Оглавление:
Проверка прочности при переменных напряжениях и сложном напряжённом состоянии.
- Испытание на прочность в условиях переменного давления и сложных напряженных ситуаций. Описанный выше способ контроля прочности материала при переменных напряжениях относится к случаю простейших деформаций (растяжение, сжатие, кручение и изгиб). Возникает вопрос о том, как использовать полученные данные в случае сложного напряженного состояния. Наибольшее значение для практики имеет случай совместного действия изгиба и кручения. Как отмечено в § 167,материальный
элемент подвергается исследованию, испытывая плоское напряженное состояние; существуют тангенциальные напряжения на четырех его плоскостях t= — ^и двух из них t= -^. Для проверки прочности при постоянных нагрузках используют теорию максимального касательного напряжения (а) и теорию энергии (б), такие условия: а) a*4-4T2^[а]и Б) A2-| — Z t2<[о]. Оба этих выражения могут иметь общую форму, разделив обе части неравенства на[a]: [§ 244]испытание на прочность с переменным давлением 763
Где: [t]= — теория максимального касательного напряжения и[t]=J i n в теории Людмила Фирмаль
энергии. Итак, проверка прочности обеих теорий прочности приводит к одному и тому же уравнению:+(37.12) Так как появление усталостных трещин вызвано тем же физическим процессом деформации материала, который происходит при статическом действии нагрузки, то значения прочности при переменной нагрузке (37.12) о и Т могут быть разложены на составляющие ОА и та: о=о т+°а;=т+т при[О]и[т]в этом случае напряжения»] выведены прямо из рисунка [/?G]-[RT]или [RA] — [/>t](рис. 640 и 642) учитывают коэффициент, соответствующий каждому виду деформации. Т * тов концентрационных и циклических характеристик и -. а тах х тах П
р и М Е Р144. Определить запас прочности в сечении галтель радиусом г=ось диаметром 100 мм D=1 мм. Материал вала подвергается изгибу и кручению; нормальное и тангенциальное давление изменяется от нуля до°С= + 800 кг с большой величиной! сми ТТ х=500 кг/см. Механические характеристики материала: o » =1.20-0.6 AV=1,2 • 0,6 • 60 =43 км / мм * =0,6 • 0,6 • 60 = 22 кг! мм*,=0,4. 60=24кг] мм * = 0,22 * 60=13,2 кг! мм.*. t1ac=теоретический коэффициент концентрации которого равен 2,2; коэффициент
- чувствительности<7=0,58; фактический коэффициент концентрации «CD= 1 4» (2,2 — 1) 0,58 = 1,64. Характеристика цикла g=0. Коэффициент масштабирования для детали из углеродистой стали диаметром 100 мм равен » m=1,66 (кривая 2 На рисунке)». 629). Стрессоустойчивость: g » для нормального стресса! <4300,. g и 1°-1 2400 882,. B-1-G t кг / см ’ =Y-1,64-6=t кг / см • г I1o 4300 * 882 1465,2 2400764 проверка прочности материала[глава XXXVII в случае напряжения сдвига x) Хм! =Т= — 2200кг! см* Г К]_2200■490_800L-2.«/2200. 490 \ » k h g’CM * K — \ — +t ) Состояние прочности принимает форму: O2T2^-1 (800)2/G2(500)2; (1465)2 + (800)2 — 1′, Где k=1,45. Практические
меры по борьбе с усталостными переломами. Результаты, приведенные в предыдущем пункте, дают возможность установить практические средства, позволяющие инженерам гарантировать прочность механических деталей и конструкций с переменными напряжениями. Можно разделить на две эти меры. С одной стороны, необходимо обеспечить изготовление механических элементов и конструкций из материалов, наиболее устойчивых к действию переменных напряжений. Как мы уже видели, в материальных потребностях. Во-первых, желательно использовать металл с максимально возможной прочностью на растяжение,
обладающий достаточной пластичностью, что обеспечивает высокое значение предела выносливости.»; Это требует такого же единообразия, как Людмила Фирмаль
и possible. In в виде мелкозернистых структур, трещин, пузырьков, неметаллических включений отсутствуют какие-либо остаточные напряжения (например, закалка) или разрывы материала. Эти условия для материала настолько часто использованы для критических компонентов работая на переменных нагрузках и сплавленном (chrominative) очень высокой прочности на растяжение. Однако в этом случае такой стальной материал одновременно восполняет наличие мельчайших трещин(особенно в Хроме- В закрутке, такой же коэффициент концентрации принят как в гнуть. Таблица 37 позволяет рассчитать более точно.§ 2 4 5] практические меры по борьбе с напряженным разрушением 7 6
