XIX-XX asrlar oxirida. yangi turdagi mashinalar, qurilmalar va qurilmalarning yaratilishi va kundalik hayotga kirishi munosabati bilan Transport vositasi vaqt o'tishi bilan davriy ravishda o'zgarib turadigan yuklar ostida ishlaydigan, mavjud hisoblash usullari bunday tuzilmalarni hisoblash uchun ishonchli natijalarni bermasligi ma'lum bo'ldi. Birinchi marta bunday hodisaga duch keldi temir yo'l transporti vagonlar va lokomotivlarning o'qlari uzilishi bilan bog'liq bir qator ofatlar sodir bo'lganda.
Keyinchalik ma'lum bo'lishicha, halokatga harakat paytida paydo bo'lgan o'zgaruvchan stresslar sabab bo'lgan poyezd g'ildiraklar bilan birga vagon o'qining aylanishi tufayli. Biroq, dastlab uzoq muddatli ish paytida metall o'zining kristall tuzilishini o'zgartiradi, deb taklif qilingan - charchagan. Bu taxmin tasdiqlanmadi, ammo muhandislik amaliyotida "charchoqni hisoblash" nomi saqlanib qoldi.
Keyingi tadqiqotlar natijalariga ko'ra, charchoqning buzilishi qismning materialida mahalliy shikastlanishning to'planishi va yoriqlar rivojlanishi bilan bog'liqligi aniqlandi. Aynan shu jarayonlar turli xil mashinalar, transport vositalari, dastgohlar va tebranish va boshqa turdagi yuklarga duchor bo'lgan boshqa qurilmalarning ishlashi paytida sodir bo'ladi, ular quyida ko'rib chiqiladi.
Bir uchida milga o'rnatilgan, ikkinchi uchida erkin, uchida rulman orqali kuch qo'llaniladigan silindrsimon namunani ko'rib chiqing. F(16.1-rasm).
Guruch. 16.1.
Namuna egilish momentining grafigi chiziqli ravishda o'zgaradi va uning maksimal qiymati ga teng F.I. Namuna kesimining nuqtalarida LEKIN va DA maksimal bor mutlaq qiymat Kuchlanishi. L nuqtadagi normal kuchlanishning qiymati bo'ladi
Namuna kesma nuqtasidan burchak tezligi bilan aylantirilganda, ular egilish momentining harakat tekisligiga nisbatan o'z pozitsiyalarini o'zgartiradilar. davomida t xarakterli nuqta LEKIN ph = ō/ burchak orqali aylanadi va yangi holatda tugaydi LEKIN"(16.2-rasm, a).
Guruch. 16.2.
Xuddi shu moddiy nuqtaning yangi holatidagi stress teng bo'ladi
Xuddi shunday, biz boshqa fikrlarni ko'rib chiqamiz va xulosaga kelishimiz mumkinki, nuqtalar pozitsiyasining o'zgarishi tufayli namuna aylanganda, normal stresslar kosinus qonuniga muvofiq o'zgaradi (16.2-rasm, b).
Charchoq etishmovchiligi jarayonini tushuntirish uchun material haqidagi asosiy farazlardan, ya'ni uzluksizlik gipotezasidan va bir xillik gipotezasidan voz kechish kerak bo'ladi. Haqiqiy materiallar ideal emas. Qoida tariqasida, materialda dastlab kristall panjaradagi nuqsonlar, gözenekler, mikro yoriqlar, begona qo'shimchalar ko'rinishidagi nuqsonlar mavjud bo'lib, ular materialning strukturaviy bir hil bo'lmasligiga sabab bo'ladi. Tsiklik yuklanish sharoitida strukturaning bir xilligi stress maydonining bir xil bo'lmasligiga olib keladi. Qismning eng zaif joylarida mikro yoriqlar paydo bo'ladi, ular vaqt o'zgaruvchan stresslar ta'sirida o'sishni, birlashishni va aylana boshlaydi. asosiy yoriq. Kuchlanish zonasiga kirib, yoriq ochiladi va siqish zonasida, aksincha, yopiladi.
Birinchi yoriq paydo bo'lgan va uning rivojlanishi boshlanadigan kichik mahalliy maydon deyiladi charchoq etishmovchiligining diqqat markazida. Bunday maydon, qoida tariqasida, qismlarning yuzasiga yaqin joylashgan bo'lsa-da, materialning chuqurligida uning ko'rinishi har qanday zarar bo'lsa, istisno qilinmaydi. Bir vaqtning o'zida bir nechta bunday hududlarning mavjudligi istisno qilinmaydi va shuning uchun qismni yo'q qilish bir-biri bilan raqobatlashadigan bir nechta markazlardan boshlanishi mumkin. Yoriqlarning rivojlanishi natijasida kesishma sinish sodir bo'lgunga qadar zaiflashadi. Muvaffaqiyatsizlikdan so'ng, charchoq yoriqlarining tarqalish zonasini tanib olish nisbatan oson. Charchoqdan vayron bo'lgan qismning qismida ikkita keskin farqli maydon mavjud (16.3-rasm).
