Kirish
NBC himoya qo'shinlari jihozlarining moddiy qismini muvaffaqiyatli o'rganish uchun umumiy texnik fanlarni chuqur bilish kerak. Ko'pgina mashina qismlari ish paytida tsiklik stresslarga duchor bo'ladi. Shuning uchun kursantlar stress davrlarining parametrlari va turlari, hodisa va chidamlilik chegarasi haqida tasavvurga ega bo'lishlari kerak.
Shuning uchun ushbu ma'ruza materiali katta ahamiyatga ega. Ushbu ma’ruzaning maqsadi talabalarga siklik kuchlanishlarga oid asosiy atama va ta’riflarni berish, berilgan yuklama turidagi mustahkamlikka konstruksiya elementlarini hisoblash masalasini o‘rganishdan iborat.
Tsikl stresslar haqida tushuncha. Stress davrlarining parametrlari va turlari
Dinamik yuklar, muhim inertial kuchlarning yo'qligiga qaramasdan, strukturaviy elementlarga ta'sir qiluvchi davriy bir necha marta takrorlanadigan (tsiklik) yuklarni o'z ichiga oladi. Bunday yuklash ko'pgina muhandislik inshootlari uchun xosdir, masalan, o'qlar, vallar, novlar, buloqlar, biriktiruvchi novlar va boshqalar.
Qayta o'zgaruvchan yuk ostida materiallarning mustahkamligi ko'p jihatdan vaqt o'tishi bilan stresslarning o'zgarishi tabiatiga bog'liq.
- qiymatlari ma'lum vaqt (davr) dan keyin takrorlanadigan o'zgaruvchan tabiatga ega bo'lgan o'zgaruvchan yuk.Stress aylanishi- yuk o'zgarishining bir davridagi o'zgaruvchan kuchlanishlarning barcha qiymatlari yig'indisi.
Odatda, kuchlanish tsikli ikkita asosiy sikl parametrlari bilan tavsiflanadi: va - tsiklning maksimal va minimal kuchlanishlari.
O'rtacha aylanish kuchlanishi 
.
Amplitudali aylanish kuchlanishi 
.
Stress davrining assimetriya koeffitsienti.
Ro'yxatga olingan xususiyatlarning kattaligiga qarab, stress davrlarini quyidagi asosiy turlarga bo'lish mumkin:
Simmetrik sikl- maksimal va minimal kuchlanishlar teng mutlaq qiymat va qarama-qarshi belgida, R = -1.
Asimmetrik tsikl- maksimal va minimal kuchlanishlar mutlaq qiymat bo'yicha teng emas, assimetrik sikl esa belgi-o'zgaruvchan yoki belgi-doimiy bo'lishi mumkin.
o'zgaruvchan tsikl– maksimal va minimal kuchlanishlar mutlaq qiymatda teng emas va , , belgisida qarama-qarshi.
Doimiy belgi aylanishi– maksimal va minimal kuchlanishlar mutlaq qiymatda teng emas va bir xil , , belgisiga ega.
Nol (pulsatsiyalanuvchi) tsikl– maksimal yoki minimal kuchlanish nolga teng yoki , yoki .
Charchoq fenomeni. charchoq egri chizig'i. chidamlilik chegarasi
Amaliyot shuni ko'rsatadiki, vaqt bo'yicha kattaligi yoki kattaligi va belgisi bo'yicha tsiklik ravishda o'zgarib turadigan yuklar oqim kuchidan (yoki kuchlanish kuchidan) sezilarli darajada past bo'lgan kuchlanishlarda strukturaning buzilishiga olib kelishi mumkin. Bunday halokat "charchoq" deb ataladi. Materiallar takroriy davriy yuklarning ta'siri ostida "charchagan" ko'rinadi.
charchoq etishmovchiligi- takroriy o'zgaruvchan stresslar ta'sirida materialni yo'q qilish.
Moddiy charchoq- o'zgaruvchan kuchlanishlar ta'sirida materialdagi shikastlanishning bosqichma-bosqich to'planishi, materialda yoriqlar paydo bo'lishiga va yo'q qilinishiga olib keladi.
Chidamlilik materialning charchoq etishmovchiligiga qarshi turish qobiliyatidir.
Materiallarning charchashining jismoniy sabablari juda murakkab va hali to'liq tushunilmagan. Charchoq etishmovchiligining asosiy sabablaridan biri yoriqlarning shakllanishi va rivojlanishi hisoblanadi.
