ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Примеры из "Проектирование с учетом усталости " После упрощения получаем л = 235 или л = 3,91. [c.33] Отсюда с помощью логарифмических таблиц находим Л =8100 циклов. [c.33] Решение этого уравнения, по-видимому, лучше находить методом последовательных приближений, как показано ниже. [c.33] Все стали можно рассматривать как некоторую единую группу материалов, ибо все они имеют так называемый предел выносливости, при котором, начиная с некоторого момента, не происходит дальнейшего уменьшения прочности при увеличении количества циклов (см. рис. 3). Предел выносливости обычно достигается при числе циклов от половины до одного миллиона для гладких образцов, но часто при несколько большем числе циклов для образцов с концентраторами напряжений. Существование такого предела, естественно, привлекло значительное внимание к данному аспекту явления усталости и обычно этот предел лежит в основе расчетов на усталость. [c.34] В этом разделе мы рассмотрим, как предел выносливости зависит от Других свойств сталей. Необходимо подчеркнуть, что нет никаких теоретических оснований для существования таких зависимостей. Однако такая процедура принимается для удобства, с тем чтобы можно было установить предел выносливости исходя из других свойств материала, которые значительно-легче получить. Во всех последующих случаях эти характеристики сопоставляются с пределами выносливости материала полученными из испытаний гладких образцов при осевом нагружении, а также с некоторыми результатами испытаний образцов большого диаметра при изгибе. Общий вывод, который можно сделать из такого анализа, состоит в том, что наиболее точным и удобным методом является установление зависимости предела выносливости от предела прочности при растяжении. [c.34] Влияние размеров (масштабный эффект). Пределы выносливости сталей, определенные при осевом нагружении и симметричном цикле, практически от размеров образца не зависят (табл. 2.1). Наблюдаемый разброс экспериментальных данных вызывается, по-видимому, различными погрешностями методики экспериментального исследования, как,- например,, большей вероятностью присутствия остаточных напряжений,, вызывающих небольшое понижение усталостной прочности у очень больших образцов. [c.34] Для пределов прочности до ПО кГ1мм около 90% экспериментальных точек попадают внутрь области с границами 7 кГ мм от величины 0,5 Ов. Неизвестно, зависит ли разброс экспериментальных результатов от предела прочности и является ли он неотъемлемым свойством материала или просто следствием недостаточной точности проведения испытаний. [c.36] Может представлять значение тот факт, что отклонения от линейной зависимости, полученные всеми упомянутыми исследователями, распределяются неравномерно по обе стороны от средней линии. Это наводит на мысль, что использованные ими методики экспериментального исследования имеют тенденцию отклонять все результаты либо выше, либо ниже средней линии. Исключение этого воздействия, вероятно, приведет к тому, что получаемые результаты будут лучше согласовываться с предлагаемой простой линейной зависимостью. [c.36] Долан и Иен [1083] показали, что при испытаниях в условиях изгиба термическая обработка сталц оказывает незначительное влияние на усталостный коэффициент. Предел выносливо сти был выше на 5ч-9%, когда данная сталь имела мартенситную структуру (полученную быстрой закалкой с критической температурой и последующим отпуском), по сравнению со-сталями, имеющими перлитно-ферритную структуры (полученные медленной закалкой и отжигом), при одном и том же пределе прочности в обоих случаях. [c.36] Одно только ясно, что если величина усталостного коэффициента почти постоянна, то вряд ли оправдывают себя отдельные испытания на какой-либо стали в попытке получить более точную величину предела выносливости, ибо значительное время и дороговизна неизбежны в проведении испытаний высокого-стандарта, который при этом необходим. [c.36] Удлинение при разрыве и сужение в шейке. Зависимость между пределом выносливости и удлинением при разрыве или сужением в шейке представлена на рис. 2.8 и 2.9 соответственно, откуда видно, что вообще имеется некоторая зависимость предела выносливости от удлинения при разрыве. Из-за недостаточной точности эта зависимость не Имеет практического значения. И лет никакой связи предела выносливости с сужением р шейке. [c.39] Давно осознано, что усталостная прочность сталей при изгибе, вероятно, значительно больше, чем при осевом нагружении, и что она, может зависеть от размеров образца. Усталостная прочность при изгибе сопоставляется с основным ее значением, полученным при осевом нагружении, когда явление усталости не осложняется воздействием градиента напряжений или влиянием размеров. [c.42] Опубликованные данные по влиянию размеров образцов при изгибе анализируются в табл. 2.3 и нанесены точками на рис. 2.11. [c.42] Для сравнения результатов предел выносливости одного из больших образцов в каждой серии принимался за 100 единиц, В тех случаях, когда испытанные образцы были умеренных размеров, экстраполяция производилась по уравнению (2.18). [c.42] Из рис. 2.11 ясно видно, что масштабный эффект имеет место, но что возрастание усталостной прочности с уменьшением размеров изменяется широко от одной серии испытаний к другой. Некоторые возможные причины таких колебаний рассматриваются в разд. 2.7. [c.42] Поскольку в больших образцах градиент напряжений становится незначительным, можно ожидать, что их предел выносливости в условиях изгиба будет таким же самым, как и при осевом нагружении образцов. Экспериментальные данные, приведенные в табл. 2.4, не являются окончательными, возможно, потому, что диаметр образцов, которые испытывались в условиях изгиба, был недостаточно большим. Имеются указания на то, что высокопрочные стали (ов больше 70 кГ/мм ) действительно дают удовлетворительное совпадение, тогда как менее прочные стали обладают ббль иим пределом выносливости при изгибе, чем при осевом нагружении. Как указывается ниже, это происходит, вероятно, из-за эффекта перераспределения напряжений. [c.51] В случае очень больших образцов все такие факторы, как неоднородность материалов, наличие остаточных напряжений и вероятность меньшей чистоты обработки поверхности всегда снижают усталостную прочность. Это снижение зависит от технических требований к производству как материала, так и самих образцов. Итон [422] нашел, что предел выносливости при изгибе с вращением (симметричный цикл) снижался с -(-4 38,7 кГ мм для образцов диаметром 11,9 мм до 25,3 кГ1мм для образцов диаметром 228 мм. Эти результаты были получены на стали, содержащей 2,8% N1 0,33% Сг 0,35% Мо, с пределом прочности 73,5 кГ/мм , которая для снятия напряжений выдерживалась в течение 8 час при температуре 610° С. [c.51] На рис. 2.12 нанесены точками результаты определения предела выносливости при изгибе в зависимости от предела прочности при статическом растяжении. Эти результаты показывают, что усталостный коэффициент несколько больше, чем 0,5, как этого можно было бы ожидать исходя из отмеченного влияния размеров. Так как испытывались образцы различных размеров, то увеличился и разброс, несмотря на большую точность, присущую экспериментальным данным, получаемым на изгибных машинах, по сравнению с данными, получаемыми на машинах осевого нагружения. [c.51] Было предложено несколько теорий, чтобы объяснить влияние размеров (масштабный эффект) на усталостную прочность, и все они прямо или косвенно связаны с градиентом напряжений В образце. Эти гипотезы не являются чисто теоретическими, а имеют некоторую степень эмпиризма или принимают допущения, которые вызывают сомнения в их справедливости. Выбор наиболее надежной теории, исходя из анализа имеющихся в настоящее время результатов, едва ли возможен, так как последние содержат значительные погрешности. Однако в ряде случаев получение более достоверных данных может дать возможность для такого выбора, который должен производиться на основании таких признаков. [c.53] Вернуться к основной статье