Guruch. 16.3.
1 - yoriqlar o'sishi maydoni; 2 - mo'rt sinish hududi
Mintaqa 1 yaltiroq silliq sirt bilan tavsiflanadi va materialda nisbatan past tezlikda davom etadigan yo'q qilish jarayonining boshlanishiga to'g'ri keladi. Ustida yakuniy bosqich jarayon, bo'lim etarlicha zaiflashganda, qismning tez ko'chkiga o'xshash vayron bo'lishi sodir bo'ladi. Ushbu yakuniy bosqich rasmda. 16.3 maydonga to'g'ri keladi 2, qismning tez yakuniy ishdan chiqishi tufayli qo'pol, qo'pol sirt bilan tavsiflanadi.
Shuni ta'kidlash kerak nazariy o'rganish metallarning charchoq kuchi bu hodisaning murakkabligi va multifaktorial tabiati tufayli sezilarli qiyinchiliklar bilan bog'liq. Shu sababli muhim vosita aylanadi fenomenologik yondashuv. Ko'pincha, charchoq uchun qismlarni hisoblash uchun formulalar eksperimental natijalar asosida olinadi.
Ishlash sharoitida ko'pgina mashina qismlari vaqt o'tishi bilan davriy ravishda o'zgarib turadigan o'zgaruvchan kuchlanishlarni boshdan kechiradi. Buzilishlarni tahlil qilish shuni ko'rsatadiki, mashina qismlarining materiallari ta'siri ostida uzoq vaqt ishlaydi o'zgaruvchan yuklar, kuchlanish kuchi va oquvchanlik kuchidan pastroq kuchlanishlarda muvaffaqiyatsiz bo'lishi mumkin.
O'zgaruvchan yuklarning takroriy ta'siridan kelib chiqqan materialning yo'q qilinishi charchoq etishmovchiligi yoki deyiladi moddiy charchoq.
Charchoqning buzilishi materialda mikro yoriqlar paydo bo'lishi, materiallar strukturasining heterojenligi, ishlov berish va sirt shikastlanishi izlari mavjudligi va stress kontsentratsiyasining natijasidir.
Chidamlilik materiallarning o'zgaruvchan stresslar ta'sirida yo'q qilishga qarshi turish qobiliyati deb ataladi.
O'zgaruvchan kuchlanishdagi o'zgarishlarning davriy qonunlari boshqacha bo'lishi mumkin, ammo ularning barchasi sinusoidlar yoki kosinus to'lqinlarining yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin (5.7-rasm).
Guruch. 5.7. O'zgaruvchan kuchlanish davrlari: a- assimetrik; b- pulsatsiyalanuvchi; ichida - simmetrik
Bir soniyada kuchlanish davrlari soni deyiladi yuklash chastotasi. Stress davrlari doimiy belgiga ega bo'lishi mumkin (5.7-rasm, a, b) yoki o'zgaruvchan (5.7-rasm, ichida).
O'zgaruvchan kuchlanishlar tsikli quyidagilar bilan tavsiflanadi: maksimal kuchlanish a max, minimal kuchlanish a min, o'rtacha kuchlanish a t =(a max + a min)/2, sikl amplitudasi s fl = (a maks - a min)/2, sikl assimetriya koeffitsienti r G= min / maks.
Nosimmetrik yuklash davri bilan a max = - ci min; da = 0; g s = -1.
Pulsatsiyalanuvchi kuchlanish aylanishi bilan min \u003d 0 va \u003d 0.
Vaqti-vaqti bilan o'zgarib turadigan stressning maksimal qiymati deyiladi, bunda material noaniq tarzda nobud bo'lishga qarshi tura oladi chidamlilik chegarasi yoki charchoq chegarasi.
Chidamlilik chegarasini aniqlash uchun namunalar maxsus mashinalarda sinovdan o'tkaziladi. Eng keng tarqalgan egilish sinovlari nosimmetrik yuklanish aylanishi ostida. Siqilish-siqish va buralish chidamliligi sinovlari kamroq amalga oshiriladi, chunki ular ko'proq narsani talab qiladi murakkab uskunalar egilish holatiga qaraganda.