Charchoqning buzilishi mexanizmi ko'p jihatdan materiallarning haqiqiy tuzilishining heterojenligi bilan bog'liq (qo'shni metall donalarining o'lchami, shakli, yo'nalishi bo'yicha farq; turli xil qo'shimchalarning mavjudligi - cüruflar, aralashmalar; kristall panjara nuqsonlari, material yuzasi nuqsonlari - tirnalishlar, korroziya va boshqalar). Alohida qo'shimchalar chegaralaridagi va mikroskopik bo'shliqlar va turli nuqsonlar yaqinidagi o'zgaruvchan kuchlanishlarda ko'rsatilgan bir xillik bilan bog'liq holda, stress kontsentratsiyasi yuzaga keladi, bu ba'zi metall donalarining mikroplastik kesish deformatsiyasiga olib keladi, donalarning yuzasida sirpanish chiziqlari paydo bo'lishi mumkin. , va kesish to'planishi, ba'zi materiallarda mikroskopik tuberkullar va depressiyalar shaklida namoyon bo'ladi - ekstruziyalar va intruziyalar. Keyin mikrokrakalarga siljishlarning rivojlanishi, ularning o'sishi va birlashishi; oxirgi bosqichda bir yoki bir nechta makro yoriqlar paydo bo'ladi, ular juda intensiv rivojlanadi (o'sadi). Harakat ostida qirralarning yorilishi o'zgaruvchan yuk bir-biriga surting, va shuning uchun yoriq o'sish zonasi silliq (silliq) yuzaga ega. Yoriq o'sishi bilan qismning ko'ndalang kesimi tobora zaiflashadi va nihoyat, qismning to'satdan mo'rt sinishi sodir bo'ladi, mo'rt sinish zonasi esa mo'rt sinishdagi kabi yirik donali kristalli tuzilishga ega.
Charchoq egri chizig'i (Veller egri chizig'i) simmetrik tsikl bilan charchoq sinovlari natijalari asosida qurilgan. Bu shuni ko'rsatadiki, tsikllar sonining ko'payishi bilan materialni yo'q qilish sodir bo'ladigan maksimal stress sezilarli darajada kamayadi. Shu bilan birga, ko'pgina materiallar uchun, masalan, uglerod po'lati uchun shunday maksimal tsikl kuchlanishini o'rnatish mumkin, bunda namuna har qanday miqdordagi tsikllardan keyin (diagrammaning gorizontal qismi) yiqilmaydi, bu chidamlilik chegarasi ( ).
Chidamlilik chegarasi (charchoq) tsiklning maksimal (cheklovchi) stressi bo'lib, unda o'zboshimchalik bilan ko'p sonli tsikllardan keyin namunaning charchoq etishmovchiligi yo'q.
Sinovlarni cheksiz ravishda amalga oshirish mumkin emasligi sababli, tsikllar soni ma'lum bir chegara bilan cheklanadi, bu tsikllarning asosiy soni deb ataladi. Bunday holda, agar namuna tsikllarning asosiy soniga bardosh bersa (qora metallar uchun - N= 10 7), u holda undagi kuchlanish chidamlilik chegarasidan yuqori emas deb hisoblanadi.
Rangli metallar uchun charchoq egri chiziqlari gorizontal qismlarga ega emas, shuning uchun ular uchun tsikllarning asosiy soni uchun u ko'payadi. N= 10 8 va cheklangan chidamlilik chegarasi o'rnatiladi.
Haqiqiy tuzilmalarda qismlarning katta qismi assimetrik yuk ostida ishlaydi.
Diagramma yakuniy stresslar(Smit diagrammasi) kamida uchta yuklash rejimiga (uch nuqtada) qurilgan bo'lib, ularning har biri uchun chidamlilik chegarasi aniqlanadi.
Birinchi rejim (1-nuqta) odatiy nosimmetrik yuklanish davri ( , , , ).
Ikkinchi rejim (2-nuqta) assimetrik yuklanish davri bo'lib, odatda nolga teng ( , , , ).
Uchinchi rejim (3-band) oddiy statik cho'zish ( , ).
Olingan nuqtalar silliq chiziq bilan bog'langan, ularning ordinatalari materialning chidamlilik chegaralariga to'g'ri keladi. turli qiymatlar sikl assimetriya koeffitsienti.
Chegaraviy kuchlanish diagrammasining kelib chiqishi orqali burchak ostida o'tadigan nur bir xil assimetriya koeffitsienti bilan tsikllarni tavsiflaydi. R :
.
Diagramma cheklash amplitudalari(Haig diagrammasi) koordinatalarda chizilgan: tsiklning o'rtacha kuchlanishi - tsiklning amplitudasi (7-rasm). Shu bilan birga, uni qurish uchun kamida uchta rejim uchun charchoq sinovlarini o'tkazish kerak: 1 - nosimmetrik tsikl; 2 - nol tsikl; 3 - statik cho'zish.
Olingan nuqtalarni silliq egri chiziq bilan bog'lab, chegara amplitudalarining qiymatlari va tsikldagi cheklovchi o'rtacha kuchlanish qiymatlari o'rtasidagi munosabatni tavsiflovchi grafik olinadi.
