22524

Диаграмма усталостной прочности

Лекция

Производство и промышленные технологии

Диаграмма усталостной прочности. Эта кривая носит название диаграммы усталостной прочности рис. Точки А к С диаграммы соответствуют пределам прочности. Полученная диаграмма дает возможность судить о прочности конструкции работающей при циклически изменяющихся напряжениях.

Русский

2013-08-04

60.5 KB

4 чел.

Сопротивление материалов Сагадеев В.В.

Лекция № 46. Диаграмма усталостной прочности.

   Положим, имеется машина, на которой можно производить усталостные испытания в условиях любого несимметричного цикла. Задавая постоянное значение , находим путем последовательных испытаний образцов такое наибольшее значение амплитуды , при котором материал способен еще выдержать неограниченное число циклов. Если для взятого материала такого предельного напряжения не существует, величина определяется по условному базовому числу N.

   В результате проведенной серии испытаний устанавливается предельное значение , соответствующее некоторому напряжению . Полученный результат может быть графически изображен точкой в системе координат , ( рис. 438). Сумма координат этой точки дает предельное максимальное напряжение цикла, т. е. предел усталости , где:

   Продолжая такие испытания и дальше, получаем множество точек, через которые проводится предельная кривая, характеризующая прочностные свойства материала в условиях несимметричных циклов. Эта кривая носит название диаграммы усталостной прочности (рис. 1).

   Точки А к С диаграммы соответствуют пределам прочности.при простом растяжении и сжатии. Точка В отражает результаты испытания в условиях симметричного цикла.

   Полученная диаграмма дает возможность судить о прочности конструкции, работающей при циклически изменяющихся напряжениях.

   Положим, для некоторой детали цикл характеризуется значениями напряжений и . Эти величины могут рассматриваться как координаты рабочей точки в плоскости , . Если рабочая точка располагается ниже предельной кривой, рассматриваемая деталь может в условиях циклически изменяющихся напряжений работать неограниченно долго. Если рабочая точка оказывается выше предельной кривой, деталь разрушится после некоторого числа циклов.

   Так как построение диаграммы усталостной прочности связано с весьма трудоемкими испытаниями, предпочитают обычно полученную кривую АВС заменять двумя прямыми АВ и ВС, как это отмечено пунктиром на рис. 2. Рабочая область при этом несколько сокращается, что дает погрешность в запас прочности.



Рис.1. Реализация предельного напряжения.

 



Рис.2. Диаграмма усталостной прочности.

 

Одновременно отсекается сомнительная зона разброса экспериментальных точек.

   Для построения упрощенной диаграммы достаточно располагать пределом усталости при симметричном цикле , и иметь значения пределов прочности и .

   Рабочая точка в плоскости , не может занимать произвольное положение. Она должна находиться в области осуществимых циклов, которая определяется следующими очевидными условиями:

и

Так как:

, а

то область осуществимых циклов имеет верхнюю границу в виде двух прямых:

и

Эти прямые вместе образуют треугольник АСD (рис.3), который и представляет собой область осуществимых циклов.



Рис.3. Область осуществимых циклов

 



Рис.4. Область допустимых циклов с ограничениями на пластические деформации.

 

   Для пластичных материалов таким же способом может быть отмечена область упругих деформаций. Граница этой области очерчивается сверху прямыми:

и

В результате получаем треугольник (рис. 3).

   Если рабочая точка оказывается в пределах этого треугольника» пластические деформации в детали не возникают. Рабочая точка, находящаяся за пределами треугольника А'С'D', но остающаяся внутри треугольника АСD, свидетельствует о том, что в детали возникают пластические деформации. Если, наконец, рабочая точка оказывается за пределами треугольника АСD, при первом же цикле происходит разрушение детали.

   При расчетах конструкций, предназначенных на длительные сроки службы, напряжения цикла ограничиваются как по условиям усталостной прочности, так и по условиям недопущения пластических деформаций. Поэтому, объединяя диаграммы, показанные на рис. 2 и 3, получаем рабочую область в виде многоугольника А'КВLС' (рис.4). Рабочая точка (р. т.) исследуемого цикла для рассчитываемой детали должна находиться в пределах указанного многоугольника.

   Теперь возникает вопрос, как определить координаты рабочей точки и как определить коэффициент запаса детали в условиях циклического нагружения. Оба эти вопроса содержат в своем решении ряд специфических особенностей, к рассмотрению которых сейчас и перейдем.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19583. Техніка. Історія розвитку техніки. Основні види техніки 38.5 KB
  Тема.2.1.1 Техніка. Історія розвитку техніки. Основні види техніки. Мета: ознайомити з історією розвитку техніки та засобів праці значенням машин у сучасному виробництві та побуті; розвивати інтерес до техніки розширювати технічний кругозір творчі здібності; виховува...
19584. Мозг и психика 115 KB
  Сознание и мышление человека, его идеалы и духовные потребности, планы и образы окружающей действительности, какие бы возвышенные чувства у нас ни вызывали, прозаически связаны с функционированием вещественного, материального органа — мозга
19585. Обоснование плана развития растениеводства на предприятии ООО «Зелёные линии - Калуга 260 KB
  Целью курсовой работы является изучение состояния отрасли овощеводства ООО «Зелёные линии - Калуга», разработка мероприятий по совершенствованию производства культур, обоснование затрат на их реализацию.
19586. Проектирование плоских рычажных механизмов 697 KB
  Плоские рычажные механизмы, звенья которых образуют вращательные или поступательные кинематические пары, получили широкое распространение в современном машино и приборостроении.
19587. Цилиндрические зубчатые передачи 609.5 KB
  Передача непрерывного прошения от одного вала к другому с заданным передаточным отношением чаще всего осуществляется с помощью зубчатых механизмов. Зубчатые механизмы получили очень широкое применение как в машиностроении...
19588. Технологічний процес. Деталь. Фанера 64 KB
  Тема: Технологічний процес. Деталь. Фанера Мета: освітня: формування поняття деталь та технологічний процес; ознайомлення учнів з деякими способами отримання деталей та способами зєднання з фанери; формування в учнів знань про фанеру як конструкційний матеріал;
19589. Християнство як світова релігія. Новітні релігійні течії 90 KB
  Християнство виникло у 2-й половині 1 століття н.е. у східних провінціях Римської імперії в умовах розпаду рабовласницького ладу. Віросповідними джерелами християнства є «святе письмо» (Біблія) і «священний переказ» - постанови Вселенських соборів, деякі напрямки християнства визнають і інші джерела своєї догматики
19590. Индикаторные приборы 321.67 KB
  При высоковольтной катодолюминесценции электроны ускоряются большими напряжениями (кВ — десятки кВ) и при бомбардировке люминофора проникают почти на всю его глубину. При этом выбиваются вторичные электроны, которые летят к ближайшим положительно заряженным электродам
19591. Методи проектування (фантазування, елементи біоніки). Вибір об’єкту проектування на основі зібраної інформації. Складання ескізу майбутнього виробу 48.5 KB
  Тема уроку: Методи проектування фантазування елементи біоніки. Вибір обєкту проектування на основі зібраної інформації. Складання ескізу майбутнього виробу. Мета: сформувати уявлення про художньоконструкторську діяльність процес проектування та його основні