ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные характеристики цикла и предел выносливости из "Сопротивление материалов " Рассмотрим вначале случай одноосного напряженного состояния. [c.385] Теперь, в дополнение к уже известным нам механическим характеристикам материала, введем некоторые новые, связанные со спецификой циклического нагружения. Естественно, что эти характеристики могут быть определены только путем специально поставленных экспериментов. [c.387] Для проведения стандартных испытаний на усталость необходимо иметь не менее десятка одинаковых образцов с тем, чтобы можно было определить число циклов, которое выдержит образец до разрушения, в зависимости от заданного напряжения. [c.388] Примерно половина партии образцов испытывается сначала при относительно высоких напряжениях, имеюш,их уровень 0,7—0,5 от предела прочности. При большем напряжении образец, естественно, выдерживает меньшее число циклов. Так как с уменьшением напряжения число циклов N растет очень быстро, то полученные точки зависимости N=f a) удобно откладывать в полулогарифмической шкале (рис. 408). Спускаясь по оси ординат вниз, т. е. уменьшая от образца к образцу напряжение, мы обнаруживаем, что какая-то часть образцов, несмотря на длительность испытания, не проявляет склонности к разрушению. Значит, при каком-то числе циклов испытание образца необходимо прекратить. [c.388] В минуту,— ТО образец не разрушается и при более длительном испытании. Число циклов, до которого ведется испытание, называется базой испытания. Таким образом, для стальных образцов в обычных условиях база испытания равна десяти миллионам циклов. [c.389] Для цветных металлов и для закаленных до высокой твердости сталей не удается установить такое число циклов, выдержав которое, образец не разрушился бы в дальнейшем. Поэтому в подобных случаях база испытаний увеличивается до 10 циклов. [c.389] соответствующие неразрушившимся образцам, откладываются в правой части графика против базового числа и отмечаются стрелками (рис. 408). Оставшимся образцам испытуемой партии (образцы 7, 5, 9) последовательно задается напряжение, лежащее в интервале между минимальным разрушающим напряжением и максимальным неразрушающим. В результате устанавливается то наибольшее значение максимального напряжения цикла, при котором образец не разрушается до базы испытания. Это напряжение называется пределом выносливости. [c.389] Предел выносливости обозначается через агде индекс R соответствует коэффициенту асимметрии цикла. Так, для симметричного цикла обозначение предела выносливости принимает вид a i, для пульсационного — (То и т.д. [c.389] Для расчета деталей, не предназначенных на длительный срок службы, а также при некоторых специальных расчетах вводится понятие ограниченного предела выносливости о л лг, где под N понимается заданное число циклов, меньшее базового числа. Ограниченный предел выносливости легко определяется по кривой усталостного испытания (рис. 408). Для данного материала, например, при Л =105 получаем а1д-=400 МПа. [c.389] Для испытаний на усталость характерен большой разброс экспериментально полученных точек, и для достоверного определения предела выносливости требуется испытание большого числа образцов с последующей статистической обработкой результатов, что является трудоемкой операцией. Поэтому был сделан ряд попыток связать эмпирическими формулами предел выносливости с известными механическими характеристиками материала. [c.389] В табл. 11 приводятся данные по пределу выносливости для некоторых материалов. [c.391] Мы рассмотрели испытания при симметричном цикле. Образцы в условиях несимметричных циклов испытысаются обычно не на изгиб, а на растяжение — сжатие или на кручение специальными машинами — гидропульсаторами. Но не исключено также и применение простейших приспособлений, Так, например, можно на испытуемом образце установить пружину, создающую постоянное растяжение образца с напряжением (рис. 409). Во время испытания на это напряжение накладывается напряжение изгиба, меняющееся по симметричному циклу. [c.391] Естественно, что введение дополнительного параметра (показателя асимметрии цикла) делает задачу экспериментатора более громоздкой, а для испытаний необходимо располагать уже не одним десятком, а несколькими десятками одинаковых образцов. Этот запас образцов разбивается на группы, для каждой из которых при испытании фиксируется значение среднего напряжения цикла а , а предельная амплитуда Од определяется по базовому числу циклов, подобно тому как это делалось для симметричного цикла. Кривая усталости (о , Jg N) получается схожей с показанной на рис. 408, по, естественно, с другими числовыми значениями, зависящими от заданного а, . [c.391] Правая часть диаграммы аппроксимируется прямой, проходящей через точку В и составляющей угол 45° с координатными осями и Од, т. е. [c.393] построив диаграмму предельных амплитуд при асимметричных циклах, мы получили, казалось бы, основные данные для того, чтобы проводить расчеты на прочность любой детали, работающей в условиях циклически изменяющихся напряжений. Но это только так кажется. Главное — впереди. Циклическая прочность деталей, в отличие от прочности образцов, содержит в себе ряд специфических особенностей, к рассмотрению которых мы сейчас и перейдем. [c.393] Вернуться к основной статье