Moddiy xususiyatlardan tashqari, charchoq kuchiga quyidagi omillar ta'sir qiladi: 1) stressni kontsentratorlarning mavjudligi; 2) masshtab koeffitsienti, ya'ni detalning mutlaq o'lchamlarining ta'siri (bu qismning o'lchami qanchalik katta bo'lsa, charchoq kuchi shunchalik past bo'ladi); 3) sirtni ishlov berish sifati (qismning sirt pürüzlülüğünün pasayishi bilan charchoq kuchi ortadi); 4) operatsion omillar (harorat, korroziya, yuklanish chastotasi, radiatsiya ta'siri va boshqalar); 5) turli texnologik usullar bilan qotib qolgan sirt qatlamining mavjudligi.
stress charchoq kuchi egri chizig'i
chidamlilik chegarasi(yoki ) bilan belgilanadi, bu erda R indeksi tsiklning assimetriya koeffitsientiga mos keladi. Masalan, nosimmetrik sikl uchun, nol sikl uchun (at ), doimiy sikl uchun belgilanadi.
Nosimmetrik tsikl uchun chidamlilik chegarasi sikllarning boshqa turlariga nisbatan eng kichiki, ya'ni.
Masalan, 
; 
.
chidamlilik chegarasi
Uzoq muddatli ishlash uchun mo'ljallanmagan qismlarni hisoblash uchun materialning ma'lum bir tsikllar soniga (N) bardosh bera oladigan eng yuqori kuchlanish qiymatini aniqlash kerak bo'ladi, uning qiymati asosiy qiymatdan (). Bunday holda, charchoq egri chizig'iga va ma'lum miqdordagi tsikllarga (N) ko'ra, tegishli stress (), deyiladi. cheklangan chidamlilik chegarasi.
Nosimmetrik sikl uchun chidamlilikning chegara omillari
Statik yuk ostida ishlaydigan qismning mustahkamligini baholashda, qism materialining mexanik xususiyatlari tajriba natijasida olingan namunaviy materialning mexanik xususiyatlari bilan to'liq aniqlanadi. Bu qism va namunaning shakli yoki o'lchamidagi farqni yoki boshqa farqlarni hisobga olmaydi.
Charchoq uchun qismni loyihalashda ushbu omillarni hisobga olish kerak. Nosimmetrik tsikldagi chidamlilik chegarasiga ta'sir qiluvchi eng muhim omillar kuchlanish kontsentratsiyasi, qismning kesimining mutlaq o'lchamlari va uning sirtining pürüzlülüğüdür. Bu yuqoridagi omillarning barchasi mikro yoriqlarning paydo bo'lishi va tarqalishiga yordam berishi bilan osonlik bilan izohlanadi.
Stress kontsentratsiyasining ta'siri
Pastki kesmalar yaqinida, teshiklarning chetlarida, novda shakli o'zgargan joylarda, kesilgan joylarda va hokazo. materiallarning qarshiligi uchun odatiy formulalar yordamida hisoblangan nominal kuchlanishlarga nisbatan keskin o'sish bor. Bunday hodisa deyiladi stress kontsentratsiyasi, va stresslarning sezilarli darajada oshishiga sabab bo'lgan sababdir stress konsentratori.
Ko'tarilgan kuchlanishlarning tarqalish zonasi sof mahalliy xususiyatga ega, shuning uchun bu stresslar ko'pincha mahalliy deb ataladi.
Vaqt bo'yicha o'zgaruvchan bo'lgan stresslarda namunadagi stress konsentratorining mavjudligi chidamlilik chegarasining pasayishiga olib keladi. Bu stress kontsentratsiyasi zonasida kuchlanishlarning bir necha marta o'zgarishi yoriqning shakllanishiga va keyingi rivojlanishiga olib kelishi bilan izohlanadi, keyinchalik namunaning charchoq etishmovchiligi.
Stress kontsentratsiyasining namunaning charchoqqa chidamliligini kamaytirishga ta'sirini baholash uchun materialning stress kontsentratsiyasiga sezgirligini hisobga olgan holda, standartning chidamlilik chegarasining nisbati bo'lgan samarali kontsentratsiya koeffitsienti tushunchasi kiritiladi. stress kontsentratsiyasi bo'lmagan namuna, stress konsentratsiyasi bo'lgan namunaning charchoq chegarasigacha: 
(yoki 
).
Kesmaning mutlaq o'lchamlarining ta'siri
Namunalarning kesimlari hajmining oshishi bilan, chidamlilik chegarasining pasayishi. Bu ta'sir kesmaning mutlaq o'lchamlarining ta'sir koeffitsienti bilan hisobga olinadi (ilgari bu koeffitsient shkala omili deb ataladi). Ko'rsatilgan koeffitsient d diametrli silliq namunalarning chidamlilik chegarasining diametri 7,5 mm ga teng bo'lgan silliq standart namunaning chidamlilik chegarasiga nisbatiga teng: 
(yoki 
).
Sirt pürüzlülüğü
Qismning sirtini ishlov berish chidamlilik chegarasiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Buning sababi shundaki, qismning sirtini qo'polroq ishlov berish stressni kontsentratorlar uchun qo'shimcha joylarni yaratadi va shuning uchun mikro yoriqlar paydo bo'lishi uchun qo'shimcha sharoitlarga olib keladi.