Chidamlilik sinovi uchun kamida 10 ta bir xil namunalar tanlanadi. Sinovlar quyidagicha amalga oshiriladi. Birinchi namuna mashinaga o'rnatiladi va kuchlanish amplitudasi (0,5-0,6) st bo'lgan simmetrik tsikl bilan yuklanadi. (o in - materialning kuchlanish kuchi). Namuna yo'q qilingan paytda, aylanishlar soni mashinaning hisoblagichi tomonidan belgilanadi N. Ikkinchi namuna pastroq kuchlanishda sinovdan o'tkaziladi va halokat sodir bo'ladi Ko'proq sikllar. Keyin quyidagi namunalar sinovdan o'tkaziladi, kuchlanishni asta-sekin kamaytiradi; ular ko'proq tsikllar bilan parchalanadi. Olingan ma'lumotlarga asoslanib, chidamlilik egri chizig'i quriladi (5.8-rasm). Chidamlilik egri chizig'ida gorizontal asimptotaga moyil bo'lgan qism mavjud. Bu shuni anglatadiki, ma'lum bir kuchlanish a da, namuna yo'q qilinmasdan cheksiz ko'p sonli davrlarga bardosh bera oladi. Bu asimptotaning ordinatasi chidamlilik chegarasini beradi. Shunday qilib, po'lat uchun, davrlar soni N= 10 7, rangli metallar uchun - N= 10 8 .
Ko'p sonli sinovlar asosida egilish chidamliligi chegarasi va deformatsiyaning boshqa turlari uchun chidamlilik chegaralari o'rtasida taxminiy munosabatlar o'rnatildi.
bu yerda st_ |p - kuchlanish-siqilishning simmetrik sikli uchun chidamlilik chegarasi; t_j - nosimmetrik sikl sharoitida burilish chidamliligi chegarasi.
Bükme stressi
qayerda V = / / u tah - tayoqning egilishdagi qarshilik momenti. Torsion stress
qayerda T - moment; Wp- qarshilikning qutbli burilish momenti.
Hozirgi vaqtda ko'plab materiallar uchun chidamlilik chegaralari belgilangan va ma'lumotnomalarda berilgan.
Eksperimental tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, strukturaviy elementlarning shakli keskin o'zgargan zonalarda (teshiklar, oluklar, oluklar va boshqalar yaqinida), shuningdek, aloqa zonalarida. stress kontsentratsiyasi- yuqori kuchlanish. Stress kontsentratsiyasini keltirib chiqaradigan sabab (teshik, pastki kesish va boshqalar) deyiladi stress konsentratori.
Po'lat tasma kuch bilan cho'zilsin R(5.9-rasm). Ipning /' kesimida uzunlamasına kuch ta'sir qiladi N= R. Nominal kuchlanish, ya'ni. stress kontsentratsiyasi yo'q degan faraz ostida hisoblangan, a = ga teng R/F.
Guruch. 5.9.
Stress kontsentratsiyasi markazdan masofa bilan juda tez kamayadi, nominal kuchlanishga yaqinlashadi.
Sifat jihatidan turli materiallar uchun stress kontsentratsiyasi samarali stress kontsentratsiyasi omili bilan belgilanadi
qayerda haqida _ 1k, t_ va - kuchlanish kontsentratsiyasi va silliq namuna bilan bir xil tasavvurlar o'lchamlariga ega bo'lgan namunalar uchun nominal stresslar bilan belgilanadigan chidamlilik chegaralari.
Samarali stress kontsentratsiyasi omillarining raqamli qiymatlari namunalarning charchoq sinovlari asosida aniqlanadi. Stress kontsentratorlarining odatiy va eng keng tarqalgan shakllari va asosiy strukturaviy materiallar uchun ma'lumotnomalarda keltirilgan grafiklar va jadvallar olinadi.
Chidamlilik chegarasi namunaning kesimining mutlaq o'lchamlariga bog'liqligi empirik tarzda aniqlangan: kesmaning oshishi bilan chidamlilik chegarasi kamayadi. Bu naqsh nomlandi masshtab omili va material hajmining oshishi bilan undagi strukturaviy notekisliklar (shlak va gaz qo'shimchalari va boshqalar) mavjudligi ehtimoli ortib, stress kontsentratsiyasi o'choqlari paydo bo'lishiga olib kelishi bilan izohlanadi.
