ТОП 10:

Факторы, влияющие на предел выносливости .



Практика использования деталей, работающих при переменных напряжениях, показала, что основными факторами, влияющими на их предел выносливости, являются:

а) форма детали;

б) размер детали;

в) состояние поверхности детали и характер термообработки.

Стандартный цилиндрический образец диаметром 7-10 мм с полированной поверхностью назовем эталоном. Будем считать, что предел выносливости эталона для какого-либо вида нагружения и цикла изменения напряжений характеризует именно тот материал, из которого он изготовлен. Для конкретной детали предел выносливости отличается от предела выносливости эталона. Это учитывается введением поправочных коэффициентов.

Учет формы детали. Общая тенденция – чем сильнее деталь отличается по форме от эталона, тем ниже ее предел выносливости. Это учитывается с помощью специального коэффициента kσ, называемого коэффициентом концентрации напряжений. Он снижает предел выносливости конкретной детали. Основной причиной этого является наличие концентраторов напряжений в сложных по форме деталях, например в местах резкого изменения диаметров, различного вида проточек, буртиков и т.д.

В аналитическом виде это описывается следующей зависимостью:

 

σRк = σR/ kσ

 

где: σR–предел выносливости эталона,

kσ–коэффициент концентрации напряжений (kσ>1);

σRк–предел выносливости детали;

R–коэффициент асимметрии цикла (для симметричного цикла R= -1; отнулевого R=0).

Учет размеров детали. Чем деталь больше по размеру, тем ее предел выносливости меньше. Это влияние учитывается с помощью специального масштабного коэффициента βм, который снижает предел выносливости конкретной детали по сравнению с эталоном.


Основная причина этого явления - наличие в большей по размерам детали большего количества дефектов. В аналитическом виде это описывается следующей формулой:

 

σRм = σR/ βм

 

где: βм–масштабный коэффициент (βм>1),

σRм–предел выносливости детали.

Учет состояния поверхности детали. Чем поверхность детали более грубая, тем предел выносливости ее меньше. Это влияние учитывается с помощью специального коэффициента состояния поверхности βп,который уменьшает предел выносливости конкретной детали, если чистота обработки ее поверхности ниже, чем у эталона. Такая зависимость связана с тем , что усталостные трещины, как правило, начинаются от поверхности детали. Следовательно, ее состояние оказывает существенное влияние на развитие явления усталости при действии переменных напряжений. Риски от грубой механической обработки делают форму детали более сложной, они являются концентраторами напряжений и, следовательно, уменьшают предел выносливости.

В аналитическом виде это влияние описывается следующей формулой

:

σRп = σR/ βп

где: βп–коэффициент состояния поверхности (βп>1,

σRп–предел выносливости детали с данным качеством поверхности.

Совместное влияние всех перечисленных факторов может быть представлено соотношением:

 

Кσ д = kσ βм βп

где: Кσ д коэффициент снижения предела выносливости детали, учитывающий влияние всех рассмотренных факторов.

Окончательно для вычисления предела выносливости детали получим следующее выражение:

σRдет. = σR / Кσ д


Библиографический список

Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. - М.: Высшая школа, 1995.

Аркуша А.И. Техническая механика. - М.: Высшая школа, 1989.

Буланов Э.А. Решение задач по сопротивлению материалов. - М.: БИНОМ, 2005.

Варданян Г.С., Андреев В.И., Атаров Н.М., Горшков А.А. Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности. - М.: АСВ, 1995.

Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. - М.: Высшая школа, 1989.

Иосилевич Г.Б., Лебедев П.А., Стреляев B.C. Прикладная механика. - М.: Машиностроение, 1985.

Ицкович Г.М. Сопротивление материалов. - М.: Высшая школа, 1998.

Ицкович Г.М., Минин Л.С., Винокуров А.И. Руководство к решению задач по сопротивлению материалов. - М.: Высшая школа, 1999.

Осоцкий В.М. (ред.) Прикладная механика. - М.: Машиностроение, 1997.

Степин П.А. Сопротивление материалов. - М.: Высшая школа, 2000.

Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. - М.: Изд-во МГТУ, 2000.

Шинкин В.Н. Сопротивление материалов. Простые и сложные виды деформаций. – М.: МИСиС, 2008.

Эрдеди А.А., Медведев Ю.А., Эрдеди Н.А. Техническая механика. - М.: Высшая школа, 1991.


[1] Французский ученый Пуассон (Poisson) Сименон Дени (1781-1840) известен своими трудами в математике, механике и физике. В 1926 г. был избран иностранным почетным членом Петербургской Академии наук.

[2] Юнг (Young) Томас (1773-1829) английский ученый , один из основоположников волновой теории света. Ввел модуль упругости, названный его именем. Труды по акустике, астрономии, расшифровке египетских иероглифов.

[3] Гук (Hooke) Роберт (1635-1703) английский естествоиспытатель, разносторонний ученый и эксперимента-тор. В 1660 году открыл закон, названный его именем. Усовершенствовал микроскоп и установил клеточное строение некоторых растительных тканей, ввел термин «клетка», совместно Х.Гюйгенсом установил постоянные точки термометра.







Последнее изменение этой страницы: 2017-02-07; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.235.22.210 (0.004 с.)