Tensiunile variabile din piesele mașinii diferă în ceea ce privește tipul de cicluri și natura ciclului se modifică în timp. Un ciclu de stres este un set de valori succesive de stres pentru o perioadă a modificării lor sub încărcare regulată. Figura 4.2 arată tipuri diferite cicluri tensiuni variabile, caracterizată prin următorii parametri:
stresul mediu al ciclului, exprimând componenta constantă (pozitivă sau negativă) a ciclului de stres:
amplitudinea tensiunii ciclului, care exprimă cea mai mare valoare pozitivă a componentei variabile a ciclului de stres:
unde σ m ax și σ min sunt tensiunile maxime și minime ale ciclului corespunzătoare tensiunilor ciclului maxime și minime.
Raportul dintre efortul minim al ciclului și cel maxim se numește coeficient de asimetrie al ciclului de solicitare:
simetric Un ciclu se numește atunci când tensiunile maxime și minime sunt egale în valoare absolută și opuse în semn. Ciclul simetric este alternant de semne și are următorii parametri: σ A\u003d σ m ax \u003d σ min; σ t= 0; R = - 1. Cel mai comun exemplu de ciclu de solicitare simetrică este îndoirea unui arbore rotativ (încovoiere rotativă). Limitele de anduranță corespunzătoare unui ciclu simetric au indicele „-1” (σ -1 ; τ -1).
asimetric Se numește un ciclu, în care tensiunile maxime și minime au valori absolute diferite. Pentru un ciclu de efort asimetric σ max = σ m + σ A; σmin = σm - σ A; R ≠ - 1 Ciclurile de tensiuni asimetrice sunt alternante de semne dacă tensiunile se modifică în valoare și în semn. Ciclul tensiunilor care se modifică numai în valoare absolută se numește semn constant. Limitele de anduranță corespunzătoare ciclului asimetric sunt notate cu indicele „R” (σ R ; τ R).
Un ciclu asimetric caracteristic este ciclul de stres zero, care include cicluri de stres cu semn constant care se schimbă de la zero la maxim în timpul tensiunii (σ min = 0) sau de la zero la un minim în timpul compresiei (σ max = 0). În tensiune, ciclul de efort zero este caracterizat de următorii parametri: σ m =σ A= σ max /2; R = 0. Limita de anduranță din ciclul zero se notează cu indicele „0” (σ 0 ; τ 0). Ciclurile de tensiune zero apar în dinții angrenajelor și pinioanelor lanțului, care sunt încărcate în timpul funcționării atunci când intră în cuplare și sunt complet descărcate când o părăsesc.
DIN 
rezistența la oboseală depinde nu numai de tipul ciclurilor de stres în funcțiune, ci și de natura modificării stresului în timp. Sub încărcare staționară, valorile amplitudinii și tensiunii medii ale ciclului rămân neschimbate în timp. Mașinile și echipamentele de forat, așa cum sa menționat deja, funcționează în principal sub încărcare nestaționară.
Amplitudinea și tensiunea medie a ciclurilor pot avea o modificare treptată sau continuă (Fig. 4.3).
Caracteristicile cantitative ale rezistenței materialului la acțiunea tensiunilor alternative se determină prin testarea la oboseală a 15-20 de probe identice cu diametrul de 7-10 mm, având suprafața lustruită. Testele sunt efectuate la diferite niveluri de tensiune. Pe baza rezultatelor obținute se construiește un grafic al curbei de oboseală (Fig. 4.4, a). Pe axa de ordonate a graficului este reprezentată stresul sau amplitudinea maximă a tensiunilor ciclului la care a fost testat eșantionul dat, iar pe axa absciselor - numărul de cicluri N de modificări ale tensiunii la care proba le-a rezistat înainte de defectare. Curba rezultată caracterizează relația dintre tensiuni și ciclul de viață al probelor identice la o tensiune medie constantă a ciclului sau la un coeficient de asimetrie a ciclului.
Pentru majoritatea oțelurilor, la încercarea în aer, curba de oboseală, pornind de la numărul de cicluri N = 10 6 ÷10 7 , devine orizontală și probele care au rezistat numărului de cicluri indicat nu dau greș cu o creștere suplimentară practic nelimitată a numărul de cicluri de încărcare. Prin urmare, testarea oțelurilor este oprită când se ating 10 milioane de cicluri, care alcătuiesc baza de testare N b. Valoarea maximă absolută a tensiunii ciclului la care defectarea la oboseală nu are loc încă la baza de testare se numește limită de anduranță.. Pentru o evaluare fiabilă a limitei de anduranță, numărul de probe nedistructive la un anumit nivel de tensiuni alternative ar trebui să fie de cel puțin șase.
H 
Cele mai simple și, prin urmare, cele mai frecvente sunt testele de oboseală sub un ciclu de efort simetric (încovoiere circulară).
Testele de oboseală cu un ciclu de solicitare asimetric sunt efectuate pe mașini speciale de testare. Curbele de oboseală reprezentate în coordonate logaritmice
(Fig. 4.4, b), sunt linii oblice și orizontale. Pentru calculele de rezistență, partea stângă înclinată a curbei de oboseală este reprezentată ca
unde σ este tensiunea efectivă; t- indicator al pantei curbei de oboseală; N este numărul de cicluri de stres susținute până la cedarea la oboseală (durabilitate ciclică); σ -1 - limita de anduranță; N 0 este numărul de cicluri corespunzător punctului de rupere a curbei de oboseală reprezentat de două drepte.
Valoarea lui N 0 în cele mai multe cazuri fluctuează în 10 6 -3∙10 6 cicluri. În calculele pentru rezistența la solicitări alternative, când nu există date de testare la oboseală, se pot lua în medie N=2∙106 cicluri.
Indicele pantei de oboseală
pentru piese variază de la 3 la 20, iar odată cu creșterea factorului efectiv de concentrare a tensiunii se observă o tendință de scădere t. Aproximativ se poate lua
Unde Cu=12 - pentru îmbinări sudate; Cu= 12÷20 - pentru piese din oțel carbon; Cu= 20÷30 - pentru piese din oțel aliat.
Tabelul 4.4
Din ecuația curbei de oboseală se determină durabilitatea ciclică N sub acțiunea tensiunilor σ care depășesc limita de oboseală σ -1
Valorile limitelor de anduranță obținute în urma testelor de oboseală sunt date în cărțile de referință privind materialele de inginerie. Raporturile dintre forță și rezistență, stabilite pe baza datelor statistice, sunt date în tabel. 4.5.
