ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Факторы, влияющие на предел выносливости из "Техническая механика Детали машин " Концентрация напряжений. В курсе Сопротивление материалов рассчитывали детали правильной цилиндрической или призматической формы, напряжения в поперечных сечениях которых определяли по формулам 5 = FIA — при растяжении o = MJW — при изгибе x = MJWp — при кручении. Эти напряжения называют номинальными. В большинстве случаев детали машин имеют сложную форму.Это не позволяет ограничиваться расчетом их по номинальным напряжениям, так как остается не выясненным вопрос о действительном напряженном состоянии детали. [c.19] На рис. 1.7, й показано распределение напряжений в поперечном сечении, проходящем через надрезы в растянутой пластине. Наибольшие напряжения возникают у краев надрезов и они значительно превышают номинальные. Концентрация напряжений имеет резко выраженный местный характер, поскольку с удалением от концентратора напряжения быстро падают. Она зависит от вида и геометрических размеров концентратора (от толщины, ширины и глубины надрезов пластины). При изгибе ступенчатого вала (рис. . 1,6) в зоне галтели возникает концентрация напряжений, значение которой зависит в первую очередь от радиуса закругления г. При посадке подшипника качения на вал с натягом (рис. 1.8) в кольце подшипника и цапфе вала возникает концентрация напряжений. При этом наибольшее их значение будет у краев напрессованного кольца. На рис. 1.9 показана концентрация напряжений в зоне ппюночного паза. [c.20] ПИИ нагрузки рост наибольших местных напряжений при достижении предела текучести приостанавливается вследствие местной текучести материала, а в остальной части поперечного сечения напряжения будут возрастать. Следовательно, пластичность материала способствует выравниванию напряжений. Когда напряжения достигнут по всему сечению, их распределение можно считать равномерным. Для хрупких мaтepиaJюв при статическом нагружении концентрация напряжений приводит к снижению прочности, так как отсутствует фактор, смягчающий влияние концентрации напряжений, а именно текучесть материала. [c.21] При переменных напряжениях концентрация напряжений снижает предел выносливости деталей как из пластичных, так и из хрупких материалов. Это объясняется тем, что многократное изменение напряжений в зоне концентратора напряжений приводит к образованию и дальнейшему развитию трещины с последующим усталостным разрушением детали. Снижение предела выносливости при симметричном цикле напряжений оценивают эффективным (т. е. действительным) коэффициентом к о н ц е н г ра-ции напряжений, который кроме геометрической формы деталей отражает свойства материала, или, как говорят, его чувствительность к местным напряжениям. [c.21] Так как концентрация напряжений значительно снижает предел выносливости, то при конструировании деталей, работающих при переменных напряжениях, особенно важно выбрать также их формы, при которых не будет существенных концентраторов напряжений. [c.22] Влияние абсолютных размеров детали. Экспериментально установлено, что с увеличением абсолютных размеров поперечного сечения детали предел выносливости снижается. Это объясняется тем, что с увеличением объема материала возрастает вероятность наличия в нем неоднородностей старения (шлаковые и газовые включения, дефектные зерна и т, п.), это приводит к появлению очагов концентрации напряжений. [c.22] При изгибе и кручении коэффициенты равны. Их значения приведены в табл. 1.3. [c.23] В местах посадки деталей с натягом (подшипников качения (см. рис. 1.8), зубчатых колес и др.) влияние абсолютных размеров поперечного сечения вала на снижение предела выносливости оказывается более резким. В этом случае для оценки концентрации используют отношения KJK и (табл. 1.4). [c.23] Коэффициенты при изгибе и кручении примерно равны. Их значения приведены в табл. 1.5. [c.24] При одновременном воздействии на детали циклических нагрузок и коррозионной среды возникает явление более интенсивного накопления усталостных повреждений, называемое коррозионной усталостью. Предел выносливости вследствие влияния коррозионной среды снижается в 3 раза и более. [c.24] Значения коэффициента А ,, приведены в табл. 1,6. [c.24] При дейс1вии в расчетном сечении нескольких концентраторов напряжений учитывают наиболее опасный из них (с наибольшим отношением K jK или KJK ). [c.25] Вернуться к основной статье