Hisoblash formulalariga koeffitsientni kiritish orqali qismning mutlaq o'lchamlarining ta'siri hisobga olinadi. G, chidamlilik chegarasi nisbatiga teng o_ld berilgan diametrdagi namuna d geometrik jihatdan o'xshash laboratoriya namunasining a_j chidamlilik chegarasiga (odatda d=l mm):
Shunday qilib, po'lat uchun qabul qiling e a\u003d e t \u003d e (odatda r \u003d 0,565-1,0).
Chidamlilik chegarasiga qismning sirtining tozaligi va holati ta'sir qiladi: sirt tozaligining pasayishi bilan charchoq chegarasi kamayadi, chunki uning tirnalgan joylari va tirnalgan joylar yaqinida stress kontsentratsiyasi kuzatiladi.
Yuzaki sifat omili st_ chidamlilik chegarasining nisbati, berilgan sirt holatiga ega bo'lgan namunaning chidamlilik chegarasi st_, silliqlangan sirtli namuna:
Odatda (3 \u003d 0,25 -1,0, lekin maxsus usullar yordamida qismlarning sirtini qattiqlashtirish bilan (oqim bilan qotib qolish) yuqori chastotali, sementatsiya va boshqalar) birdan katta bo'lishi mumkin.
Koeffitsientlarning qiymatlari quvvatni hisoblash bo'yicha ma'lumotnomalar jadvallari bo'yicha aniqlanadi.
Quvvatni hisoblash o'zgaruvchan kuchlanishlarda, ko'p hollarda, ular sinov sifatida amalga oshiriladi. Hisoblash natijasi haqiqiy hisoblanadi xavfsizlik omillari n, ma'lum bir dizayn uchun zarur bo'lgan (ruxsat etilgan) xavfsizlik omillari bilan taqqoslanadi [P], bundan tashqari, l > [n J] sharti qondirilishi kerak.Odatda po'lat qismlar uchun [l] = 1,4 - 3 yoki undan ko'p, qismning turi va maqsadiga qarab.
Stress o'zgarishlarining nosimmetrik tsikli bilan xavfsizlik omili:
cho'zish uchun 0 (siqish)
burish uchun 0
egilish uchun 0
qayerda a ularning - maksimal normal va kesish kuchlanishlarining nominal qiymatlari; K SU, K T- samarali stress kontsentratsiyasi omillari.
Ish qismlarini sharoitlarda ishlaganda assimetrik tsikl xavfsizlik omillari n a normal va tangens bo'ylab n x kuchlanishlar Serensen-Kinasoshvili formulalari bilan aniqlanadi
bu erda |/ st, |/ t - assimetrik siklni bir xil xavfli simmetrikga kamaytirish koeffitsientlari; t, x t- o'rtacha kuchlanish; st-chi, x a- sikl amplitudalari.
Asosiy deformatsiyalar (egilish va burilish, burilish va kuchlanish yoki siqilish) kombinatsiyasi bo'lsa, umumiy xavfsizlik koeffitsienti quyidagicha aniqlanadi:
Olingan xavfsizlik omillarini ularning ruxsat etilgan qiymatlari bilan solishtirish kerak, ular kuch standartlari yoki mos yozuvlar ma'lumotlaridan olinadi. Agar shart bajarilsa n>n keyin strukturaviy element ishonchli deb tan olinadi.
Oddiy va kesish kuchlanishlari uchun hisoblar xuddi shunday amalga oshiriladi.
Hisoblangan koeffitsientlar maxsus jadvallar bo'yicha tanlanadi.
Hisoblashda normal va kesish kuchlanishlari uchun xavfsizlik chegaralari aniqlanadi.
Oddiy stresslar uchun xavfsizlik chegarasi:
Kesish kuchlanishlari uchun xavfsizlik chegarasi:
qayerda s a- normal kuchlanishlar siklining amplitudasi; t a - siljish kuchlanish siklining amplitudasi.
Olingan xavfsizlik chegaralari ruxsat etilganlar bilan taqqoslanadi. Taqdim etilgan hisob-kitob tekshirish va qismni loyihalash jarayonida amalga oshiriladi.
Nazorat savollari va topshiriqlari
1. Takroriy o‘zgaruvchan kuchlanishlarda kuchlanish o‘zgarishlarining simmetrik va nol sikllarining grafiklarini chizing.
2. Tsikllarning xususiyatlarini sanab o'ting, grafiklarda tsiklning o'rtacha kuchlanishini va amplitudasini ko'rsating. Tsikl assimetriya koeffitsienti nima bilan tavsiflanadi?
3. Charchoqning zararlanish xususiyatini aytib bering.
4. Nima uchun takroriy o'zgaruvchan kuchlanishlar ostida kuch
doimiy (statik) dan pastmi?