Tabelul 4.5
|
Tipul de încărcare |
Oţel laminare și forjare |
Turnare din oțel |
|
σ -1 = 0,47σ in |
σ -1 = 0,38 σ in |
|
|
Tensiune-compresie |
σ -1 p = 0,35σ in |
σ -1 = 0,28 σ in |
|
Torsiune |
τ -1 = 0,27 σ in |
τ -1 = 0,22σ in |
Limita de rezistență a pieselor este sub limita de rezistență a probelor standard de laborator utilizate în testarea la oboseală a materialelor de inginerie. Scăderea limitei de anduranță se datorează influenței concentrației tensiunilor, precum și dimensiunilor absolute ale secțiunii transversale și stării suprafeței pieselor. Valorile limitei de anduranță a pieselor sunt determinate prin teste în teren sau prin calcul de referință și date experimentale care stabilesc influența acestor factori asupra rezistenței pieselor la oboseală.
Testele la scară completă sunt de obicei utilizate pentru a determina limitele de anduranță ale produselor standard utilizate pe scară largă și ale unora dintre cele mai critice componente și piese. Așadar, pe baza testelor la scară completă, au fost stabilite limitele de rezistență ale țevilor de foraj, lanțurilor bucș-role ale instalațiilor de foraj, funii mobile, rulmenți și alte produse standard utilizate în mașinile și echipamentele de foraj. Datorită complexității încercărilor de oboseală la scară completă, în calculele practice de rezistență se folosesc în principal date de calcul și experimentale, pe baza cărora se determină limita de oboseală a piesei din expresie
unde σ -1d este limita de anduranță a piesei; σ -1 - limita de anduranță a probelor standard de laborator din materialul piesei; K - coeficientul de reducere a limitei de anduranță:
Aici K σ este factorul efectiv de concentrare a tensiunii; K F - coeficientul de influență al rugozității suprafeței; K d - coeficientul de influență al dimensiunilor absolute ale secțiunii transversale: K υ - coeficientul de influență al călirii suprafeței.
Valorile coeficienților efectivi de concentrare a tensiunilor și coeficienții efectului întăririi suprafeței, obținuți din datele de calcul și experimentale, sunt date în tabel. 4.1 și 4.2.
Coeficientul de influență al dimensiunilor absolute ale secțiunii transversale este determinat de raportul dintre limita de rezistență a probelor netede cu un diametru d și limita de rezistență a probelor netede de laborator cu un diametru de 7-10 mm:
unde σ -1 d este limita de anduranță a unui specimen (piesă) netedă cu un diametru d; σ -1 - limita de anduranță a materialului, determinată pe probe standard netede cu diametrul de 7-10 mm.
Datele experimentale arată că odată cu creșterea dimensiunilor transversale, limita de rezistență a piesei scade. Acest lucru se explică prin teoria statistică a defecțiunilor la oboseală, conform căreia, odată cu creșterea dimensiunii, crește probabilitatea prezenței defectelor interne în piesele din zonele de stres ridicat - un efect de scară. Manifestarea efectului de scara este facilitata de deteriorarea omogenitatii materialului, precum si de dificultatea de a controla si asigura stabilitatea proceselor de fabricare a pieselor mari. Efectul de scară depinde în principal de dimensiunile transversale și într-o măsură mai mică de lungimea piesei.
LA 
piese turnate și materiale cu incluziuni nemetalice, pori și alte defecte interne și externe, efectul de scară este mai pronunțat. Oțelurile aliate sunt mai sensibile la defectele interne și externe și, prin urmare, pentru ele, influența dimensiunilor absolute este mai semnificativă decât la oțelurile carbon. În calculele de rezistență, valorile coeficienților de influență ai dimensiunilor absolute ale secțiunii transversale sunt selectate conform graficului (Fig. 4.5).
Rugozitatea suprafeței, scara și coroziunea afectează în mod semnificativ rezistența la oboseală. Pe fig. 4.6 prezintă un grafic experimental care caracterizează modificarea limitei de anduranță a pieselor cu calitate diferită a prelucrării și starea suprafeței. Coeficientul de influență a rugozității este determinat de raportul dintre limita de rezistență a specimenelor netede cu o suprafață nu mai aspră de R A= 0,32 conform GOST 2789-73 până la limita de rezistență a probelor cu o rugozitate dată de suprafață:
unde σ -1 - limita de anduranță a probelor lustruite cu grijă; σ -1p - limita de anduranță a probelor cu o rugozitate de suprafață dată.
De exemplu, s-a constatat că în timpul șlefuirii brute, limita de rezistență a unei piese din oțel cu o rezistență la tracțiune de 1500 MPa este aceeași cu cea a oțelului cu o rezistență la tracțiune de 750 MPa. Influența stării suprafeței piesei asupra rezistenței la oboseală se datorează nivel inalt tensiuni de încovoiere și torsiune în zonele exterioare ale piesei și slăbirea stratului de suprafață datorită rugozității sale și distrugerii granulelor cristaline în timpul tăierii.
P 
Cu formule similare se determină limitele de rezistență ale pieselor sub acțiunea solicitărilor de forfecare.
Condițiile de rezistență pentru un ciclu simetric de tensiuni alternative au forma:
sub acţiunea tensiunilor normale
sub acţiunea tensiunilor tăietoare
Unde P σ , Pτ - factori de siguranță pentru tensiuni normale și forfecare; σ -1d, τ -1d - limitele de anduranță ale piesei; σ a, τ a - amplitudini ale tensiunilor variabile; [ P σ ], [ Pτ ] - valoarea minimă admisă a marjei de siguranță pentru tensiuni normale și forfecare.
Într-o stare de efort biaxială care apare în cazul încovoirii și torsii simultane sau întindere-comprimare și torsiune, marja de siguranță în secțiunea de proiectare este determinată din expresie
M 
Valoarea minimă admisă a factorului de siguranță depinde de precizia alegerii sarcinilor de proiectare și de caracterul complet al luării în considerare a factorilor de proiectare, tehnologici și operaționali care afectează limita de rezistență a piesei. În calculele mașinilor și echipamentelor de găurit pentru rezistență, valorile minime admisibile ale factorilor de siguranță sunt reglementate de standardele industriale indicate în tabel. Aplicații 2P. În absența standardelor industriale, se acceptă marjele de siguranță admisibile [n] = 1,3÷1,5.
Sub acțiune cicluri asimetrice detaliile sunt calculate pentru rezistență pe baza graficului tensiuni finale ciclu (Fig. 4.7), care caracterizează relația dintre tensiunile finale și tensiunile medii ale ciclului pentru o durabilitate dată. Diagrama este construită în funcție de valorile experimentale ale limitelor de anduranță obținute pentru diferite solicitări medii de ciclu. Acest lucru necesită testare pe termen lung în cadrul unui program special. În calculele practice, se utilizează diagrame de tensiuni limită schematizate mai simple, care sunt construite în funcție de valorile experimentale ale limitei de rezistență a ciclurilor simetrice și zero și rezistența de curgere a materialului selectat.
