Факторы, влияющие на сопротивление усталости

1. Концентрация напряжений. В местах, где имеются резкие изменения размеров, отверстия, резьба, острые углы, возникают боль­шие местные напряжения (концентрация напряжений). В этих ме­стах возникают усталостные трещины, трещины разрастаются, и эо приводит к разрушению детали.

Местные напряжения значительно выше номинальных напряже­ний, возникающих в гладких деталях.

Влияние концентрации напряжений учитывается коэффициен­том Ка.

Ка — эффективный коэффициент концентрации напряжений, зависит от формы поверхности.

2. Размеры детали. В деталях больших размеров возможны внутренняя неоднородность, инородные включения, незаметные ми­кротрещины. Влияние размеров учитывается масштабным факто­ром Kd.

Kd — масштабный коэффициент, коэффициент влияния абсо­лютных размеров.

3. Характер обработки поверхности. Поверхность может быть шероховатой, покрытой следами от резца, т.е. ослабленной, а мо­жет быть усиленной специальными методами упрочнения: азотиро­ванием, поверхностной закалкой, цементацией. При отсутствии спе­циального упрочнения поверхностный коэффициент меняется от 0,6 до 1. Стильные кровати из бука и ясеня - кровати двуспальные.

При специальной обработке он может быть больше единицы: поверхность оказывается прочнее сердцевины.

КF — коэффициент влияния шероховатости;

Ку — коэффициент влияния упрочнения, Ку = 1,1 ÷ 2,8.

Одновременный учет действия всех факторов, понижающих пре­дел выносливости, можно провести с помощью коэффициента

.

Предел выносливости в расчетном сечении будет равен

.

Основы расчета на прочность при переменных напряжениях

Расчеты по нормальным и касательным напряжениям прово­дятся аналогично.

Расчетные коэффициенты выбираются по специальным табли­цам.

При расчетах определяют запасы прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Запас прочности по нормальным напряжениям: .

Запас прочности по касательным напряжениям: ,

где τа — амплитуда цикла нормальных напряжений; τа — ампли­туда цикла касательных напряжений.

Полученные запасы прочности сравнивают с допускаемыми. Представленный расчет является проверочным и проводится при конструировании детали.

Контрольные вопросы и задания

Изобразите графики симметричного и от нулевого циклов из­менения напряжений при повторно-переменных напряжениях.

Перечислите характеристики циклов, покажите на графиках среднее напряжение и амплитуду цикла. Что характеризует коэф­фициент асимметрии цикла?

Опишите характер усталостных разрушений.

Почему прочность при повторно-переменных напряжениях ниже, чем при постоянных (статических)?

Что называют пределом выносливости? Как строится кривая усталости?

Перечислите факторы, влияющие на сопротивление устало­сти.

Согласно определению плоскопараллельного движения, любая прямая, неизменно связанная с телом и перпендикулярная неподвижной плоскости I, движется поступательно. Это означает, что все точки этой прямой движутся одинаково (см. свойства поступательного движения). Поэтому вместо того, чтобы изучать движение всех точек объемного тела, достаточно изучить движение точек плоской фигуры

Механические свойства материалов Растяжение и сжатие. Продольные и поперечные деформации