5. Chidamlilik chegarasi deb nimaga aytiladi? Charchoqning egri chizig'i qanday chiziladi?
6. Charchoqqa chidamliligiga ta'sir qiluvchi omillarni sanab o'ting.
306 6-mashq
BO'lim bo'yicha AMALIY MASHQLAR
"Materiallarning mustahkamligi"
Amaliyot 6
2.2-mavzu. Mustahkamlik va qattiqlikni hisoblash
Kuchlanish va siqilishda
Kuch va qattiqlik uchun hisob-kitoblar tartibini va hisoblash formulalarini bilish.
Taranglik va siqilishda mustahkamlik va qattiqlik uchun loyihalash va tekshirish hisoblarini amalga oshirishni bilish.
Kerakli formulalar
normal kuchlanish
qayerda N- uzunlamasına kuch; LEKIN- tasavvurlar maydoni.
Yog'ochni cho'zish (qisqartirish).
E- elastik modul; I- tayoqning dastlabki uzunligi.
Ruxsat etilgan kuchlanish
[s]- ruxsat etilgan xavfsizlik chegarasi.
Siqilish va siqilish kuchi holati:
Kuch va qattiqlikni hisoblash misollari
1-misol Yuk novdalarga o'rnatiladi va muvozanatda bo'ladi (A6.1-rasm). Rodlarning materiali po'latdir, ruxsat etilgan kuchlanish 160 MPa. Yukning og'irligi 100 kN. Rodlarning uzunligi: birinchisi - 2 m, ikkinchisi - 1 m. Rodlarning kesma va cho'zilish o'lchamlarini aniqlang. Ko'ndalang kesim shakli aylanadir.
Amaliy mashg'ulot 6 307
Yechim
1. Rodlardagi yukni aniqlang. Muvozanatni ko'rib chiqing
ball DA, tayoqchalarning reaksiyalarini aniqlang. Statistikaning beshinchi aksiomasiga (harakat va reaktsiya qonuni) ko'ra, tayoqning reaktsiyasi sonli
novdadagi yukga teng.
Biz nuqtada ta'sir qiluvchi bog'larning reaktsiyalarini qo'llaymiz DA. Nuqtani bo'shatish DA ulanishlardan (A6.1-rasm).
Biz koordinatalar tizimini shunday tanlaymizki, koordinata o'qlaridan biri noma'lum kuchga to'g'ri keladi (A6.1b-rasm).
Nuqta uchun muvozanat tenglamalar sistemasini tuzamiz DA:
Tenglamalar sistemasini yechamiz va tayoqchalarning reaksiyalarini aniqlaymiz.
R 1 = R2 cos60 °; R 1= 115,5 ∙ 0,5 = 57,4 kN.
Reaksiyalarning yo'nalishi to'g'ri tanlangan. Ikkala tayoq ham siqilgan. Rod yuklari: F 1= 57,4kN; F 2 = 115,5 kN.
2. Chidamlilik shartlaridan novdalarning kerakli tasavvurlar maydonini aniqlang.
Siqilish kuchi holati: s = N/A≤ [σ] , qayerda
Rod 1 ( N 1 = F 1):
308 6-mashq
Olingan diametrlar yaxlitlanadi: d 1 = 25 mm d 2 = 32 mm.
3. Rodlarning cho'zilishini aniqlang Dl = ----- .
Rodni qisqartirish 1:
Rodni qisqartirish 2:
2-misol 10 kN tortish kuchiga ega, kuch bilan yuklangan bir hil qattiq plastinka F= 4,5 kN va moment t= ZkN∙m, bir nuqtada qo'llab-quvvatlanadi LEKIN va tayoqqa osilgan quyosh(A6.2-rasm). Kanal shaklida novda kesimini tanlang va uning cho'zilishini aniqlang, agar novda uzunligi 1 m bo'lsa, material po'lat, oquvchanlik kuchi 570 MPa, material uchun xavfsizlik chegarasi 1,5 bo'lsa.
Yechim
1. Tashqi kuchlar ta'sirida novdadagi kuchni aniqlang. Tizim muvozanatda, siz plastinka uchun muvozanat tenglamasidan foydalanishingiz mumkin: ∑t LEKIN = 0.
Rb- rod reaksiyasi, sharnir reaksiyalari LEKIN hisobga olmaymiz.
Amaliy mashg'ulot 6 309
Dinamikaning uchinchi qonuniga ko'ra, tayoqdagi reaktsiya plastinka ustidagi sterjendan ta'sir qiluvchi kuchga teng. Tayoqdagi kuch 14 kN ni tashkil qiladi.
