ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Зависимость усталостных характеристик от различных факторов из "Сопротивление материалов " Опыты на изгибные, как и на крутильные колебания с целью определения адиабатических значений модулей упругости ляются наиболее распространенными, так как техника осуществленгШ нх проще, чем в случае продольных колебаний. [c.303] Следует отметить, что при высоких частотах и знач1 тельных кривизнах расчетные данные по изложенной теории заметно обличаются от результатов опытов. Связано это главным образом с тем, что в исходном уравнении (7.17) отсутствуют члены, учитывающие инерщш поворота поперечного сечения и влияние поперечных срш. В специальной литературе по теории колебаний упругих систем приведены полные уравнения, решения которых сопряжены с математическими трудностями. [c.303] Усталостные разрушения представляют опасность для деталей машин, частей самолетов, судов и некоторых строительных конструкций, испытывающих периодические нагрузки. Разрушения этого типа относятся к числу наиболее распространенных в машиностроении. [c.304] а 1 г 0. Значение г == 1 соответствует статической нагрузке. Во всех случаях и (или и т . ) берутся для тех точек образца или тела, где они имеют наибольшие абсолютные значения (например, в точках на поверхности круглого образца при кручении или в точках, наиболее удаленных от нейтральной поверхности, в случае плоского изгиба бруса). В случаях сложного напряженного состояния аналогичные характеристики вводятся для главных напряжений, для наибольших касательных напряжений, для интенсивности напряжений. При этом в общем случае ориентация главных осей будет периодически изменяться во времени. [c.304] Сопротивление материала усталостному разрушению можно характеризовать следующим образом. Представим себе, что партия образцов одинаковых размеров и форм, изготовленных из одного и того же материала, находящегося во всех образцах в одном и том же состоянии (температура, условия выплавки, механической обработки, термообработки и т. д.), подвергается испытанию на периодическое знакопеременное симметричное растяжение —- сжатие, причем амплР1туда напряжений. [c.304] Кривую Велера часто строят в полулогарифмических координатах а 1п А/ , причем в этом случае кривая Велера близка к двум полупрямым— наклонной и горизонталь- а ной (рис. 189),— которыми она обычно и заменяется. [c.305] Цветные металлы, как правило, не обнаруживают предела усталости хотя кривая Велера для них по мере понижения амплитуды напряжений становится все более пологой, нет призна-ков наличия горизонтальной асим- Рис. 189. [c.305] При несимметричном цикле нагружения результаты усталостных испытаний можно изображать в виде диаграммы Хэя (рис. 190). Если по оси абсцисс откладывать среднее напряжение цикла, а по оси ординат— амплитуду переменной составляюш,ей напряжения, то пределы усталости расположатся на кривой MN, При этом точка М изображает предел усталости при симметричном цикле, а точка N—предел прочности (временное сопротивление) при статическом растяжении. [c.306] Во многих случаях напряжения в конструкции при периодических нагрузках превышают предел усталости. Это относится, например, к деталям авиационных двигателей, лопастям несухцих винтов вертолетов, к ряду объектов военной техники, срок эксплуатации которых очень ограничен различными причинами. В этих случаях важно знать характеристики ограниченной выносливости, которые определяют ресурс детали или конструкции, обеспечивают сопротивление усталостным разрушениям в течение определенного срока, т. е. некоторого числа циклов. Поэтому,, если при расчетах на усталость из всей кривой Велера важно знать фактически лишь одну точку — предел усталости, то при расчете на ограниченную выносливость суш.ественное значение приобретает верхняя часть кривой Велера. Однако характеристики работы детали и ее ресурс, поскольку он задан, исходя из других соображений, фактически определяют уменьшенную базу испытаний на усталость. Тем самым главным становится по возможности наиболее точное воспроизведение в испытаниях истинных условий работы детали и установление статистических характеристик, определяющих вероятность разрушения детали при напряжениях, отличающихся от выявленного таким образом условного предела усталости (предела ограниченной выносливости), и при числах циклов, отличающихся от базы испытаний. Последнее особенно важно в связи с тем, что при напряжениях, заметно превышающих истинный предел усталости и близких к пределу статической прочности, разброс данных усталостных испытаний бывает очень большим. В последние годы статистическим методам обработки данных усталостных испытаний уделяется большое внимание. [c.306] Рассмотрим коротко влияние некоторых факторов. [c.307] Чтобы грубо очертить область изменения усталостных характеристик, строят две кривые Велера одну для хорошо отшлифованных цилиндрических образцов (или образцов с плавно сужающейся к центру рабочей частью), другую для образцов с острыми надрезами. Кривые Велера для образцов других форм и размеров и при наличии различных изъянов будут располагаться, по-видимому, между этими двумя. [c.308] Абсолютные размеры образца также влияют на усталостные характеристики в отличие от статических характеристик металлов, для которых влияние так называемого масштабного фактора, по существу, отсутствует. При этом увеличение размеров образцов приводит к снижению предела усталости. [c.308] Следовательно, для получения устойчивых и сопоставимых данных по усталости очень важна стандартизация форм и размеров образцов. Стандартные образцы для выявления характеристик усталости материала имеют диаметр рабочей части 7—мм, К сожалению, полная стандартизация образцов для усталостных испытаний еще не введена. [c.308] Если испытание имеет целью выявить усталостные характеристики детали сложной формы, то надежные результаты получаются лишь при полном воспроизведении формы и размеров. [c.308] Имеются средства повышения усталостной прочности деталей машин путем специальной механической обработки (поверхностный наклеп, обдувка дробью и т. п.). [c.308] Вернуться к основной статье