ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сопротивление усталости сталей при асимметричном нагружении из "Усталостная прочность деталей гидротурбин " Многие детали машин и механизмов, в том числе элементы рабочих колес мощных гидротурбин, эксплуатируются в условиях воздействия асимметричного нагружения. При этом часто среднее напряжение асимметричного цикла является напряжением растяжения значительной величины. [c.68] Коэффициент существенно зависит от свойств материала, изменяемых как термической, так и механической обработкой. Однако эта зависимость еще недостаточно полно изучена, и в разных исследованиях величина ijj r различна. Для сталей в зависимости от предела прочности значения г )а даны ниже [89]. [c.68] Когаев [89] отмечает, что коэффициент liia обычно равен 0,1—0,2 для углеродистых сталей и 0,2—0,3 для легированных сталей. Однако для стали типа СтЗ в среднем. = 0,20- 0,34. [c.69] Приведенные значения коэффициента ijJ j нельзя считать общими для всех случаев, так как для указанных сталей (особенно легированных) значительное изменение свойств (в том числе и сопротивление усталости) может быть вызвано термической и механической обработкой. Т к, Д. С. Еленевский [32], исследовавший влияние поверхностного упрочнения цементацией стали на ее сопротивление усталости при асимметричном нагружении, получил % = 0,12- 0,64. [c.69] Приведенные примеры говорят о том, что в настоящее время нет единого мнения о механизме изменения максимальной амплитуды переменного асимметричного нагружения в зависимости от изменения среднего напряжения цикла. [c.69] Влияние средних напряжений цикла на коэффициент Ц), для данных конкретных случаев определяется опытным путем (различные материалы, формы и размеры образцов, различные условия нагружения и т. д.). [c.69] Рассмотрим сопротивление усталости сталей в случае, когда среднее напряжение цикла изменяется циклически по времени с малой частотой. [c.69] При асимметричном нагружении, как правило, предполагают, что среднее напряжение постоянно. Однако в ряде случаев, в том числе при эксплуатации лопастей рабочих колес гидротурбин, статическое напряжение (средняя составляющая асимметричного цикла) периодически изменяется. [c.69] При циклически изменяющемся среднем напряжении существенно влияние этого изменения на долговечность образцов. Так, предельная амплитуда цикла при постоянном среднем напряжении цикла 12,5 кгс/мм на базе 10 циклов и частоте нагружения 2000 цикл/мин оказалась равной 28 кгс/мм. [c.69] Таким образом, предельная амплитуда цикла при среднем напряжении, изменяющемся циклически, меньше, чем предельная амплитуда при постоянном среднем напряжении цикла. [c.69] Напряжение в образце устанавливалось статической тарировкой и во время работы контролировалось проволочным тен-зодатчиком, усилителем и осциллографом. [c.70] Усталостная прочность стали 0Х12НДЛ. Образцы были изготовлены с надрезом и без надреза. При расчете теоретического коэффициента концентрации напряжений для надрезанных образцов по Нейберу [671 = 5,0, а по Верховскому [13] = 2,2. [c.70] По результатам экспериментальных данных были построены полные диаграммы усталости стали 0Х12НДЛ (рис. 37). [c.70] Из рис. 37 видно, что при переходе от симм ричного цикла нагружения к пульсирующему предельная амплитуда цикла уменьшается. Это уменьшение зависит от концентратора напряжений и среды, в которой проводились испытания. Влияние асимметрии цикла на его предельную амплитуду для гладких образцов, испытанных на воздухе, больше при резкоасимметричном цикле нагружения, чем при пульсирующем (кривая 1). [c.70] Предельная амплитуда цикла для надрезанных образцов, испытывающихся в воде, при переходе от симметричного цикла нагружения к асимметричному До пульсирующего цикла нагружения сильно уменьшается, а при переходе от пульсирующего цикла нагружения к резкоасимметричному это уменьщение ослабевает (кривая 4). [c.71] Для надрезанных образцов, испытанных на воздухе при переходе от симметричного цикла нагружения к пульсирующему, предельная амплитуда цикла снизилась с 9,5 до 5 кгс/мм. Дальнейшее увеличение среднего напряжения до 20 кгс/мм фактически не влияет на предельную амплитуду цикла (кривая 3), т. е. влияние асимметрии цикла при наличии концентратора напряжений (надрез на растянутой стороне) в этом случае проявляется значительно вплоть до пульсирующего цикла и практически не влияет при большой асимметрии цикла. [c.71] Предел выносливости образцов, испытывавшихся при симметричном цикле нагружения на воздухе на базе 10 циклов, равен 15,5 кг /мм а в воде 13,5 кгс/мм , т. е. снижается всего на 13%. [c.71] Вернуться к основной статье