Pe diagrama tensiunii limită, punctul A (0, σ -1) corespunde limitei de rezistență a unui ciclu simetric, punctul B (σ 0 /2; σ 0) corespunde limitei de rezistență a unui ciclu de stres zero. Linia dreaptă care trece prin aceste puncte determină tensiunile limitative maxime, cicluri, în funcție de tensiunea medie. Tensiunile sub nivelul ABC nu provoacă distrugeri la numărul de cicluri N 0 corespunzător bazei de testare. Punctele situate deasupra liniei drepte ABC caracterizează ciclurile de solicitare la care are loc cedarea la numărul de cicluri N Linia dreaptă ABC, limitată în partea superioară de limita de curgere σ t, adică rezistența la deformare plastică, se numește linie de tensiune limită. Se exprimă prin ecuația unei drepte care trece prin două puncte A și B cu coordonatele (0, σ -1) și (σ 0 /2; σ 0): Indicând că obținem Sub acțiunea tensiunilor de forfecare, formula (25) ia forma Coeficienții φ σ și φ τ caracterizează sensibilitatea materialului la asimetria ciclului de tensiuni, respectiv, sub acțiunea tensiunilor normale și de forfecare (preluate din literatura tehnică). Dacă trasăm o linie dreaptă pe diagramă de la originea coordonatelor la un unghi de 45 ° (bisectoarea unghiului de coordonate), atunci segmentul OB" == BB"-BB" va corespunde tensiunii medii, iar segmentul BB" va corespunde amplitudinii limitatoare a ciclului unde σ A- amplitudinea ciclului limitator, adică amplitudinea tensiunii corespunzătoare limitei de anduranță la o tensiune medie de ciclu dată. Cu o creștere a tensiunii medii a ciclului σ t limita de anduranță σ t ax crește, iar amplitudinea limită a ciclului σ A scade. Gradul de reducere a acestuia depinde de sensibilitatea materialului la asimetria ciclului, caracterizată prin coeficientul φ σ . Tabelul 4.6 Tip de deformare Forța finală σ b, MP a Îndoire și întindere (φ σ) Torsiunea (φ τ) Ciclurile care au aceiași coeficienți de asimetrie se numesc similare și sunt indicate pe diagrama tensiunii limită prin puncte situate pe aceeași rază trasate la unghiul corespunzător β. Acest lucru se poate vedea din formulă Sa stabilit experimental că raportul dintre amplitudinile limită ale probelor netede și probelor cu concentrație de stres nu depinde de tensiunea medie a ciclului. În conformitate cu aceasta, se presupune că factorii de concentrare a tensiunii sunt aceiași pentru ciclurile simetrice și asimetrice, iar amplitudinea tensiunii longitudinale pentru piesă este determinată de formula M Diagrama limită de tensiuni a piesei prezentate în fig. 4.8 este folosit pentru a determina marjele de siguranță. Fie tensiunile (σ max , σ A ,
σ m) acționează asupra piesei în punctul M. Dacă suprasarcinile așteptate corespund condiției de încărcare simplă, adică apar la un grad constant de asimetrie (R = const), atunci efortul final pentru ciclul considerat va fi în punctul N și marja de siguranță Ca urmare a soluționării în comun a ecuațiilor dreptelor tensiunilor limitative AC și ON se determină ordonata punctului N și marja de siguranță sub acțiunea tensiunilor normale. În mod similar, sub acțiunea tensiunilor de forfecare Dacă tensiunea medie nu se modifică în timpul supraîncărcărilor (σ m= const), iar amplitudinea crește, adică tensiunile de funcționare cresc de-a lungul dreptei M "
P, apoi marja de siguranță Piesele mașinii de găurit funcționează de obicei în condiții simple de încărcare, iar marja de siguranță trebuie calculată folosind formulele (29) și (30). Sub acțiunea combinată a tensiunilor normale și de forfecare, marja de siguranță este determinată de formula (24). R Conform ipotezei de însumare a deteriorării prin oboseală, acțiunea fiecărui grup de sarcini nu depinde de ordinea alternanței lor și aceleași rapoarte de ciclu ale supraîncărcărilor de mărimi diferite provoacă același grad. daune de oboseală. Presupunând o acumulare liniară a daunelor de oboseală Unde A- coeficient stabilit experimental, luat (în stoc) egal cu unu. Cu notația adoptată, ecuația curbei de anduranță 1
(Fig. 9) are forma: unde σ R este limita de anduranță pentru numărul de bază de cicluri N 0 . Pe baza ipotezelor presupuse, sarcina nestaționară este înlocuită cu o încărcare staționară echivalentă, al cărei efect este echivalent cu încărcarea nestaționară reală. În practică, diferite opțiuni sunt utilizate pentru a reduce încărcarea nestaționară la sarcini staționare echivalente. Oricare dintre sarcinile care acționează P i(mai des P max) sau stresul σ cauzat de acesta i(σ max) se presupune a fi constantă, acționând în timpul așa-numitului număr echivalent de cicluri N 3 corespunzător nivelului de încărcare. Apoi, luând, de exemplu, tensiunea egală cu σ max , pe baza formulelor (32) și (33) obținem ( A
= 1) unde este coeficientul modului de încărcare. Din formula (35) rezultă că cu un număr echivalent de cicluri N e Într-o altă versiune a reducerii, încărcarea nestaționară este înlocuită cu un mod cu un nivel echivalent constant de încărcare Р e (σ e), care funcționează pentru o anumită durată de viață, determinată de numărul total de cicluri ΣN i sau numărul N 0 corespunzător punctului de inflexiune al curbei de anduranță. Conform cu aceasta din care formula este derivată în următoarea formă convenabilă pentru calcule: unde este coeficientul de echivalență. Pentru a calcula factorul de echivalență, sunt utilizate date statistice privind mărimea sarcinilor care apar în piesă în timpul funcționării și numărul de cicluri de repetare a acestora în timpul unui bloc de încărcare, corespunzător forării unei sonde tipice. În practică, valorile coeficienților de echivalență variază în intervalul 0,5 ≤ K 0e ≤ 1. La calculul prin tensiuni tangenţiale, valoarea coeficientului de echivalenţă K 0e se determină prin formula (36), în care tensiunile normale sunt înlocuite cu cupluri tangenţiale, induse, transmise. Marjele de siguranță la încărcare nestaționară sunt determinate de formulele: pentru cicluri simetrice de tensiune alternativă pentru cicluri asimetrice de tensiune alternativă Trebuie remarcat faptul că valorile rapoartelor de echivalență depind de penetrarea pe bit, viteza mecanică de găurire și alți indicatori care determină încărcarea și cifra de afaceri a mașinilor și echipamentelor de găurit. Cu o creștere a pătrunderii pe bit, încărcarea mecanismului de ridicare scade. Pompele de noroi și rotorul sunt afectate în mod similar de vitezele crescute de foraj. Acest lucru indică necesitatea rafinării factorilor de echivalență în cazul unor modificări semnificative ale performanței de foraj. Definirea datelor inițiale pentru calculele de anduranță
elemente de transmisie
.