Materiallarning charchoq kuchini tavsiflovchi asosiy parametr, ya'ni. takroriy o'zgaruvchan yuklar ostida kuch, hisoblanadi chidamlilik chegarasi R- tsikl kuchlanishining maksimal mutlaq qiymati, bunda materialning charchoq buzilishi hali asosiy raqamga to'g'ri kelmaydi. N da yuklash davrlari. Asosiy uchun, ya'ni. sinov paytida ko'rsatilgan ko'chadan eng ko'p soni qora metallar uchun 10 7 yuklash davrlari olinadi, va rangli uchun - 10 8 . Chidamlilik chegarasini belgilashdagi indeks sinov paytida kuchlanish davrining assimetriya koeffitsientiga mos keladi. Demak, simmetrik sikl uchun chidamlilik chegarasi y-1 bilan, nol sikl uchun esa y 0 bilan belgilanadi. Materialning chidamlilik chegarasi sinov mashinalarida charchoq uchun namunalarni sinash orqali aniqlanadi. Eng keng tarqalgani namunalarni nosimmetrik kuchlanish aylanishi ostida sinovdan o'tkazishdir. Bükme uchun namunalarni sinovdan o'tkazish uchun o'rnatish sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 5. 1-namuna qisqich 2 bilan birgalikda doimiy burchak tezligida aylanadi. Namuna oxirida kuch bilan yuklangan rulman 3 mavjud F doimiy yo'nalish. Namuna nosimmetrik tsikl bilan egilish deformatsiyasiga duchor bo'ladi. Maksimal stresslar eng xavfli bo'limda namuna yuzasida sodir I - I va y = M va / W sifatida belgilangan, qaerda M va = F ?? - kesimdagi egilish momenti; W \u003d 0.1d 3 - namunaning kesimining neytral o'qiga nisbatan qarshilik momenti, diametrli doira d. Nuqtadagi taqdim etilgan holatda LEKIN qisish kuchlanishlari ta'sir qiladi, chunki namuna yuqoriga qavariq bilan egiladi. Nuqtani 180 ° ga aylantirgandan so'ng LEKIN bir xil kattalikdagi bosim kuchlanishlari harakat qiladi, ya'ni. -y. Neytral o'qdan o'tayotganda, nuqtadagi kuchlanish LEKIN nolga teng bo'ladi.
Tsikl kuchlanishlarining turli qiymatlarida bir xil namunalarning charchoq buzilishini sinovdan o'tkazish orqali maksimal kuchlanish y va ishlamay qolishgacha bo'lgan davrlar soni (tsikl muddati N) o'rtasidagi munosabatni tavsiflovchi grafik tuziladi. Bu qaramlik (6-rasm) deyiladi charchoq egri chizig'i yoki Weller egri chizig'i, uni birinchi qurgan nemis olimi sharafiga. Koordinatalarda charchoq egri chizig'ini qurish da maks -N kamida 10 ta bir xil namunalar talab qilinadi, buning uchun qat'iy talablar o'lchov aniqligi, sirt pürüzlülüğü. Namunalarning birinchisi kuch bilan yuklanadi F Shunday qilib, 1-da tsiklning maksimal kuchlanishi materialning yakuniy kuchidan bir oz kamroq edi (1-da).< у u) и испытывают до разрушения, отмечая (рис. 6) точку LEKIN koordinatalari y 1 va yo'q qilish davrlari soni bilan N 1 .
Ikkinchi namuna unda kuchlanish hosil qilish orqali sinovdan o'tkaziladi da 2 birinchisiga qaraganda kamroq (2 da< у 1) образце. Число циклов до разрушения этого образца будет N 2 (N 2 > N 1). Grafikdagi nuqtani belgilang DA koordinatalari bilan da 2 , N 2 . Sinovdan o'tgan namunalardagi maksimal tsikl kuchlanishini bosqichma-bosqich kamaytirish orqali sinovlar namunalar yo'q qilinmaguncha, ulardan biri asosiy raqamga tushmaguncha amalga oshiriladi. N da yuklash davrlari. Nuqtalarni silliq chiziq bilan ketma-ket ulash orqali LEKIN, DA, FROM, …, namunalarni sinovdan o'tkazish paytida qurilgan, biz charchoq egri chizig'ini olamiz. Asosiy raqamga mos keladigan kuchlanish N da tsikllar va chidamlilik chegarasi mavjud da- 1 eguvchi material. Boshqa sinov mashinalarida, egilish sinoviga o'xshab, materialning chidamlilik chegaralari burilish paytida (f - 1), kuchlanish - siqish paytida (y - 1r) aniqlanadi. Ko'pgina materiallar uchun egilish, burilish va kuchlanish-siqilishdagi chidamlilik chegaralari orasidagi nisbatlar eksperimental tarzda o'rnatildi. Masalan, po'latlar uchun f-1 = 0,55y-1; y-1p = 0,7y-1. Barcha metallar uchun nosimmetrik yuklanish tsikli ostida chidamlilik chegarasi, juda egiluvchan (mis, tijorat temir) bundan mustasno, elastik chegaradan kamroq, yuklanish chastotasining oshishi bilan u biroz ortadi.
