ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Использование уравнения кривой усталости из "Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении " В параграфе 2 гл. III было получено уравнение кривой усталости (III.13), основанное на деформационных критериях. Его достоинством является то, что, с одной стороны, оно соответствует экспериментально обоснованным для некоторых материалов деформационным критериям усталостного разрушения металлов и включает в себя параметры, которым может быть дана четкая интерпретация на основе этих критериев, а с другой стороны, это уравнение полностью соответствует уравнению (1.6), которое широко используется для описания экспериментально построенных кривых усталости в координатах Ig (аа — Ог) — Ig N . [c.235] В соответствии с этим уравнением для ускоренного определения предела выносливости металлов в условиях однородного напряженного состояния (растяжение — сжатие) может быть использована формула (III.16). Соответствие результатов, получаемых по этой формуле, экспериментальным данным будет определяться, во-первых, соответствием предпосылок, на основе которых была получена формула (III.16), каждому конкретному материалу и, во-вторых, правильным выбором параметров к и Wq, входяш,их в эту формулу, и выбором долговечностей на начальном участке кривой усталости. [c.235] Приведенные в работе [147] экспериментальные данные по исследованию выносливости большой группы сплавов (см. табл. 15) при симметричном растяжении — сжатии дают возможность проверить соответствие расчетной формулы экспериментальным данным и обосновать выбор параметров, входящих в эту формулу, использование которых приводит к минимальным погрешностям при определении предела выносливости. [c.235] Напомним, что между величинами fIq и к имеет место соотношение (III.17). Численные значения параметров к для различных материалов и соответствующие им значения /гд, вытекающие из формулы (111.17), приведены в табл. 24. [c.235] Тот факт, что для исследованных материалов погрешность определения предела выносливости с использованием формулы (III.18) зависит от величины iVpp хотя для случая д однородного напряженного состояния этого и не должно было бы быть, объясняется тем, что не для всех исследованных материалов выдерживаются основные предпосылки, сформулированные выше, как, например, соответствие циклических пределов упругости и пределов выносливости и т. п. Точность определения предела выносливости с использованием рассмотренной методики может быть повышена, если более обоснованно выбирать численные значения Л р , для различных групп металлов. [c.237] Совокупность исследованных материалов можно разбить на группы, для которых при определенных значениях долговечности отклонения S не превышают 5%. [c.237] Приведенные на рис. 168 результаты показывают, что определенные таким образом пределы выносливости имеют незначительные отклонения от их значений, полученных при обычных усталостных испытаниях. Исключение составляют лишь некоторые сплавы на основе цветных материалов, для которых отклонения вычисленных значений пределов выносливости отличаются от экспериментальных более чем на 6%. [c.239] Выполненный анализ дает возможность рекомендовать следующую методику ускоренного определения пределов выносливости, основанную на использовании формулы (III.18). [c.239] В соответствии с классификациями, приведенными на стр. 237 и 238, для исследуемого материала определяются численные значения fiq и Затем проводятся усталостные испытания в ограниченном объеме (пять-шесть образцов) при долговечностях, перекрывающих диапазон Л р,—и определяются с использованием метода наименьших квадратов параметры кривой усталости в координатах —Ig iVp. [c.239] По полученной таким образом информации определяются Оа, и Qag, а затем с использованием формулы (111.18) — величина предела выносливости. [c.239] В случае испытаний в условиях неоднородного напряженного состояния для определения предела выносливости необходимо использовать зависимость (III.24), требующую знания величины числа циклов до разрушения, при котором имеет место переход к горизонтальному участку кривой усталости. Некоторые систематизированные данные по этому вопросу приведены на стр. 196. [c.239] Как показал анализ [115], зависимость (111.24) в ряде случаев дает хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных и при испытаниях конструктивных элементов. [c.239] Как было показано выше, в области многоцикловой усталости для некоторых металлов могут иметь место существенные неупругие деформации. [c.240] При наличии неупругих деформаций в случае неоднородного напряженного состояния (изгиб, кручение, концентрация напряжений и т. п.) будет иметь место отличие номинальных напряжений, подсчитанных с использованием соотношений теории упругости (11.24), (11.26), и действительных напряжений на поверхности при одинаковых значениях приложенных нагрузок. Разница номинальных и действительных напряжений будет зависеть от размеров области, в которой имеют место неупругие деформации, и от характера связи между напряжениями и деформациями в этой оэласти. [c.240] Рассмотрим в качестве примера изгиб образца прямоугольного поперечного сечения при условии идеальной пластичности материала [71, 72, 74]. [c.240] Несущая способность образца, под которой подразумевается нагрузка, в данном случае изгибающий момент Мд, при заданной остаточной деформации б может быть подсчитана но формуле (11.24) с использованием полученного выраячения (V.3) для номинальных напряжений. Аналогичный расчет несущей способности может быть сделан и для других случаев неоднородного напряженного состояния (кручение, концентрация напряжений и т. п.). Так же может быть подсчитана несущая способность и для случаев циклического нагружения. Для таких расчетов необходимо знать связь между напряжениями и деформациями но высоте рас- сматриваемого сечения образца. [c.241] Приняв диаграмму деформирования в виде, отличном от диаграммы идеальной пластичности, можно получить другие соотношения между максимальными номинальными напряжениями и величиной деформации на поверхности. [c.242] Рассмотрим, основываясь на литературных данных, аналитические выражения для диаграмм деформирования и соответствующие им выражения для номинальных напряжений при заданных значениях деформации на поверхности. [c.242] При расчетах предполагается справедливость гипотезы плоских сечений в области неупругих деформаций и отсутствие давления волокон друг на друга в поперечном направлении. [c.242] Расчет номинальных напряжений при изгибе для заданных значений деформации на поверхности при различных видах диаграмм деформирования был выполнен в работах [29, 170, 213] и др. [c.242] Вернуться к основной статье