2. Quvvat holatiga ko'ra, biz papa maydonining kerakli qiymatini aniqlaymiz
daryo qismi: haqida= Yoʻq^ [a], qayerda LEKIN> N/[a].
Rod materiali uchun ruxsat etilgan kuchlanish
Binobarin,
3. Biz GOST bo'yicha novda qismini tanlaymiz (1-ilova).
Minimal kanal maydoni 6,16 sm 2 (№ 5; GOST 8240-89).
2-sonli teng burchakli burchakdan foydalanish maqsadga muvofiqdir
(d\u003d Zmm), - 1,13 sm 2 (GOST 8509-86) bo'lgan tasavvurlar maydoni.
4. Tayoqning kengaytmasini aniqlang:
Amaliy darsda hisoblash va grafik ishlari bajariladi va test so'rovi o'tkaziladi.
Hisob-kitob va grafik ish
1-mashq. Nurning uzunligi bo'ylab bo'ylama kuchlar va normal kuchlanish diagrammalarini tuzing. Nurning erkin uchining siljishini aniqlang. Kuchlar bilan yuklangan ikki bosqichli po'lat nur F 1, F 2 , F 3- Kesma maydonlar LEKIN 1i LEKIN 2 .
310 6-mashq
Vazifa 2. Nur AB, ko'rsatilgan yuklar harakat qiladigan, surish orqali muvozanat saqlanadi Quyosh. Ikkita holat uchun novda kesimining o'lchamlarini aniqlang: 1) kesma aylana; 2) bo'lim - GOST 8509-86 bo'yicha teng burchakli burchak. Qabul qilmoq [σ] = 160 MPa. Strukturaning o'z vazni hisobga olinmaydi.
Amaliy mashg'ulot 6 311
Ishni himoya qilishda test topshirig'i savollariga javob bering.
312 6-mashq
2.2-mavzu. Cho'zish va siqish.
Mustahkamlik va qattiqlikni hisoblash
Amaliy mashg'ulot 7 313
Amaliyot 7
O'zgaruvchan kuchlanishlarda mustahkamlikni hisoblash Qurilish konstruktsiyalari elementlarini chidamlilik uchun hisoblash shaklning tengsizligini tekshirishga qisqartiriladi (19.3) Vaqt o'tishi bilan o'zgaruvchan bo'lgan kuchlanishlarda mustahkamlik holati yuklanish davrlari sonini hisobga oladigan koeffitsient yv - bog'liq koeffitsient. kuchlanish holatining turi va sikl assimetriya koeffitsienti bo'yicha Masalan, po'lat konstruktsiyalar uchun yv koeffitsienti 19.1-jadvaldan aniqlanadi 19.1-jadval po'lat konstruktsiyalar uchun yv koeffitsientining qiymati "max P Vv kuchlanish Dizayn charchoqqa chidamlilik , shuningdek a koeffitsienti hisoblangan elementning sirtiga ishlov berish sifatini, uning konstruktsiyasini, kuchlanish kontsentratorlarining mavjudligini hisobga oladi.Alohida turdagi konstruksiyalar uchun (19.3) nisbat biroz boshqacha shaklda bo'lishi mumkin.Demak, po'lat konstruktsiyalarni hisoblashda. ko'priklar uchun quyidagilar qo'llaniladi e tengsizlik: (19.4) bu erda R - materialning oquvchanligi bo'yicha kuchlanish, siqish va egilishdagi dizayn qarshiligi; m - mehnat sharoitlari koeffitsienti; _ 1 a, 6 - po'lat navini va yuklanishning statsionar emasligini hisobga olgan holda koeffitsientlar; p - o'zgaruvchan kuchlanishlar davrining assimetriya koeffitsienti; (i - samarali kuchlanish kontsentratsiyasi omili. (19.5) ifoda bilan aniqlangan yv koeffitsienti kuchlanish kontsentratsiyasini, materialning sifatini va uning sirtini qayta ishlashni, yuklash rejimini hisobga olgan holda cheklovchi amplitudalar diagrammasining turini tavsiflaydi. va boshqa omillar 19.2-misol.O'tkazgichli po'lat oraliqning tirgaklari temir yo'l ko'prigi poezdning o'tishi paytida o'zgaruvchan eksenel kuch ta'sir qiladi. Eng katta tortish kuchi Nmnn= 1200 kN, eng kichik (siqilish) kuchi Wmr-=200 kN ga teng. 15XCHD past qotishma po'latdan dizayn qarshiligi R 295 MPa ni tashkil qiladi. Mehnat sharoitlari koeffitsienti m = 0,9. Kesma kompozitsion (19.20-rasm) va uning maydoni LpsSh = 75 sm. 19.20. Temir yo'l ko'prigining temir ustki tuzilishining