Adabiyotda turli materiallar va namunalarning charchoq egri chiziqlarini tavsiflovchi o'nlab tenglamalar taklif qilingan. Muhandislik hisob-kitoblarida ko'pincha charchoq egri chizig'ining quvvat tenglamasi qo'llaniladi
y m N = const, (10)
qayerda N- tsiklning maksimal kuchlanishida muvaffaqiyatsizlikka uchragan davrlar soni; m- materialga, namuna parametrlariga qarab eksponent, metallar uchun m = 5 ... 10.
Ko'pincha, mahsulotlarning xizmat qilish muddati, ayniqsa bir martalik maxsus foydalanish, cheklangan, ish paytida N yuklash davrlari soni bazadan kamroq (N)< N у). Уравнение (10)позволяет при расчетах таких изделий на усталостную прочность определять предельно максимальные напряжения в циклах или ограниченный предел выносливости da- 1N berilgan tsikllar soniga mos keladi N yuklash
N \u003d N y (y- 1 / y- 1N) m , (12)
miqdorlar qaerda da- 1 , N da , m materiallar bo'yicha ma'lumotnoma ma'lumotlaridan olingan. (11) va (12) tenglamalardan foydalanish faqat charchoqning fizikasi va mexanizmi saqlanib qolgan holda o'zgarmagan taqdirdagina mumkin. mexanizmi yuqori tsikldagi charchoq. Yuqori tsiklli charchoqning sodir bo'lishi kafolatlanadi, agar muvaffaqiyatsizlikka qadar tsikllar soni kamida 10 4 bo'lsa, ya'ni. N? 10 4 .
Materiallarning charchoqqa chidamlilik xususiyatlarini charchoq sinovi orqali aniqlash sinov natijalarining uzunligi va sezilarli darajada tarqalishi tufayli mashaqqatli va qimmat jarayondir. Statik yuk ostida materialning mexanik xususiyatlarining kattaligiga chidamlilik chegarasi qiymatlarini taxminiy baholashning empirik bog'liqliklari izlanadi. Shunday qilib, uglerod po'lati uchun nosimmetrik yuklash davri bilan bükmedagi chidamlilik chegarasining qiymati y-1 = (0,4 ... 0,45) y ut ; rangli metallar uchun y- 1 = = (0,24 ... 0,5) y ut , bu erda da ut- materialning cho'zilish kuchi.
Tajribalar shuni ko'rsatadiki, materialning chidamlilik chegarasining qiymati ko'p jihatdan ekstremal qiymatlar orasidagi nisbatga bog'liq. R maks va p min kuchlanishni o'zgartirish. Agar bu qiymatlar kattalikda teng bo'lsa R a va belgisi qarama-qarshidir (14.1-rasm), unda biz bor nosimmetrik tsikl, bunda chidamlilik chegarasi eng past bo'ladi.
Guruch. 14.1
Agar + ichida simmetrik tebranuvchiga qo'shsak R a va - R a kuchlanish ham doimiy kuchlanishdir R m (14.2-rasm), keyin biz ishni olamiz assimetrik tsikl; bu holda chidamlilik chegarasi nosimmetrik tsiklga qaraganda yuqori.
Balanssiz aylanish uchun kuchlanish haddan tashqari R maks va p min bo'ladi (14.2-rasm):
R maks = p m + p a va p min = p m - p a ;
o'z navbatida
Kuchlanishi R t siklning o'rtacha kuchlanishi deb ataladi va R a - tsikldagi kuchlanish tebranishlarining amplitudasi. Munosabat deyiladi sikl xususiyatlari. Nosimmetrik tsikl bilan R t = 0, p min = -p maks va r=-1; doimiy statik kuchlanishda R a = 0, p min =p maks va r= +1; agar p min =0, keyin va r = 0. Bu erda assimetrik sikllarga misollar keltirilgan:
Voltaj tebranishlari amplitudasining kattaligini ikki baravar oshiring R a
siklning "oraliqligi" deb ataladi.
Har qanday o'zgaruvchan kuchlanish tsikli uchun chidamlilik chegarasining qiymati bilan belgilanadi R, yoki pastda tegishli sikl xarakteristikasini ko'rsatuvchi belgi bilan. Shunday qilib, p -1 - xarakteristikaga ega simmetrik tsikl uchun chidamlilik chegarasi r=-1, p 0,2 - xarakteristikaga ega bo'lgan assimetrik tsikl uchun chidamlilik chegarasi r= +0,2 va boshqalar.