Atunci când se calculează rezistența, se utilizează legea acumulării daunelor lineare cu impact repetat asupra elementelor de transmisie de amplitudini de diferite niveluri. Determinarea datelor de proiectare inițiale se reduce la calculul sarcinilor echivalente sub forma produsului sarcinii principale luate în considerare de factorul de durabilitate. Sarcina echivalentă este o astfel de sarcină, al cărei efect este echivalent cu acțiunea unei sarcini reale în ceea ce privește efectul de acumulare a daunelor. Metodele de determinare a sarcinilor echivalente ale elementelor de transmisie se bazează pe următoarele prevederi principale. 1. Sarcina operațională a transmisiilor este determinată de valoarea medie
2. Ca sarcină medie
3. Încărcările dinamice pentru transmiterea organului cel mai încărcat, estimate prin coeficientul de variație, sunt considerate acceptabile. v≤ 0,6. Pentru v ≥
0,6, ar trebui luate măsuri pentru reducerea acestuia, de exemplu, ar trebui utilizate dispozitive de amortizare etc. Valorile numerice ale coeficienților de variație v poate fi determinată din dependențele calculate, sau din rezultatele unui experiment de calcul sau din datele studiilor experimentale ale mașinilor analogice. Aici - momentul maxim de lungă durată; - amplitudine maximă a cuplului de lungă durată; R dl - sarcina maximă continuă asupra rulmenților, determinată de M lungime Valorile coeficienților de durabilitate sunt determinate de dependențe. 1. Pentru a calcula dinții roții pentru rezistență: a lua legatura încovoiere pentru piese cu duritate superficială HB > 350 îndoire pentru piese cu duritate superficială HB<
350 2. Pentru a calcula arbori: pentru rezistența la îndoire rezistența la oboseală la torsiune 3. Pentru a calcula durata de viață a rulmenților cu bile și cu role: Iată numărul calculat de cicluri de încărcare a elementelor de transmisie; P - frecvența de rotație a părții, rpm; T R
-
timpul estimat de funcționare a piesei, h (de obicei durează 5000 h); N o - numărul de bază de cicluri de încărcare, luate în conformitate cu recomandările (vezi mai sus) Factori de echivalență corespunzători, luați în funcție de v. La calcularea rezistenței dinților roților conform GOST 21354-87, la determinarea tensiunilor de proiectare, sarcina este luată M dl, iar la definirea: În marea majoritate a cazurilor, calculele pentru rezistența pieselor care funcționează la tensiuni alternative sunt efectuate ca verificare. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că coeficientul general de reducere a limitei de anduranță sau în procesul de proiectare a unei piese poate fi ales doar aproximativ, deoarece calculatorul (designerul) în această etapă de lucru are doar idei foarte aproximative despre dimensiune. și forma piesei. Calculul de proiectare al unei piese, care servește la determinarea dimensiunilor sale principale, se realizează de obicei aproximativ fără a ține cont de variabilitatea tensiunilor, dar la tensiuni admisibile reduse. După finalizarea desenului de lucru al piesei, se efectuează calculul de verificare rafinat al acesteia, ținând cont de variabilitatea tensiunilor, precum și de factorii de proiectare și tehnologici care afectează rezistența la oboseală a piesei. În același timp, se determină factorii de siguranță calculați pentru una sau mai multe secțiuni presupuse periculoase ale piesei. Acești factori de siguranță sunt comparați cu cei atribuiți sau recomandați pentru piesele similare celor proiectate în condiții de operare date. Cu un astfel de calcul de verificare, condiția de rezistență are forma Valoarea factorului de siguranță necesar depinde de o serie de circumstanțe, dintre care principalele sunt: scopul piesei (gradul de responsabilitate a acesteia), condițiile de lucru; acuratețea determinării sarcinilor care acționează asupra acesteia, fiabilitatea informațiilor despre proprietățile mecanice ale materialului său, valorile factorilor de concentrare a tensiunilor etc. De obicei Dacă factorul de siguranță calculat este mai mic decât necesar (adică rezistența piesei este insuficientă) sau semnificativ mai mare decât necesar (adică piesa este neeconomică), este necesar să se facă anumite modificări în dimensiunile și designul piesei, și în unele cazuri chiar își schimbă materialul. Să luăm în considerare determinarea factorilor de siguranță pentru o stare de efort uniaxială și pentru forfecare pură. Primul dintre aceste tipuri de stare de solicitare, după cum se știe, are loc în timpul tensiunii (compresiei), îndoirii directe sau oblice și îndoirii îmbinării și tensionării (sau compresiei) grinzii. Amintiți-vă că tensiunile de forfecare în timpul încovoierii (drepte și oblice) și combinația de îndoire cu încărcare axială în punctul periculos al grinzii, de regulă, sunt mici și sunt neglijate la calcularea rezistenței, adică se crede că o stare de efort uniaxială are loc în punctul periculos. Forfecarea pură are loc în punctele unei bare de torsiune cu o secțiune transversală circulară. În cele mai multe cazuri, factorul de siguranță este determinat din ipoteza că ciclul de lucru al tensiunilor care apar în piesa calculată în timpul funcționării acesteia este similar cu ciclul limită, adică coeficienții de asimetrie R și caracteristicile ciclurilor de lucru și limită sunt aceeași. Cel mai simplu factor de siguranță poate fi determinat în cazul unui ciclu de schimbare simetrică a tensiunii, deoarece limitele de rezistență ale materialului în timpul unor astfel de cicluri sunt de obicei cunoscute, iar limitele de oboseală ale pieselor calculate pot fi calculate din valorile coeficienți de reducere a limitei de oboseală prelevați din cărțile de referință.Factorul de siguranță este raportul dintre limita de rezistență, definită pentru piesă, la valoarea nominală a tensiunii maxime care apare în punctul periculos al piesei. Valoarea nominală este valoarea tensiunii determinată de formulele de bază ale rezistenței materialelor, adică fără a lua în considerare factorii care afectează valoarea limitei de anduranță (concentrația tensiunii etc.). Astfel, pentru a determina factorul de siguranță pentru ciclurile simetrice, obținem următoarele dependențe: la îndoire în tensiune-compresiune în torsiune La determinarea factorului de siguranță în cazul unui ciclu asimetric apar dificultăți din cauza lipsei datelor experimentale necesare pentru a construi un segment al liniei de tensiune limită (vezi Fig. 7.15). Rețineți că practic nu este nevoie să construiți întreaga diagramă a amplitudinilor limită, deoarece pentru ciclurile cu limite de rezistență mai mari decât limita de curgere, factorul de siguranță trebuie determinat