ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Характеристики сопротивления усталости и их определение из "Сопротивление усталости и живучесть конструкций при случайных нагрузках (БР) " Под сопротивлением усталости элементов конструкций понимается их способность не разрушаться под воздействием переменных нагрузок в течение заданного времени нагружения. Предполагается, что уровень воздействий таков, что возникающие при этом пластические деформации в металле в процессе нагружения настолько малы, что без специальных исследований йбна-ружить их затруднительно, т. е. в основном металл в процессе нагружения претерпевает только упругие деформации. В случае более высокого уровня воздействий, когда пластические деформации становятся заметными, а долговечность относительно невелика, возникает малоцикловая усталость. [c.7] Характеристики сопротивления усталости выявляются при специальных испытаниях, которые заключаюгся в том, что образцы металлов подвергаются гармоническим нагружениям различной интенсивности до появления в них усталостных трещин или до полного разрушения образца. [c.7] Интенсивность нагружения при испытаниях на сопротивление усталости характеризуется напряжениями максимальным о ах. минимальным а щ, средним амплитудным (амплитудами напряжений). [c.7] Результаты испытаний на усталость обычно представляют в виде зависимости Ощах = / (iV), где N — либо число циклов до появления усталостной трещины (кривая 1 на рис. 1.2), либо число циклов до разрушения (кривая 2 на рис. 1.2). [c.7] Из уравнения (1.4) следует, что для экспериментального определения параметра наклона кривой усталости m достаточно представить результаты испытаний в системе координат Ig а, Ig Л в виде прямой и определить по ним угол а. [c.8] Если напряжения Pq и О-ю неизвестны, то диаграмму предельных амплитуд ограничивают прямой, проходящей через точки с координатами (т == r == 0 , (То О, Тт = в.р , и двумя прямыми, проходящими через точки с координатами а = 0, On = 0-1. р , Оа = 0, (Тт = сж) И НаКЛОНеННЫМИ к оси От под углом 45°. Построенная по этим данным упрощенная диаграмма предельных амплитуд показана на рис, 1.5. Если точка с координатами ( Fq, 0 , характеризующая заданный цикл нагружения, находится внутри незаштрихованной области диаграммы предельных амплитуд, то имеется запас сопротивления усталости. Если точка, характеризующая процесс нагружения, находится вне диаграммы предельных амплитуд, то следует ожидать либо немедленного статического разрушения, либо разрушения при небольшом числе циклов нагружения. Если же эта точка находится в заштрихованной области (см. рис. 1.5), то происходит обычное усталостное разрушение. [c.10] Определение запаса сопротивления усталости рассмотрим для двух из возможных четырех случаев, когда циклы нагружения характеризуются точками А и (см. рис. 1.4), Для этого на продолжении линий ОА и ОА отмечаем предельные для данного сочетания напряжений а и а,п точки В и Bi. [c.10] Аналогично коэффициенты запаса определяются и для двух других возможных случаев нагружения. [c.10] Описанные характеристики сопротивления металлов усталости относятся к случаю относительно большого числа циклов нагружения и малых уровней напряжений по сравнению со значением предела прочности. Охват всего диапазона возможных значений действующих напряжений требует дополнительной экспериментальной информации, а необходимость решения этой задачи обусловлена тем, что в случайных процессах нагружения (которые рассматриваются в данной работе) не исключается появление редких, но больших значений напряжений, превышающих предел текучести и предел прочности материала конструкции. Для учета этого обстоятельства заметим, что уравнение кривой усталости (1.2) при напряжениях, превышающих предел прочности, теряет смысл, а при напряжениях, превышающих предел текучести, требует уточнения, так как в этом случае изменяется сам механизм разрушения из области многоцикловой усталости он переходит в область малоцикловой усталости. [c.13] При экспериментальном определении кривых и поверхностей усталости обнаруживается статистическое рассеяние получаемых данных. Так, на рис, 1.9 схематично показано рассеяние значений чисел циклов нагружения до разрушения, фиксируемое на различных уровнях напряжений. Можно систематизировать экспериментальные данные также так, что фиксированным значениям чисел циклов до разрушения N будут соответствовать различные уровни напряжений а. На рис. 1.10 показано соответствующее этому случаю рассеяние значений напряжений. [c.14] Полное вероятностное описание экспериментальных данных при построении кривых усталости осуществляется с помощью двумерной функции распределения F (а, N), задающей вероятность разрушения при числах циклов нагружения, меньших N, и напряжениях, меньших а. [c.14] Вернуться к основной статье