Eng katta qiziqish nosimmetrik uchun chidamlilik chegarasining qiymatini aniqlashdir ( R m= 0) eng kichik tsikl sifatida. Bu qiymat egilish deformatsiyasi, eksenel deformatsiya (kuchlanish va siqilish) va buralish holatlari uchun boshqacha bo'lib chiqadi.
Bükmedagi chidamlilik chegarasini aniqlash uchun aylana kesmaning namunasi rulmanlar orqali yoki konsol sifatida - oxirida kuch bilan yoki menteşeli nur sifatida - nosimmetrik joylashgan teng kuchlar bilan yuklanadigan mashinalar qo'llaniladi; namuna taxminan 2000-3000 rpm tezlikda aylanadi. Har bir inqilob bilan, eng zo'riqish joylarida namunaviy material eng yuqori siqilishdan bir xil eng yuqori kuchlanishgacha va aksincha, nosimmetrik kuchlanish o'zgarishlarini boshdan kechiradi. Namuna tomonidan sinovdan o'tgan davrlar soni uning aylanishlari soni bilan belgilanadi N, maxsus hisoblagich bilan belgilangan.
Namunalarga mahalliy zo'riqishlar ehtimoli bundan mustasno, juda silliq konturli shakl beriladi. Chidamlilik chegarasini aniqlash tajribasi quyidagicha. Tekshirilgan materialning namunalari partiyasi 6-10 dona miqdorida tayyorlanadi; namunalar ketma-ket raqamlangan: 1, 2, 3…
Birinchi namuna mashinaga joylashtiriladi va eng yuqori normal kuchlanishning ma'lum bir qiymatiga ega bo'ladigan tarzda yuklanadi; bu qiymat odatda materialning valentlik kuchining 0,5-0,6 ga teng olinadi; keyin mashina ishga tushadi va namuna aylanadi, sinovdan o'tkaziladi o'zgaruvchan kuchlanishlar+" dan -" gacha tanaffus sodir bo'lguncha. Ayni paytda maxsus qurilma motorni o'chiradi, mashina to'xtaydi va aylanish hisoblagichi tsikllar sonini ko'rsatadi. N Stress ostida namunani sindirish uchun 1 talab qilinadi ".
Ikkinchi namuna bir xil tartibda kuchlanishda sinovdan o'tkaziladi ", kichikroq", uchinchisi - kuchlanishda ""<", 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.
Tajribalar shuni ko'rsatdiki, agar po'lat namunasi 1010 6 tsikldan keyin qulab tushmagan bo'lsa, u holda u deyarli cheksiz miqdordagi tsikllarga bardosh bera oladi (10010 6 - 20010 6). Shuning uchun, ma'lum bir po'lat navi uchun chidamlilik chegarasini aniqlashda, agar namuna tajribaga ega bo'lsa, tajriba to'xtatiladi.
1010 6 tsikl va buzilmadi. Ba'zi hollarda, sinov paytida, ular 510 6 dan kam bo'lmagan, biroq, ko'chadan kichik chegara soni bilan cheklangan.
Rangli metallar uchun bunday bog'liqlik yo'q va namuna berilgan kuchlanishdagi juda ko'p sonli belgilar o'zgarishiga bardosh bera oladimi yoki yo'qligini bilish uchun 20010 6 va hatto 50010 6 tsiklgacha berish kerak. Bunday holda, stress belgisi o'zgarishlarining ma'lum bir sonida tanaffusning yo'qligiga mos keladigan shartli chidamlilik chegarasi haqida gapirish mumkin - 1010 6, 3010 6 va hokazo.
Chidamlilik chegarasining son qiymatini topish uchun olingan natijalar grafik tarzda qayta ishlanadi. 14.3-rasm va 14.4-rasmda bunday ishlov berishning ikkita usuli ko'rsatilgan. Ulardan birinchisida, ordinata o'qi bo'ylab, miqdorlar ", ",. .., va abscissa bo'ylab N 1 , N 2 va boshqalar. Hosil bo'lgan egri chiziqqa (asimptotalarga) gorizontal tangensning ordinatasi chidamlilik chegarasiga teng bo'ladi. Ikkinchi chizmada x o'qi teng qiymatlarni chizadi. Bunday holda, chidamlilik chegarasi ordinata o'qi bo'ylab hosil bo'lgan egri chiziqning davomi bilan kesilgan segment sifatida aniqlanadi, chunki koordinatalarning kelib chiqishi mos keladi. N=. Hozirgi vaqtda ikkinchi usul keng tarqalgan.
Xuddi shunday, eksenel kuchlar (kuchlanish va siqish) va buralish uchun chidamlilik chegarasi aniqlanadi; Buning uchun maxsus sinov mashinalari (pulsatorlar va boshqalar) ham qo'llaniladi.