prin randament (pentru materiale plastice), adică calculul trebuie efectuat ca în cazul unei sarcini statice de acţiune. În prezența unei secțiuni AD obținute experimental a curbei limită, factorul de siguranță ar putea fi determinat printr-o metodă analitică grafică. De regulă, aceste date experimentale sunt absente și curba AD este aproximativ înlocuită cu o linie dreaptă construită din oricare două puncte, ale cărei coordonate sunt determinate experimental. Ca rezultat, se obține o așa-numită diagramă schematizată a amplitudinilor limită, care este utilizată în calculele practice de rezistență. Să luăm în considerare principalele modalități de schematizare a zonei de siguranță a diagramei amplitudinilor limită. În practica modernă de calcul, cel mai des este utilizată diagrama Serensen-Kinasoshvili, în construcția căreia secțiunea AD este înlocuită cu o linie dreaptă trasată prin punctele A și C, corespunzătoare ciclurilor limitative simetrice și zero (Fig. 9.15, a ). Avantajul acestei metode este precizia ei relativ mare (linia dreaptă de aproximativ AC este aproape de curbă; dezavantajul ei este că, pe lângă valoarea limită de anduranță pentru un ciclu simetric, este necesar să existe date experimentale privind limita de anduranță. valoare) tot cu un ciclu zero. Atunci când se utilizează această diagramă, factorul de siguranță este determinat de rezistență (defectare la oboseală), dacă fasciculul de cicluri similar celui dat intersectează linia dreaptă și de curgere, dacă fasciculul specificat intersectează linia O precizie ceva mai mică, dar în multe cazuri suficientă pentru calcule practice, este dată de o metodă bazată pe aproximarea secțiunii AD a curbei limită printr-un segment de dreaptă (Fig. 9.15, b) trasat prin punctele A (corespunzător cu un ciclu simetric) și B (corespunzător unor tensiuni constante limitatoare) . Avantajul metodei luate în considerare este cantitatea mai mică de date experimentale necesare comparativ cu cea anterioară (nu sunt necesare date privind valoarea limitei de anduranță la ciclul zero). Care dintre factorii de siguranță, prin cedarea la oboseală sau prin curgere, este mai mic, se determină în același mod ca și în cazul precedent. În cel de-al treilea tip de diagrame schematizate (Fig. 9.15, c), se trasează o dreaptă de aproximare prin punctul A și un punct P, a cărei abscisă este determinată ca urmare a prelucrării diagramelor de tensiuni limită disponibile experimental obținute. Pentru oțel, cu o precizie suficientă, se poate presupune că segmentul OP - s este egal.Precizia unor astfel de diagrame este aproape aceeași cu acuratețea diagramelor construite folosind metoda Sørensen-Kinasoshvili. Diagrama schematizată este deosebit de simplă, în care zona sigură este limitată de linia dreaptă AL (Fig. 9.15, d). Este ușor de observat că calculul conform unei astfel de diagrame este foarte neeconomic, deoarece în diagrama schematizată linia tensiunii limită este situată mult mai jos decât linia tensiunii limită efectivă. În plus, un astfel de calcul nu are o semnificație fizică certă, deoarece nu se știe ce factor de siguranță, oboseală sau randament va fi determinat. În ciuda acestor deficiențe grave, diagrama din Fig. 9.15, și este uneori folosit în practica străină; în practica casnică din ultimii ani, o astfel de diagramă nu este utilizată. Să derivăm o expresie analitică pentru determinarea factorului de siguranță pentru defecțiunea prin oboseală pe baza diagramelor schematizate considerate ale amplitudinilor limită. În prima etapă a derivării, nu vom ține cont de influența factorilor care reduc limita de anduranță, adică mai întâi vom obține o formulă potrivită pentru probele normale de laborator. Să presupunem că punctul N, reprezentând ciclul de lucru al tensiunilor, se află în zonă (Fig. 10.15) și, prin urmare, atunci când tensiunile cresc la valoarea determinată de punct, se va produce cedarea la oboseală (după cum sa indicat deja, aceasta se presupune că ciclurile de lucru și de limitare sunt similare). Factorul de siguranță la oboseală pentru ciclul reprezentat de punctul N este definit ca raport Desenați prin punctul N o dreaptă paralelă cu dreapta și o dreaptă orizontală NE. Din asemănarea triunghiurilor rezultă că După cum rezultă din Fig. 10.15, Să substituim valorile obținute ale OA și în egalitatea (a): În mod similar, în cazul solicitărilor de forfecare variabile Valorile depind de tipul de diagramă schematizată a tensiunilor limită adoptată pentru calcul și de materialul piesei. Deci, dacă acceptăm diagrama Sorensen-Kinasoshvili (vezi Fig. 9.15, a), atunci de asemenea, Conform diagramei schematizate prezentate în fig. 9.15, b, de asemenea, Valorile și la calcularea prin metoda Serensen - Kinasoshvili pot fi luate conform datelor date (Tabelul 1.15). Tabelul 1.15 Valorile coeficientului pentru oțel Atunci când se determină factorul de siguranță pentru o anumită piesă, este necesar să se țină cont de influența factorului de reducere a limitei de oboseală.Experimentele arată că concentrația de tensiuni, efectul de scară și starea suprafeței afectează numai valorile amplitudinilor limită și practic nu afectează. afectează valorile tensiunilor medii limitative. Prin urmare, în practica de proiectare, se obișnuiește să se raporteze coeficientul de reducere a limitei de oboseală doar la solicitarea de amplitudine a ciclului. Apoi formulele finale de determinare a factorilor de siguranță pentru cedarea la oboseală vor avea forma: în încovoiere în torsiune În tensiune-compresie, trebuie utilizată formula (22.15), dar în loc să înlocuiască în ea limita de anduranță pentru un ciclu simetric de tensiune-compresie. Formulele (22.15), (23.15) sunt valabile pentru toate metodele indicate de schematizare a diagramelor de tensiuni limită; se modifică doar valorile coeficienților Formula (22.15) a fost obținută pentru ciclurile cu tensiuni medii pozitive pentru ciclurile cu tensiuni medii negative (compresive) trebuie presupusă, adică se pornește de la ipoteza că în zona de compresie linia tensiunii limită este paralelă cu axa absciselor. Multe piese ale mașinii suferă solicitări care variază în timp (de obicei ciclice) în timpul funcționării: părți ale mecanismului manivelei, axa vehiculului, arborii cutiei de viteze etc. Experiența arată că la solicitări variabile, după un anumit număr de cicluri, poate apărea distrugerea piesei, în timp ce la aceeași solicitare neschimbată în timp, nu are loc distrugerea. Un exemplu este firul. Numărul de cicluri până la cedare depinde de material și de amplitudinea tensiunii și variază într-o gamă largă. Distrugerea unui material sub acțiunea