konstruktiv tirgaklari Yechim. Tsikl assimetriya koeffitsienti quyidagicha aniqlanadi: IJVmml 1 L "max 6 SNiP 2.05.03-84 ga muvofiq, P koeffitsienti 1,5 ga teng; a \u003d 0,72 va 5 \u003d 0,24 parametrlari. Keyin maksimalni topamiz. normal kuchlanish: N ^ 1200 103 ---=--7 = 160 MPa. Lpepo 75 10"4 Shunday qilib, braketning charchoq kuchining sharti bajariladi. § 19.9. Past davrli charchoq tushunchasi Oldingi paragraflarda muhokama qilingan yuqori davrli charchoq etishmovchiligida material elastik tarzda deformatsiyalanadi. Sinish boshlanayotgan yoriqning rivojlanishi natijasida stress kontsentratsiyasi joylarida boshlanadi va mo'rt xususiyatga ega (sezilarli plastik deformatsiyalarsiz). Charchoqning yana bir turi past davrli charchoq bo'lib, takroriy elastik-plastik charchoq deformatsiyalari ostida nosozlik tushuniladi; u sinish zonasida makroskopik plastik deformatsiyaning mavjudligi bilan ko'p tsiklli charchoq etishmovchiligidan farq qiladi. Yuqori tsiklli va past davrli charchoq o'rtasida qat'iy chegara bo'lishi mumkin emas.SNiL 11-23--81da temir konstruktsiyalarni past tsiklli charchoq uchun tekshirish o'sayotgandan kamroq tsikllar soni bilan amalga oshirilishi kerakligi qayd etilgan. 19 10 Yu \ Shaklda ko'rsatilgan materialni isloh qilish diagrammasining sxematiklashtirilganini ko'rib chiqing. 19.21, va Yaqin atrofda (19.21, 6-rasm) vaqt o'tishi bilan stress o'zgarishlarining grafigi. OAV egri chizig'i bo'ylab birinchi yuklashda materialning holatini ifodalovchi nuqta deformatsiya diagrammasi bo'ylab OV chizig'i bo'ylab harakat qiladi.Keyin kuchlanishlar kamayadi va xuddi shu nuqta hynia BBiAi bo'ylab harakatlanadi.Zarritish minimal qiymatga yetganda, u kuchaya boshlaydi va deformatsiya davom etadi.Bundan tashqari, lekin yopiq chiziq A, ABB, . Bir sikldagi deformatsiyalar diapazoni ^ "max £min> ga teng va plastik deformatsiyalar diapazoni ^pltaya 1L" 11 maksimal va minimal plastik deformatsiyalardir. Past davrli charchoq paytida sinish tabiati materialning tsiklik deformatsiya paytida plastik shakllanishlarni to'plash qobiliyatiga bog'liq. Doimiy deformatsiya barcha sikllarda o'zgarmasa, materiallar *deformatsiya barqarorligi* deyiladi. Yuqorida ko'rib chiqilgan misol bunday materiallarning deformatsiyasining xususiyatlarini ko'rsatadi. Tsikli buziladigan materiallar uchun xarakterli xususiyatlar qoldiq deformatsiyalarning ko'payishi va umumiy plastik deformatsiyaning oshishi hisoblanadi. Bu tenglamalardan u va v siljishlarini chiqarib tashlaylik, buning uchun birinchi qatorni y ga nisbatan ikki marta, ikkinchi qatorni x ga, uchinchi qatorni x va y ga nisbatan farqlaymiz. Yuqori ikki qatorni qo‘shib, pastki qatorni ayirib, (20.6) tenglamani olamiz deformatsiyalar moslik tenglamasi U deformatsiyalar moslik tenglamasi deb ataladi, chunki u ixtiyoriy uzluksiz siljish funksiyalari u, v (bizda mavjud) uchun mavjud bo‘lgan deformatsiyalar o‘rtasidagi zarur munosabatni beradi. istisno). Agar deformatsiyadan oldingi tana aqliy jihatdan cheksiz kichik "g'ishtlarga" bo'linib, ularga ex, ey va y deformatsiyalari haqida xabar berilsa va butun deformatsiyalangan jismga qaytishga harakat qilinsa, ikkita holat mumkin bo'ladi. . Birinchisida (20.5-rasm, a) barcha elementlar bir-biriga mahkam o'rnashadi. Bunday deformatsiyalar qo'shma bo'lib, ular doimiy siljishlar maydoniga mos keladi. Ikkinchi holatda (20.5-rasm, b) elementlar orasida cheksiz kichik uzilishlar