Hozirgi vaqtda turli materiallarning chidamlilik chegarasini aniqlash uchun juda ko'p miqdordagi eksperimental natijalar olingan.O'tkazilgan tadqiqotlarning aksariyati mashinasozlikda eng ko'p ishlatiladigan material sifatida po'latga tegishli. Ushbu tadqiqotlar natijalari shuni ko'rsatdiki, chidamlilik chegarasi barcha turdagi po'lat faqat oxirgi kuchlanish kuchining kattaligi bilan ko'proq yoki kamroq aniq munosabat bilan bog'langan c. Prokat va zarb qilingan materiallar uchun egilish holatida nosimmetrik tsikl uchun chidamlilik chegarasi 0,40 dan 0,60 V gacha; quyish uchun bu nisbat 0,40 dan 0,46 gacha.
Shunday qilib, amaliyot maqsadlari uchun etarli aniqlik bilan xavfsizlik chegarasi po'latning barcha navlari uchun qabul qilinishi mumkin
Agar po'lat namunasi duchor bo'lsa eksenel nosimmetrik tsikldagi kuchlar (muqobil kuchlanish va siqilish), keyin mos keladigan chidamlilik chegarasi, tajribalar shuni ko'rsatadiki, egilishdan past bo'ladi; bu chidamlilik chegaralari orasidagi nisbat, tajribalar ko'rsatganidek, 0,7 ga teng bo'lishi mumkin, ya'ni. .
Bu pasayish kuchlanish va siqilish vaqtida butun uchastkaning bir xil kuchlanishlarga duchor bo'lishi bilan izohlanadi; egilishda eng katta stresslar faqat eng tashqi tolalarda paydo bo'ladi; materialning qolgan qismi zaifroq ishlaydi va shuning uchun charchoq yoriqlarini shakllantirish biroz qiyinroq; bundan tashqari, amalda har doim eksenel yukning ba'zi eksantrikligi mavjud.
Nihoyat, nosimmetrik tsikl uchun buralishda kesish kuchlanishlari uchun chidamlilik chegarasi egilish chidamliligi chegarasining o'rtacha 0,55 ni tashkil qiladi. Shunday qilib, nosimmetrik tsikl bilan po'lat uchun
Ushbu ma'lumotlar kuch sinovlari uchun hisoblash formulalari uchun asos sifatida ishlatilishi mumkin.
Rangli metallar uchun biz chidamlilik chegarasi va kuchlanish kuchi o'rtasida kamroq barqaror munosabatlarga egamiz; tajribalar beradi
= (0,24 0,50) c.
Yuqoridagi munosabatlardan (14.1) foydalanilganda shuni yodda tutish kerakki, berilgan material uchun chidamlilik chegarasi juda ko'p sonli omillarga bog'liq bo'lgan xususiyatdir; ma'lumotlar (14.1) nisbatan namunalar bilan tajribalarga ishora qiladi kichik diametri(7-10 mm) sayqallangan sirt va kesma shaklida keskin o'zgarishlarning yo'qligi bilan.
Materialning o'zgaruvchan kuchlanishlarning takroriy ta'sirini sezish qobiliyati chidamlilik deb ataladi va bunday kuchlanishlar ta'sirida strukturaviy elementlarning mustahkamligini tekshirish chidamlilikni hisoblash (yoki charchoq kuchini hisoblash) deb ataladi.
O'zgaruvchan stresslarda mustahkamlikni hisoblash uchun zarur bo'lgan materialning mexanik xususiyatlarini olish uchun maxsus chidamlilik (charchoq) sinovlari o'tkaziladi. Ushbu testlar uchun mutlaqo bir xil namunalar seriyasi tayyorlanadi (kamida 10 dona).
Eng keng tarqalgan sinovlar nosimmetrik kuchlanish aylanishi ostida sof egilish uchundir; ular quyidagi tartibda amalga oshiriladi.
Birinchi namunada, maxsus mashinadan foydalangan holda, kuchlanish davrlari yaratiladi, ular etarlicha katta (materialning yakuniy kuchidan bir oz kamroq) olingan kuchlanish qiymatlari bilan tavsiflanadi, shuning uchun namunaning yo'q qilinishi nisbatan kichik tsikllardan keyin sodir bo'ladi. . qabul qilingan shkala bo'yicha) namunaning yo'q qilinishiga sabab bo'lgan davrlar soni va ordinata - kuchlanish qiymati (5.15-rasm).
Keyin yana bir namuna stress ostida ishlamay qolishi uchun sinovdan o'tkaziladi, bu namunaning sinov natijasi grafikda nuqta bilan tasvirlanadi. Xuddi shu seriyadagi qolgan namunalarni sinovdan o'tkazish, IV, V, va hokazo nuqtalar xuddi shunday tarzda olinadi. tajribalar natijasida olingan silliq egri chiziqning nuqtalari, charchoq egri chizig'i yoki nosimmetrik davrlarga mos keladigan Wöhler egri chizig'i (5.15-rasm) olinadi.
Xuddi shunday, assimetriya koeffitsientining boshqa qiymatlari bilan tsikllarga mos keladigan charchoq egri chiziqlarini olish mumkin.