tensiunilor alternative se numește oboseală. Descrieți mecanismul distrugerii. Are un caracter local. Acumularea daunelor de oboseală duce la formarea unei macrofisuri. Eșecul este cauzat de dezvoltarea unei fisuri de oboseală. Cea mai comună și mai periculoasă pentru material este legea armonică a schimbării tensiunii. Ciclul de stres este caracterizat de următorii parametri: Tensiuni de ciclu maxime și minime; Tensiunea medie de ciclu Amplitudinea ciclului: ; Coeficient de asimetrie a ciclului: Figura 1. Caracteristicile ciclului de stres Un astfel de ciclu se numește simetric. Un astfel de ciclu se numește pulsatoriu. Toți termenii și definițiile sunt valabile și pentru tensiunile de forfecare variabile, dacă sunt înlocuite cu. Pentru calculele de rezistență la solicitări alternative, este necesar să se cunoască caracteristicile mecanice ale materialelor, care sunt determinate prin încercări speciale. Se ia o tijă netedă lustruită de secțiune rotundă și lungime. Este supus unui ciclu simetric la diverse amplitudini. Dați schema mașinii de testare și procedura de testare. Eșantionul este adus la eșec și se determină numărul de cicluri până la eșec. Curba rezultată se numește curba de oboseală sau curba Wohler. (Figura 2). Figura 2. Curba oboselii Această curbă este remarcabilă prin faptul că, pornind de la o anumită tensiune, merge aproape orizontal. Aceasta înseamnă că la solicitări mai mici decât o anumită tensiune limitativă, proba poate rezista la nenumărate cicluri. Tensiunea maximă variabilă pe care o poate suporta un material fără distrugere, pentru orice număr de cicluri, se numește limită de anduranță și se notează. Experimentele sunt de obicei efectuate până la numărul de bază de cicluri. Acceptabil pentru oțeluri carbon, pentru oțeluri călite și metale neferoase. Dependențe empirice au fost stabilite experimental: Limita de rezistență a pieselor depinde nu numai de proprietățile materialului, ci și de forma, dimensiunea și metodele de fabricație ale acestora. Influența concentrării stresului. În locurile cu o schimbare bruscă a dimensiunilor piesei PS (găuri, subtăieri, fileuri, canale, filete), după cum se știe, are loc o creștere locală a tensiunii. Acest fenomen se numește concentrare a stresului. Reduce detaliile în comparație cu eșantionul. Această scădere este luată în considerare de factorul efectiv de concentrare a stresului, care este determinat experimental. Este egal cu raportul dintre limitele de rezistență ale unei epruvete netede și cele ale unei probe cu un concentrator de tensiuni dat. Valorile sunt date în cărțile de referință. Influența dimensiunilor detaliilor. S-a stabilit experimental că odată cu creșterea dimensiunii eșantionului, scade. Influența dimensiunilor eșantionului asupra este luată în considerare de factorul de scară, care este determinat experimental și este egal cu raportul De obicei ei iau. Ele sunt enumerate în manuale. Influența stării suprafeței piesei. Prezența zgârieturilor, zgârieturilor și neregulilor pe suprafața piesei duce la o scădere a limitei de rezistență a piesei. Starea suprafeței piesei depinde de tipul de prelucrare. Influența stării suprafeței asupra dimensiunii piesei este luată în considerare de un coeficient care este determinat experimental și este egal cu: Acest coeficient este dat în cărțile de referință. Toți factorii de mai sus pot fi luați în considerare printr-un singur coeficient de modificare a limitei de anduranță. Apoi limita de anduranță a piesei Dacă testăm o probă standard din materialul studiat în condițiile unui ciclu de solicitare asimetric, vom obține diagrama tensiunii limită prezentată în Figura 3. Figura 3. Diagrama tensiunii finale Spuneți despre metodologia de realizare a testelor și de construire a unei diagrame. Această diagramă vă permite să judecați proximitatea condițiilor de funcționare până la limită. Pentru a face acest lucru, pe diagramă este trasat un punct de lucru (B) cu coordonatele unde și sunt valorile calculate ale tensiunilor medii și de amplitudine din piesă. Aici, amplitudinea tensiunii este crescută ținând cont de reducerea limitei de rezistență a piesei. Gradul de proximitate a punctului de operare față de curba limită este utilizat pentru a aprecia pericolul condițiilor de lucru. Dacă punctul de operare se află în afara diagramei, atunci va apărea cu siguranță defecțiunea prin oboseală. Construcția acestei diagrame necesită mult timp și resurse materiale. Prin urmare, diagrama reală este schematizată prin CD direct. atunci această diagramă poate fi construită fără experimentare. Factorul de siguranță este în mod evident egal cu raportul dintre segmentul OA și segmentul OB (Figura 3). După construcții geometrice, obținem: unde este coeficientul de sensibilitate al materialului la asimetria ciclului. Sub acţiunea tensiunilor de forfecare variabile Coeficienții sunt dați în cărțile de referință. Sub acțiunea simultană a alternării tensiunilor normale și forfecare, factorul de siguranță global Calculele pentru tensiunile normale și forfecare sunt efectuate în mod similar. Coeficienții estimați sunt selectați conform unor tabele speciale. La calcul se determină marjele de siguranță pentru tensiunile normale și de forfecare. Marja de siguranță pentru solicitări normale: Marja de siguranță pentru solicitările de forfecare: Unde σ a- amplitudinea ciclului tensiunilor normale; τ a este amplitudinea ciclului de forfecare. Marjele de siguranță obținute sunt comparate cu cele admise. Calculul prezentat este verificareși se realizează în timpul proiectării piesei. Controlați întrebările și sarcinile 1. Desenați grafice ale ciclurilor simetrice și zero ale modificărilor tensiunii la tensiuni alternative repetitive. 2. Enumerați caracteristicile ciclurilor, arătați pe grafice tensiunea medie și amplitudinea ciclului. Ce caracterizează coeficientul de asimetrie a ciclului? 3. Descrieți natura daunelor cauzate de oboseală. 4. De ce rezistență sub solicitări variabile repetate 5. Ce se numește limita de anduranță? Cum este trasată o curbă de oboseală? 6. Enumerați factorii care afectează rezistența la oboseală. 306 Practica 6 EXERCIȚII PRACTICE PE SECȚIUNE "Rezistența materialelor" Practica 6 Subiectul 2.2. Calcule de rezistență și rigiditate În tensiune și compresie Cunoașteți ordinea calculelor pentru rezistență și rigiditate și formule de calcul. Să poată efectua calcule de proiectare și verificare pentru rezistența și rigiditatea la tracțiune și compresie. Formule necesare tensiune normală Unde N- forta longitudinala; DAR- arie a secțiunii transversale. Alungirea (scurtarea) lemnului E- modul elastic; eu- lungimea initiala a tijei.