5 Никелевая сталь), так называемого места нет. Эти трещины, а также включения, могут очень резко снижать предел выносливости стали и в то же время обладать высокой прочностью на растяжение. T a b l i C A38 результат испытания хромоникелевой стали. Марка Прочность на растяжение а в кг / мм^ Предел дозирования, кг/мм* Удлинение при разрыве приблизительно% Относительное сужение Предел выносливости, кг/мм- 1 105.0 100.0 11.6 59.0 30.5 2 108.0 100.0 9.7 60.3 45.0 3 111.0 106.0 10.3 61.6 50.0 4 115.0 — 8.0 54.0 59.0 В таблице 38 приведены результаты испытаний четырех марок хромоникелевой стали, одна из которых (1)имела флокены; как видно из таблицы,
наличие этого дефекта только у марки примерно одинаковое, а предел выносливости для первой марки значительно снижен. Вторая категория мероприятий по обеспечению прочности деталей при переменных нагрузках сводится к грамотному, культурному проектированию внешних контуров деталей и тщательной обработке их поверхностей. Уменьшение локальных напряжений достигается в основном переходами, углублениями, разрезами, максимально сглаженным контуром галтелей. Совершенно необходимо решительно избегать переходов, которые вовсе не смягчаются
кривыми хотя бы очень большого радиуса. Данные, по которым фигуры этих радиусов могут быть выбраны соответствующим образом, показаны на рисунке. 627 и 628. Следует отметить, что даже незначительное увеличение радиуса перехода спасает деталь от опасности. Стоимость увеличения радиуса всего на 1/8 ″ ^3мм гальтели, а закрутка останавливается, и эти закрутки происходят на седле сопла гальтели около пропеллера. Это напряжение, близкое к пределу выносливости, кривая[гл. XXXVII Число циклов будет почти горизонтальным рис. 615). Поэтому, если фактическое напряжение хотя бы немного превышает предел выносливости, большинство деталей будут испытывать цикл напряжений, достаточный для образования усталостных трещин (таблица 39 содержит индексные
данные о количестве циклов напряжений, испытываемых различными частями конструкции и механизмов). Время их службы.) T abritz 39 число циклов напряжений в элементах конструкции. Название части конструкции или машинного цикла Основной ферменный элемент железнодорожного моста.. .. Дорога Асти балки……………………………………………………….. Рельс. ……………………………………………………………………………….. Вал А В и М О Т О Р О В…………………………………………………………….. Ось V-это ход n o V……………………………………………………………………….. Вал авто д и ГА т е л е й……………………………………. Стержень и шатун являются d и g t e l e y. To пар…………………………. Вал паровой
турбины………………………………………………………. Паровые Т У р б и Н лопасти………………………………………………….. 2-10Е40. 10e15. 10e18. 10e50. 10e120.1011000. 10e15000. 10e250000. 10е С другой стороны, поскольку трещина не возникает, стоит смягчить коэффициент концентрации, чтобы уменьшить напряжение ниже, по крайней мере, предела выносливости. Чем больше коэффициент концентрации напряжений, тем резче изменение напряжений, тем больше разница в жесткости соседних частей стержня, тем резче изменение формы детали. Таким образом, можно не только установить более плавный переход, но и уменьшить разницу в жесткости соседних частей детали в местах, где концентрации напряжений не избежать.、 Так, недавно появилась идея «разгрузки». Например, в глухих посадках
со ступицами колес на осях или со шкивами валов очень важное локальное давление оказывается на материал вала(рис.644, а), что происходит с§ 2 4 5] практические меры борьбы с напряженным разрушением 7 6 7 Коэффициент концентрации, связанный с нормальным напряжением изгиба в сечении, перпендикулярном оси, достигает значения 1,8-2,0. Как использовать 644, включая график величины нормального напряжения o в крайних волокнах изогнутого вала и график, в котором шкив ступицы упирается в натяжение. Напряжение определяется оптическим методом.
Смотрите также:
