Оглавление:
Прочность при переменных нагрузках
- Прочность переменной нагрузки. Под действием переменных напряжений в металлах、 Рис, 272. Трещины по внешнему виду напоминают хрупкие трещины: Трещины развиваются в пластическом материале, трещины возникают без выраженной пластической деформации.
Максимальная величина напряжений в этом случае может быть значительно ниже предела прочности при растяжении и ниже предела текучести, если число циклов изменения напряжений достаточно велико, типичным примером изделия из-за усталости является ось вращения. Представьте себе горизонтально расположенный вал с насаженным тяжелым маховиком.
Вес маховика создает напряжение изгиба на валу, нижние волокна растягиваются, а верхние волокна сжимаются. Но когда вал Людмила Фирмаль
вращается, между каждым вращением один и тот же материальный элемент находится в сжатой зоне, а затем в растянутой зоне, значение напряжения в каждой точке рассчитывается как синусоида. Есть много подобных примеров, хотя примеры, которые считаются произведенными весом маховика, не типичны. Вал шестерни
изогнут, например, силой давления зуба шестерни, направление этой силы инвариантно в космосе, поэтому напряжение тока также переменно. Если принять во внимание, что напряжение изменяется в симметричном цикле, и абсолютная теория интенсивности 414[гл. XVII Величина сжимающего напряжения равна величине растягивающего напряжения. Во многих деталях машины можно
- считать, что цикл изменения напряжений происходит асимметрично, а примерно — (от среднего напряжения цикла). Переменная часть напряжения не должна быть изменена синусоидально, вместо этого в функцию sin® / 2l f®можно ввести любую периодическую функцию в периоде., Наиболее распространенным методом испытания на усталость является испытание на переменный изгиб. Соответствующая технология была создана Велером (1870), который опубликовал первые данные по экспериментальному изучению усталости. С некоторыми
изменениями эта технология теперь используется. Образец с круглым поперечным сечением зажимается на шпинделе, на другом конце образца размещается подшипник, на котором подвешен груз. Шпиндель приводится в движение поочередно. Таким образом, образец представляет собой балку, зажатую одним концом и нагруженную сосредоточенной силой на другом свободном конце. Максимальное напряжение вычисляется по формуле теории. Согласно предпосылке эластичной работы материала, испытание продолжается до тех пор пока образец не будет разрушен, и на этапе разрушения, счетчик скорости повернут автоматически.
Испытание повторяется при различных напряжениях, и результаты Людмила Фирмаль
представлены в виде так называемых кривых Велера(рис. 273). Вдоль продольной оси напряжение осаждается вдоль абсциссы цикла N, в котором происходит разрушение. Эта кривая имеет горизонтальную асимптоту, и в количестве циклов порядка 6-7-10′ она фактически достигает асимптоты. Это означает, что дальнейшее увеличение числа циклов не приведет к разрушению. Ордината асимптоты называется пределом прочности материала, и определение этой величины является задачей исследования. В частности, уточнен предел выносливости при построении диаграммы Велера
в полулегарифмической координате. Если вы хотите отсортировать рисунок. Как показано на рисунке 273. 274, если поставить логарифм числа циклов N на горизонтальную ось, то она будет состоять из второй строки, причем вторая строка будет практически горизонтальной. Ее вертикальное сиденье-О. Для цветных металлов(например, алюминия) кривая усталостной прочности не имеет асимптот и, по-видимому, не имеет прочности при
переменной нагрузке [185]415.- В таких случаях предел выносливости определяется как напряжение, при котором материал фиксируется, достаточно хорошо, чтобы выдержать большое количество циклов. Описанная схема испытания на усталость является не единственной. Существует машина для испытания на усталость при изгибе, в которой рабочая часть образца находится в условиях чистого изгиба, образец поддерживается на обоих концах, а балочная конструкция нагружается двумя симметрично расположенными
силами. При определении предела выносливости необходимо учитывать тот факт, что эксперимент показывает значительный разброс, и экспериментальные точки находятся не на кривой, а заполняют определенную область. Предельное значение выноса Но Переполнение зависит от размера выборки и зависит от эффекта масштаба, упомянутого выше в§ 183. Так, для образца диаметром 100 мм предел прочности примерно на 4° / o меньше, чем для стандартного образца диаметром 10 мм. Испытание на усталость при попеременном изгибе проводится в условиях неравномерного
напряжения, и более чистым условием эксперимента является попеременное натяжение и сжатие цилиндрических образцов. Является машиной для такого рода испытаний; осевая сила пульсаций создается в них электромагнитами, которые механически или электрически стимулируют продольные колебания. В машине резонансного типа предполагается, что частота возмущающей силы близка к собственной частоте системы, состоящей из образца и присоединенной к нему массы, а система автоматического
управления поддерживает постоянную амплитуду. Эти напряжения искажают результаты испытаний. Результаты, полученные на самых современных современных станках, показывают, что предел прочности, определяемый при растяжении-сжатии, несколько ниже предела прочности при изгибе. Это можно объяснить масштабным эффектом: при изгибе максимальное напряжение возникает в области образца, прилегающей к поверхности, при растяжении-сжатии напряжение рассчитывается по теории прочности всего
объема 416[гл. XVII Давайте кратко поговорим об усталости металлов и сплавов при очень высоких температурах. Определение предела выносливости стали по Велеру практически невозможно при достаточно высокой температуре. Поэтому необходимо определить условный предел усталости в очень большом числе циклов и ввести резервы большой прочности
Смотрите также:
| Механизм хрупкого разрушения | Природа усталостного разрушения |
| Прочность при низких температурах | Критерии прочности при переменных нагрузках |
