ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие положения и постановка задач расчета из "Расчет конструкций при случайных воздействиях (БР) " Расчет механических систем и элементов конструкций на прочность заключается в сопоставлении их потенциальных прочностных возможностей с теми требованиями по прочности, которые предъявляют к ним при эксплуатации. Прочностные возможности элементов конструкций характеризуются такими понятиями, как разрушающая нагрузка, разрушающее число циклов нагружения и т. п. Суждение о прочностных характеристиках натурных элементов строится обычно по результатам изучения механических характеристик материалов, из которых эти элементы выполнены. Затем учитываются особенности технологии их изготовления, геометрические размеры и условия эксплуатации. [c.164] Различают статические, динамические и усталостные характеристики материалов. Первые из них определяются диаграммами растяжения и устойчивости. Вторые — поверхностями и кривыми усталости. Под кривыми усталости понимают графики зависимостей числа циклов до разрушения N от амплитуды действующих напряжений а (рис. 5.1, а). Характерной особенностью этих кривых является наличие асимптоты при N оо. Соответствующее ей напряжение при симметричных циклах нагружения называется пределом выносливости и обозначается a i. При расчетах часто используют условный предел выносливости, представляющий собой напряжение, при котором образец материала (или натурный элемент конструкции) выдержит заданное число циклов нагружения Nq. Обычно Л/ о = (2. .. 10) 10 циклов. [c.164] М — оо при а - а 1, где т — константа материала. [c.164] Под поверхностью усталости понимается зависимость числа циклов до разрушения N от амплитуды напряжений а и среднего напряжения (рис. 5.2). Для большинства применяемых в машиностроении материалов для построения этих поверхностей экспериментальных данных недостаточно. Поэтому появляется необходимость схематизаций поверхностей усталости. [c.165] Нормировочный коэффициент /г (а) определяют из условия, что при разрушающем числе- циклов N мера повреждения Vj = - 1. [c.167] Из полученных соотношений видно, что при нелинейном накоплении повреждений усталостное повреждение за один цикл зависит от числа накопленных циклов нагружения (или тем самым от величины накопленного усталостного повреждения) и, следовательно, долговечность зависит от истории нагру гкения. При линейном накоплении повреждений усталостное повреждение за один цикл не зависит от числа накопленных нагружений и долговечность не зависит от истории нагружения. [c.168] Рассмотрим процесс нагружения, состоящий из k этапов с постоянными напряжениями 7j и числом циклов Пи где i — = 1, 2, k. [c.168] При одноуровневом нагружении в условие разрушения не входит параметр (и, характеризующий нелинейность накопления повреждений. . [c.169] Появление усталостной трещины еш,е не означает немедленного разрушения конструкции. На развитие треш,ины и на достижение ею опасного размера требуется время, иногда значительное. [c.170] по данным Государственного союзного тракторного научно-исследовательского института (НАТИ), отношение наработки после появления трещины к наработке при полном завершении испытаний для сварных металлоконструкций рам автомобилей и тракторов составляет 0,23—0,70. Допуск к работе конструкций с трещинами часто вызван производственной необходимостью и почти всегда (при соответствующей оценке надежности) экономически целесообразен. Уже новые изделия могут иметь трещины, поэтому определение времени работы деталей с трещинами является актуальной научно-технической задачей. Ее решение может быть основано на линейной механике разрушения. Основные ее результаты можно сформулировать следующим образом живучесть элементов конструкций с трещинами зависит от напряженного состояния в зоне трещины и скорости ее развития напряженное состояние в зоне любой трещины и при любом способе нагружения может быть описано с помощью лишь трех параметров — коэффициентов интенсивностей напряжений Ki, Км и Кщ (принцип микроскопа). [c.170] Напряжение = 0 при плоском напряженном состоянии и (Уг = [I (Ох + Оу) при плоской двформации (ц — коэффициент Пуассона). Коэффициенты Ki, Кц и Кщ зависят от способа нагружения, формы, размеров и расположения трещины. Для определения этих коэффициентов имеется обширная справочная литература, например, [28]. [c.171] При испытаниях в лабораторных условиях для всех марок сталей /г 4, а = (1,6. .. 3,2) 10 мм /кгс. [c.172] Первый вид расчета называют вероятностным статическим расчетом конструкции, второй — вероятностным расчетом усталостной долговечности, третий — вероятностным расчетом живучести. [c.172] Вернуться к основной статье