Yagona yuklanish ta’sirida materialning nobud bo‘lishi unda yuzaga keladigan kuchlanishlar maksimal kuchga teng bo‘lgan vaqtda sodir bo‘ladi.Shuning uchun charchoq egri chiziqlari ordinatalar atakslariga teng bo‘ladi.
Chidamlilik egri chizig'i (5.15-rasm) tsikllar sonining ko'payishi bilan materialning vayron bo'lgan maksimal kuchlanishining kamayishini ko'rsatadi. Past yoki o'rta uglerod uchun charchoq egri chizig'i, shuningdek, qotishma po'latning ayrim navlari uchun gorizontal asimptotaga ega. Shuning uchun, R assimetriya koeffitsientining berilgan qiymatida va ma'lum bir qiymatdan past bo'lgan maksimal kuchlanishda, tsikllar soni qanchalik ko'p bo'lishidan qat'i nazar, material muvaffaqiyatsiz bo'lmaydi.
O'zboshimchalik bilan ko'p sonli tsikllardan keyin ma'lum bir material namunasining charchoq etishmovchiligi bo'lmagan eng yuqori (cheklovchi) maksimal tsikl stressi chidamlilik chegarasi deb ataladi. Shunday qilib, chidamlilik chegarasi charchoq egri chizig'i asimptotasining ordinatasiga teng. U jahannam deb belgilangan; nosimmetrik tsikl bilan, assimetriya koeffitsienti va ushbu tsikl davomida chidamlilik chegarasi belgilanadi (5.15-rasmga qarang).
Ko'rinib turibdiki, namunani sinovdan o'tkazishda bir xil kuchlanish tsiklini cheksiz ko'p marta takrorlash mumkin emas, ammo bu shart emas. Ba'zi materiallar (past va o'rta uglerodli po'lat va boshqalar) uchun ma'lum miqdordagi aylanishlardan keyin (bir necha millionga teng) charchoq egri chizig'ining ordinatalari atakslari deyarli o'zgarmaydi; shuning uchun bir xil maksimal kuchlanishlar charchoq egri chizig'idagi tsikllar soniga, hatto bir necha barobar ko'pligiga to'g'ri keladi. Shu munosabat bilan, tsikllar soni (materialni chidamlilik uchun sinovdan o'tkazishda) ma'lum bir chegara bilan cheklanadi, bu tsikllarning asosiy soni deb ataladi. Agar namuna tsikllarning asosiy soniga bardosh bersa, undagi stress chidamlilik chegarasidan yuqori emas deb hisoblanadi. Po'lat va quyma temir uchun aylanishlarning asosiy soni 107 ga teng deb hisoblanadi.
Nosimmetrik tsikldagi po'lat uchun chidamlilik chegarasi kuchlanish kuchidan bir necha baravar kam (xususan, uglerod po'lati uchun 00.430).
Rangli metallar va qotishmalar va ba'zi qotishma po'latlar uchun charchoq egri chiziqlari gorizontal asimptotaga ega emas va shuning uchun bunday materiallar nisbatan past kuchlanishlarda ham etarlicha ko'p miqdordagi tsikllar bilan muvaffaqiyatsiz bo'lishi mumkin.
Shuning uchun, bu materiallar uchun chidamlilik chegarasi tushunchasi shartli. Aniqrog'i, ushbu materiallar uchun faqat cheklangan chidamlilik chegarasi kontseptsiyasidan foydalanish mumkin, bu tsiklning ma'lum (asosiy) sonida namuna hali yo'q qilinmagan maksimal (mutlaq qiymatda) tsikl stressining maksimal qiymati. . Ko'rib chiqilayotgan hollarda tsikllarning asosiy soni juda katta - gacha olinadi.
O'zgaruvchan kuchlanishlar yuzaga keladigan strukturaviy elementning ishlash muddati cheklangan hollarda, maksimal kuchlanishlar chidamlilik chegarasidan oshib ketishi mumkin; ular, shu bilan birga, hisoblangan elementning ishlashi davomida tsikllar soniga mos keladigan cheklangan chidamlilik chegarasidan oshmasligi kerak.
Shuni ta'kidlash kerakki, namunaning markaziy kuchlanish-siqish uchun chidamlilik chegarasi simmetrik egilish davri uchun chidamlilik chegarasining taxminan 0,7-0,9 ni tashkil qiladi. Bu egilish vaqtida kesmaning ichki nuqtalari tashqi nuqtalarga qaraganda kamroq kuchlanishga ega bo'lishi va markaziy kuchlanish-siqish paytida kuchlanish holati bir xil bo'lishi bilan izohlanadi. Shuning uchun, bükme paytida, charchoq yoriqlarining rivojlanishi kamroq intensiv ravishda sodir bo'ladi.
Po'lat uchun nosimmetrik burilish davri uchun charchoq chegarasi o'rtacha 0,58 ni tashkil qiladi (simmetrik egilish davri uchun charchoq chegarasining 58%).