paydo bo'ladi va har qanday uzluksiz siljish maydoni bunday deformatsiyalarga mos kelmaydi. q Uzluksiz siljishlar maydoniga mos keladigan deformatsiyalar maydoni qo'shma deformatsiyalar deyiladi. Deformatsiyalar mos keladi.Aks holda deformatsiyalar mos kelmaydigan - mahalliy va mos kelmaydigan deb ataladi. mahalliy (20.3), (20.5) va (20.7) tenglamalar birgalikda zarur sakkizta tenglamani tashkil qiladi, ularning yechimi ko'rib chiqilayotgan tekislik masalasining sakkizta noma'lum funksiyasini topishga imkon beradi. § 20.3. Tajriba natijasida topilgan siljishlar bo'yicha kuchlanishlarni aniqlash Quyida qandaydir faktorning izolasini, ya'ni bu omil doimiy qiymatga ega bo'lgan nuqtalarning joylashuvini ifodalovchi interferentsiya chekkalari oilalari tajriba yo'li bilan qanday olinishi tasvirlangan. Shunday qilib, muar usulida va gologramma interferometriyada v = const va u = const siljishlarining izolyatorlarini olish mumkin. Shaklda. 20.6 da plastinkaning tekis kuchlanish holati uchun v; \u003d const izolyatorlari oilasining diagrammasi ko'rsatilgan. Keling, elastiklik nazariyasi tenglamalaridan foydalanib, qanday qilib siljishlardan kuchlanishlarga o'tish mumkinligini ko'rsatamiz. Formulalar (20.5) shtammlarni hisoblash imkonini beradi. 20.6. Vertikal chiziq uchun siljish izolyatorlarining tajribada olingan oilasi bo'yicha deformatsiyalarni sonli aniqlash. Qisman hosilani (dv/dx)j=tgojjni (i - 1) va (/+ 1) nuqtalar orqali o'tkazilgan sekant qiyaligining tangensi sifatida hisoblaymiz. Koordinata y ga nisbatan hosila uchun xuddi shunday davom etib, tekis masalada sonli differentsiatsiyani (20.10) topamiz. Xuddi shunday, u \u003d const izolyatorlar oilasi bilan davom etamiz x va y koordinata o'qlariga parallel chiziqlar to'rini chizamiz. , (20.9) va (20.10) formulalarga muvofiq deformatsiya maydonini, so'ngra o'rganilayotgan modeldagi kuchlanish maydonini quring. Ortogonal to'rning tugun nuqtalari odatda izoliyalar bilan kesishish nuqtalariga to'g'ri kelmasligi sababli, tugunlardagi kuchlanish va kuchlanishlarni hisoblash uchun interpolyatsiya formulalari qo'llaniladi. Shaxsiy kompyuterlar uchun qurilmalar va tegishli dasturlar mavjud bo'lib, ular avtomatik rejimda izolyatorlar panjarasini qayta ishlashga imkon beradi. Keyinchalik, egilish plastinkasi bilan tajribani ko'rib chiqing, buning uchun vv = const burilish izoliyalari oilasi olingan (20.7-rasm, a). Plastinkalarni egish nazariyasida tekis kesimlar gipotezasiga o'xshab, to'g'ridan-to'g'ri normal gipoteza qo'llaniladi, unga ko'ra t chizig'i, ichiga kirish t,-i pozitsiyasi, tekis bo'lib qoladi (20.7-rasm, b). Keyin kichik og'ishlar uchun (px-dw/dx, (py-dwjdy) va koordinatasi z bo'lgan ixtiyoriy nuqtaning gorizontal tekisligidagi siljishlar dw v= -(pyz= -z -) bo'ladi. (20.11) Formulalarni (20.11) almashtirish ) ga (20.9) , biz 8 2 u * V "82w 8xdy 82w yxy \u003d -2z (20.12) - Z ey - r chiziqli qonun bo'yicha h plitasining qalinligi bo'yicha taqsimlangan xxy kuchlanishlarni olamiz (20.7-rasm). , v) Guk qonuni (20.8) boʻyicha maʼlum deformatsiyalar uchun (20.12) hisoblanishi mumkin.Bugʻish funksiyasining ikkinchi hosilalarini aniqlash uchun birinchi navbatda interpolyatsiya formulalari yordamida chiziqlarning ortogonal panjarasi tugunlaridagi burilish maydoni olinadi, uning bir qismi 20.8-rasmda ko'rsatilgan.Unda K nuqtadagi hosilalarni raqamli farqlash formulalari yordamida hisoblash mumkin:
