aşağı və ya orta karbonlu, eləcə də bəzi alaşımlı polad növləri üçün yorğunluq əyrisi üfüqi asimptota malikdir. Buna görə də, R asimmetriya əmsalının verilmiş qiymətində və müəyyən bir dəyərdən az olan maksimum gərginlikdə, dövrlərin sayı nə qədər çox olsa da, material uğursuz olmur.
Özbaşına çoxlu dövrlərdən sonra müəyyən bir material nümunəsinin yorğunluq çatışmazlığının olmadığı ən yüksək (son) maksimum dövr gərginliyinə dözümlülük həddi deyilir. Beləliklə, dözümlülük həddi yorğunluq əyrisinin asimptotasının ordinatına bərabərdir. Bu cəhənnəm təyin edilmişdir; simmetrik dövrə ilə, bu dövr ərzində asimmetriya əmsalı və dözümlülük həddi işarələnir (bax. Şəkil 5.15).
Tamamilə aydındır ki, nümunəni sınaqdan keçirərkən eyni gərginlik dövrünü qeyri-müəyyən dəfələrlə təkrarlamaq mümkün deyil, lakin bu lazım deyil. Bəzi materiallar üçün (aşağı və orta karbonlu polad və s.) müəyyən sayda dövrədən sonra (bir neçə milyona bərabər) yorğunluq əyrisinin ordinat ataksı çətin ki dəyişmir; buna görə də eyni maksimum gərginliklər yorğunluq əyrisində dövrlərin sayına, hətta bir neçə dəfə çox olmasına uyğun gəlir. Bununla əlaqədar olaraq, dövrlərin sayı (materialı dözümlülük üçün sınaqdan keçirərkən) dövrlərin əsas sayı adlanan müəyyən bir hədd ilə məhdudlaşdırılır. Nümunə dövrlərin əsas sayına tab gətirirsə, onda onun içindəki gərginliyin dözümlülük həddindən yüksək olmadığı hesab olunur. Polad və çuqun üçün dövrələrin əsas sayının 107 olduğu qəbul edilir.
Simmetrik bir dövrədə polad üçün dözümlülük həddi dartılma gücündən bir neçə dəfə azdır (xüsusən, karbon polad üçün 00.430).
Əlvan metallar və ərintilər və bəzi ərintilər üçün yorğunluq əyriləri üfüqi asimptota malik deyil və buna görə də belə materiallar nisbətən aşağı gərginliklərdə belə kifayət qədər çox sayda dövrə ilə uğursuz ola bilər.
Buna görə də, bu materiallar üçün dözümlülük həddi anlayışı şərtidir. Daha dəqiq desək, bu materiallar üçün yalnız məhdud dözümlülük həddi anlayışından istifadə etmək olar ki, bu da nümunənin hələ də məhv edilmədiyi dövrün maksimum (mütləq dəyərdə) gərginliyinin maksimum dəyərinə verilən addır. müəyyən (əsas) dövrlərin sayı. Baxılan hallarda dövrlərin baza sayı çox böyük götürülür - .
Dəyişən gərginliklərin baş verdiyi konstruksiya elementinin xidmət müddəti məhdud olduğu hallarda, maksimum gərginliklər dözümlülük həddini aşa bilər; lakin onlar hesablanmış elementin istismarı zamanı dövrlərin sayına uyğun olan məhdud dözümlülük həddini aşmamalıdırlar.
Qeyd etmək lazımdır ki, nümunənin mərkəzi gərginlik-sıxılması üçün dözümlülük həddi simmetrik əyilmə dövrü üçün dözümlülük həddinin təxminən 0,7-0,9-u təşkil edir. Bu onunla izah olunur ki, əyilmə zamanı kəsişmənin daxili nöqtələri xarici nöqtələrə nisbətən daha az gərginləşir və mərkəzi gərginlik-sıxılma zamanı gərginlik vəziyyəti vahid olur. Buna görə də, əyilmə zamanı yorğunluq çatlarının inkişafı daha az intensiv şəkildə baş verir.
Polad üçün simmetrik burulma dövrü üçün yorğunluq həddi orta hesabla 0,58-dir (simmetrik əyilmə dövrü üçün yorğunluq həddinin 58%-i).