Tensiune admisibilă [s]- marja admisibila de siguranta. Stare de rezistență la tracțiune și compresiune: Exemple de calcule de rezistență și rigiditate Exemplul 1 Sarcina este fixată pe tije și este în echilibru (Fig. A6.1). Materialul tijelor este oțel, tensiunea admisă este de 160 MPa. Greutatea sarcinii 100 kN. Lungimea tijelor: prima - 2 m, a doua - 1 m. Determinați dimensiunile secțiunii transversale și alungirea tijelor. Forma secțiunii transversale este un cerc. Sesiunea practică 6 307 Soluţie
1. Determinați sarcina asupra tijelor. Luați în considerare echilibrul Aplicam reactiile legaturilor care actioneaza la punct LA. Eliberarea punctului LA din conexiuni (Fig. A6.1). Alegem sistemul de coordonate astfel încât una dintre axele de coordonate să coincidă cu forța necunoscută (Fig. A6.1b). Să compunem un sistem de ecuații de echilibru pentru punct LA: Rezolvăm sistemul de ecuații și determinăm reacțiile tijelor. R 1 =
R2 cos60 °; R 1=
115,5 ∙ 0,5 = 57,4 kN. Direcția reacțiilor este aleasă corect. Ambele tije sunt comprimate. Sarcinile tijei: F 1 = 57,4 kN; F 2 =
115,5 kN. 2. Determinați aria secțiunii transversale necesară a tijelor din condițiile de rezistență. Condiție de rezistență la compresiune: σ = N/A≤ [σ]
, Unde Tija 1 ( N 1 = F 1):
308 Practica 6 Diametrele rezultate sunt rotunjite: d 1 =
25 mm d 2= 32 mm. 3. Determinați alungirea tijelor Δl = ----- . Scurtarea tijei 1: Scurtarea tijei 2: Exemplul 2 Placă rigidă omogenă cu o gravitate de 10 kN, încărcată cu o forță F= 4,5 kN și cuplu t= ZkN∙m, sprijinit într-un punct DARși atârnat de un tijă Soare(Fig. A6.2). Selectați secțiunea tijei sub formă de canal și determinați alungirea acesteia, dacă lungimea tijei este de 1 m, materialul este oțel, limita de curgere este de 570 MPa, marja de siguranță pentru material este de 1,5. Soluţie 1. Determinați forța în tijă sub acțiunea forțelor externe. Sistemul este în echilibru, puteți folosi ecuația de echilibru pentru placă: ∑t DAR =
0. Rb- reactia tijei, reactii balamale DAR nu luăm în considerare. Sesiunea practică 6 309 Conform celei de-a treia legi a dinamicii, reacția în tijă este egală cu forța care acționează din tijă pe placă. Forța în tijă este de 14 kN. 2. În funcție de starea de forță, determinăm valoarea necesară a suprafeței popii Tensiuni admisibile pentru materialul tijei Prin urmare, 3. Selectăm secțiunea tijei conform GOST (Anexa 1). (d\u003d Zmm), - aria secțiunii transversale a care este de 1,13 cm 2 (GOST 8509-86). 4. Determinați extensia tijei: La lecția practică se efectuează calcule și lucrări grafice și se efectuează un sondaj de testare. Așezare și lucrare grafică Exercitiul 1. Construiți diagrame de forțe longitudinale și tensiuni normale de-a lungul lungimii grinzii. Determinați deplasarea capătului liber al grinzii. Grinda de oțel în două trepte încărcată cu forțe F 1, F 2 , F 3-
Zone transversale DAR 1i DAR 2 . 310 Practica 6 Sarcina 2. Grinda AB, asupra caruia actioneaza sarcinile indicate, se mentine in echilibru prin impingere Soare. Determinați dimensiunile secțiunii transversale a tijei pentru două cazuri: 1) secțiunea este un cerc; 2) secțiune - colț cu raft egal conform GOST 8509-86. A accepta [σ] =
160 MPa. Greutatea proprie a structurii nu este luată în considerare. Sesiunea practică 6 311 Când apărați lucrarea, răspundeți la întrebările sarcinii de testare. 312 Practica 6 Subiectul 2.2. Întindere și compresie. Calcule de rezistență și rigiditate Sesiunea practică 7 313 Practica 7 Majoritatea pieselor mașinii în condiții de funcționare suferă solicitări variabile care se modifică ciclic în timp. Analiza ruperii arată că materialele pieselor mașinii care funcționează timp îndelungat sub acțiunea sarcinilor variabile se pot defecta la solicitări mai mici decât rezistența la tracțiune și limita de curgere. Distrugerea unui material cauzată de acțiunea repetată a sarcinilor variabile se numește cedare la oboseală sau oboseala materiala. Defecțiunea prin oboseală este cauzată de apariția microfisurilor în material, de eterogenitatea structurii materialelor, de prezența urmelor de prelucrare și de deteriorare a suprafeței și de rezultatul concentrării tensiunilor. Rezistenta numită capacitatea materialelor de a rezista distrugerii sub acţiunea tensiunilor alternative. Legile periodice ale schimbării tensiunilor variabile pot fi diferite, dar toate pot fi reprezentate ca o sumă de unde sinusoide sau cosinus (Fig. 5.7). Orez. 5.7. Cicluri de tensiune variabilă: A- asimetric; b- pulsatorie; in - simetric Se numește numărul de cicluri de tensiune pe secundă frecventa de incarcare. Ciclurile de stres pot fi de semn constant (Fig. 5.7, a, b) sau alternativ (Fig. 5.7, în). Ciclul tensiunilor alternative se caracterizează prin: tensiune maximă a max, tensiune minimă a min, tensiune medie a t =(a max + a min)/2, amplitudinea ciclului s fl = (a max - a min)/2, coeficientul de asimetrie a ciclului r G= a min / a max. Cu un ciclu de încărcare simetric a max = - ci min ; un t = 0; g s = -1. Cu un ciclu de tensiune pulsatorie un min \u003d 0 și \u003d 0. Se numește valoarea maximă a tensiunii în schimbare periodică la care materialul poate rezista la distrugere pe termen nelimitat limita de rezistenta sau limita de oboseală. Pentru a determina limita de anduranță, probele sunt testate pe mașini speciale. Cele mai frecvente teste de încovoiere sunt sub un ciclu de încărcare simetric. Testele de tracțiune-compresie și rezistența la torsiune sunt efectuate mai rar deoarece necesită echipamente mai sofisticate decât în cazul îndoirii. Pentru testarea de anduranță, sunt selectate cel puțin 10 probe identice. Testele sunt efectuate după cum urmează. Prima probă este instalată pe mașină și încărcată cu un ciclu simetric cu o amplitudine a tensiunii de (0,5-0,6)st (o în - rezistența la rupere a materialului). În momentul distrugerii probei, numărul de cicluri este fixat de contorul mașinii N. A doua probă este testată la o tensiune mai mică, distrugerea având loc la un număr mai mare de cicluri. Apoi sunt testate următoarele probe, reducând treptat tensiunea; se descompun cu mai multe cicluri. Pe baza datelor obținute se construiește o curbă de anduranță (Fig. 5.8). Există o secțiune pe curba de anduranță care tinde spre o asimptotă orizontală. Aceasta înseamnă că la o anumită tensiune a, proba poate rezista la un număr infinit de cicluri fără a fi distrusă. Ordinata