ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Местные напряжения из "Сопротивление материалов Издание 13 " Определение пределов выносливости при несимметричных циклах требует значительно более сложного оборудования, чем при экспериментах с симметричным циклом напряжений. [c.734] Применение простейших машин с изгибом вращающегося образца требует добавления специальной пружины, растягивающей или сжимающей образец чаще приходится пользоваться ещё более сложными машинами, осуществляющими осевую нагрузку образца (растяжение, сжатие) при различных крайних значениях напряжений. [c.734] В частных случаях, когда речь идёт о нормальных или касательных напряжениях, буква р заменяется соответственно через о или т для обозначения изгиба, кручения и осевых усилий добавляются вверху индексы и , к и о . [c.735] При симметричном цикле (Ртт — —Ртак, Ра—Ртах, р = 0 Н г = —1) предел выносливости р 1 изображается отрезками ОБ и ОЕ. Точки К ч М соответствуют случаю отрицательного р (сжатие) предел выносливости изображается величиной ординаты р а1 а НЩ-Диаграмма показывает, что при заданной характеристике цикла г разрушения не произойдёт, пока амплитуда цикла р будет меньше отрезков АС и АВ, т. е. трещина усталости не образуется, пока точки 1 ъ 2 лежат между кривыми КР и МР. [c.736] Коэффициенты щ и п имеют различные числовые значения в зависимости от рода материала. [c.737] Формула (37.2) может быть изображена графически в форме любой из диаграмм. [c.737] Опыты показывают, что для образования трещины усталости имеет значение величина так называемых местных напряжений, возникаю-Ш.ИХ или в местах резкого изменения призматической формы стержня (надрезы, выточки, переходы), или при повреждениях его поверхности (царапины, риски), или в местах нарушения сплошности материала (пустоты, включения, трещины). [c.738] На фиг. 624, а показаны местные напряжения при изгибе, вызванные резким изменением размеров поперечного сечения стержня на фиг. 624, б для сравнения показано распределение напря-жений в случае плавного изменения диаметра стержня при отсутствии местных напряжений. [c.739] Местные напряжения даже при линейном общем напряжённом состоянии обычно образуют систему, соответствующую более сложному напряжённому состоянию. На фиг. 625 показано, что, помимо напряжений по сечениям, перпендикулярным к оси стержня, у отверстия возникают и добавочные меньшие нормальные напряжения по площадкам, перпендикулярным к первым (о ). [c.739] Определяя предел прочности материала путём испытания до разрушения двух моделей (фиг. 624, а и б), одной с местными напряжениями, а другой — без них, мы получаем для первой модели меньшее значение Од, чем для второй (конечно, вводя в вычисления один и тот же момент сопротивления сечения диаметром ) отношение этих величин Од и даёт искомый коэффициент концентрации а . [c.740] Таким образом, можно рассматривать два коэффициента концентрации первый — теоретический — учитывает лишь влияние формы фактора концентрации и определяется, главным образом, при помощи первых двух из указанных выше методов второй же — действительный коэффициент концентрации — определяемый опытами на усталость, учитывает влияние не только формы, но и материала детали. [c.741] Этот коэффициент зависит от характера материала для высококачественных, термически обработанных легированных сталей он доходит до единицы, а для малоуглеродистых сталей падает до 0,5. Крайне мало чувствительным к местным напряжениям оказывается чугун для него величина q близка к нулю и действительные коэффициенты а д близки к единице. Это объясняется тем, что предел выносливости чугуна весьма сильно зависит от наличия микроскопических включений графита, представляющих собою фактически очень острые трещины в массе основного металла влияние этих трещин, всегда имеющихся в чугуне, настолько велико, что почти совершенно сглаживает эффект других факторов концентрации напряжений. [c.741] Коэффициент чувствительности не является, однако, только характеристикой материала, он зависит от геометрической конфигурации детали и от её абсолютных размеров с увеличением абсолютных размеров детали q растёт. [c.741] Для цветных металлов имеется значительно меньше данных о величине коэффициента чувствительности. Для электрона (сплав магния с алюминием, цинком, марганцем) в отливках этот коэффициент равен 0,15 в редких случаях он повышается до 0,25. Для электрона в тянутом или штампованном виде коэффициент чувствительности повышается и колеблется в пределах 0,35 — 0,50. Для алюминиевых сплавов наблюдались несколько более низкие значения коэффициентов чувствительности. [c.742] Эти формулы годятся для стали с пределом прочности 40—130 кг/лл и являются достаточными для практического применения Од выражается в лгг/жл. [c.744] Говоря о местных напряжениях, необходимо особенно подчеркнуть влияние всякого рода повреждений поверхности на величину предела выносливости. Опыты показали, что кованые детали с по- верхностью, не подвергавшейся механической обработке, дают предел выносливости, меньший, чем тот же материал после удаления поверхностного слоя и полировки разница достигает для малоуглеродистой стали 15—20Уо Для высококачественных сталей даже 50%. [c.744] Подобного же рода явление наблюдается при работе пружин, изготовляемых из высокосортных легированных сталей, если поверхность этих пружин после термической обработки (закалка и отпуск) не подвергается уже механической обработке наличие подобной поверхности снижает предел выносливости в некоторых случаях вдвое. Даже простые царапины и риски снижают предел выносливости на 10—20У . [c.744] Очень важным фактором, вызывающим значительную концентрацию напряжений, является плотная посадка с натягом одной детали на другую, например ступиц шкивов, дисков и колёс на вал или ось. Многочисленные опыты показали, что в этом случае действительный коэффициент концентрации доходит до 1,8—2,0. Конструктивными мерами ( 245) можно понизить эту величину. [c.744] Специальный вид комбинированного влияния местных напряжений и химического воздействия представляет собой резкое снижение предела выносливости при коррозии. Опыты показывают, что если производить испытания на усталость в воде или другой жидкости, вызывающей коррозию металла, то предел выносливости значительно снижается. Это влияние слабо сказывается на нержавеющей стали. [c.745] Вернуться к основной статье