acestei asimptote dă limita de anduranță. Deci, pentru oțel, numărul de cicluri N= 10 7, pentru metale neferoase - N= 10 8 . Pe baza unui număr mare de încercări s-au stabilit relații aproximative între limita de rezistență la încovoiere și limitele de rezistență pentru alte tipuri de deformare. unde st_ |p - limita de anduranță pentru un ciclu simetric de tensiune-compresie; t_j - limita de anduranță la torsiune în condiții de ciclu simetric. Stresul de încovoiere Unde W = / / u tah - momentul de rezistenţă al tijei la încovoiere. Stresul de torsiune Unde T - cuplu; Wp- moment de rezistență de torsiune polar. În prezent, limitele de rezistență pentru multe materiale sunt definite și sunt date în cărți de referință. Studiile experimentale au arătat că în zonele cu schimbări bruște ale formei elementelor structurale (în apropierea găurilor, canelurilor, canelurilor etc.), precum și în zonele de contact, concentrarea stresului- tensiune înaltă. Se numește motivul care provoacă concentrarea tensiunii (gaură, decupare etc.). concentrator de stres. Lăsați banda de oțel să se întindă cu forță R(Fig. 5.9). În secţiunea transversală /' a benzii acţionează o forţă longitudinală N= R. Tensiunea nominală, de ex. calculată din ipoteza că nu există o concentrație de tensiuni, este egal cu a = R/F. Orez. 5.9. Concentrația tensiunilor scade foarte repede odată cu distanța față de butuc, apropiindu-se de tensiunea nominală. Calitativ, concentrația de tensiuni pentru diferite materiale este determinată de factorul efectiv de concentrare a tensiunii Unde despre _ 1k, t_ și - limitele de rezistență determinate de tensiunile nominale pentru probele care au concentrația de tensiuni și aceleași dimensiuni ale secțiunii transversale ca o probă netedă. Valorile numerice ale factorilor efectivi de concentrare a tensiunii sunt determinate pe baza testelor de oboseală ale epruvetelor. Pentru formele tipice și cele mai comune de concentratoare de tensiuni și materiale structurale de bază, se obțin grafice și tabele, care sunt date în cărțile de referință. S-a stabilit empiric că limita de anduranță depinde de dimensiunile absolute ale secțiunii transversale a probei: cu creșterea secțiunii transversale, limita de anduranță scade. Acest model a fost numit factor de scarăși se explică prin faptul că odată cu creșterea volumului materialului, probabilitatea prezenței neomogenităților structurale în acesta (zgură și incluziuni de gaz etc.) crește, determinând apariția focarelor de concentrare a tensiunilor. Influența dimensiunilor absolute ale piesei este luată în considerare prin introducerea coeficientului în formulele de calcul G, egal cu raportul dintre limita de anduranță vechi mostra dată de diametrul dat d la limita de anduranță a_j a unei probe de laborator similare din punct de vedere geometric (de obicei d=l mm): Deci, pentru oțel acceptați e a\u003d e t \u003d e (de obicei, r \u003d 0,565-1,0). Limita de rezistență este afectată de curățenia și starea suprafeței piesei: odată cu scăderea curățeniei suprafeței, limita de oboseală scade, deoarece se observă concentrarea tensiunilor în apropierea zgârieturilor și zgârieturilor sale pe suprafața piesei. Factor de calitate a suprafeței este raportul dintre limita de anduranță st_, o probă cu o anumită condiție de suprafață și limita de anduranță st_, o probă cu o suprafață lustruită: De obicei (3 \u003d 0,25 -1,0, dar cu întărirea suprafeței pieselor prin metode speciale (călire cu curenți de înaltă frecvență, cementare etc.) poate fi mai mult de unul. Valorile coeficienților sunt determinate conform tabelelor din cărțile de referință privind calculele rezistenței. Calcule de rezistență la tensiuni alternative, în cele mai multe cazuri, acestea se execută ca de test. Rezultatul calculului este real factori de siguranță n, care sunt comparate cu factorii de siguranță necesari (admisibili) pentru un anumit proiect [P], mai mult decât atât, trebuie îndeplinită condiția l > [n J].De regulă pentru piesele din oțel [l] = 1,4 - 3 sau mai mult, în funcție de tipul și scopul piesei. Cu un ciclu simetric de modificări ale tensiunii, factorul de siguranță este: 0 pentru întindere (comprimare) 0 pentru răsucire 0 pentru îndoire Unde A lor - valorile nominale ale tensiunilor maxime normale și tăietoare; K SU, K T- factori efectivi de concentrare a stresului. Când piesele sunt operate în condițiile unui ciclu asimetric, factorii de siguranță N / A de-a lungul normală și tangentă n x tensiunile sunt determinate de formulele Serensen-Kinasoshvili unde |/ st, |/ t - coeficienții de reducere a unui ciclu asimetric la unul simetric la fel de periculos; t, x t- tensiuni medii; sfa, x a- amplitudini ciclului. În cazul unei combinații de deformații de bază (încovoiere și torsiune, torsiune și tensiune sau compresie), factorul de siguranță global se determină după cum urmează: Factorii de siguranță obținuți trebuie comparați cu valorile lor admisibile, care sunt preluate din standardele de rezistență sau din datele de referință. Dacă condiția este îndeplinită n>n atunci elementul structural este recunoscut ca fiind fiabil.
stresul limită maxim al ciclurilor asimetrice
(29)
Calculele rezistenței la încărcare nestaționară se bazează pe următoarele ipoteze. Fie încărcăturile Р 1 , P 2 ,..., P i(sau solicitări σ 1 , σ 2 , ….σ i) acţionează respectiv în timpul N 1 ….N 3 ....N i cicluri de încărcare (Fig. 9). Raportul dintre numărul real de cicluri N i ceva stres σ i- la numărul de cicluri N j la care proba este distrusă sub acţiunea aceleiaşi solicitări σ i se numește relație de ciclu.
(35)
(37)
și coeficientul de variație v cuplu, a cărui distribuție statistică a amplitudinilor poate fi considerată normală trunchiată.
un cuplu este primit în circuitul de putere către corp, corespunzător implementării unui moment stabil M y motoare.
(20.15)
(21.15)
(22.15)
(23.15)
limita de rezistenta
Factori care afectează valoarea limitei de anduranță
Determinarea factorului de securitate pentru tensiuni alternative
mai mic decât cu constantă (statică)?
puncte LA, determinarea reactiilor tijelor. Conform celei de-a cincea axiome a statisticii (legea acțiunii și reacției), reacția tijei este numeric
egală cu sarcina pe tijă.
secțiunea râului: despre= N / A^ [A], Unde DAR> N / A].
Suprafața minimă a canalului este de 6,16 cm 2 (nr. 5; GOST 8240-89).
Este mai convenabil să folosiți un colț cu raft egal nr. 2
