ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Практические меры по борьбе с изломами усталости из "Сопротивление материалов " Результаты, изложенные в предыдущих параграфах, дают возможность установить те практические меры, которые позволяют инженеру обеспечить прочность деталей машин и конструкций при переменных напряжениях. [c.567] Эти меры могут быть разделены на две категории. С одной стороны, необходимо обеспечить изготовление элементов машин и конструкций из материала, который наилучшим образом сопротивлялся.бы действию переменных напряжений. Как мы видели, требования к материалу в этом отношении сводятся к двум положениям во-первых, желательно применять металл с возможно более высоким пределом прочности при достаточной пластичности, что обеспечит высокое значение предела выносливости во-вторых, материал должен быть свободен от всяких внутренних факторов концентрации это требует возможно более однородной, мелкозернистой структуры, отсутствия всяких остаточных напряжений (например, закалочных) или нарушений сплошности материала в виде трещин, газовых пузырьков, неметаллических включений. [c.567] Указанные требования к материалу объясняют, почему для ответственных деталей, работающих на переменную нагрузку, применяют так часто легированные (хромоникелевые, хромованадиевые) стали с очень высоким пределом прочности, которым при помощи тщательной термической обработки (закалка с последующим отпуском) придана мелкозернистая структура, свободная от внутренних напряжений. [c.567] Однако при применении таких сталей иногда приходится встречаться с наличием микроскопических трещин (особенно в хромоникелевых сталях), так называемых флокенов. Эти трещины, как и включения, могут очень резко снизить предел выносливости стали, обладающей в то же время высоким пределом прочности. [c.567] Это объясняется тем, что при напряжениях, близких к пределу выносливости, кривая зависимости разрушающего напряжения от числа циклов идет почти горизонтально (рис. 434). Поэтому, если действительное напряжение хотя бы немного превышает предел выносливости, излом неминуем, так как большинство деталей испытывает достаточное число циклов напряжений, чтобы трещина усталости имела время образоваться. [c.568] Коэффициент концентрации, отнесенный к нормальным напряжениям от изгиба в сеченнн, перпендикулярном к оси вала, достигает величины 1,8—2,0. На рис. 456, а дан график величины нормальных напряжений а в крайних волокнах изгибаемого вала, на который насажена с натягом ступица шкива. Напряжения определены оптическим методом. [c.569] На чертеже видно, что около края ступицы напряжения а, особенно в сжатой зоне, дают резкое местное повышение. [c.569] Если в ступице около места посадки сделать вырез, смягчающий жесткость детали у ее края, то местные напряжения падают и распределяются более равномерно (рис. 456, б). Коэффициент концентрации падает с 2,0 до 1,4 если же, кроме окружной канавки, сделать подступичную часть вала несколько большего диаметра, как показано на рис. 457, то коэффициент концентрации удается снизить до 1,0—1,05. Точно так же, если у места резкого перехода (под прямым углом) сделать плавную выкружку в более толстой части детали (рис. 458, а и б), то местные напряження резко снизятся. [c.569] Во всех приведенных примерах изменения формы детали имеют целью создать возможно более плавное изменение напряжений в месте перехода. [c.569] Необходимо отметить, что вопросы о выборе материала и о правильном проектировании формы детали нельзя отрывать друг от друга. Чем лучше материал, чем выше его предел прочности, тем более тщательной обработки он требует. Применяя дорогостоящую легированную сталь высокого качества и не обращая внимания на снижение местных напряжений, мы рискуем свести на ет все преимущества применения качественной стали. Коэффициент чувствительности к местным напряжениям для такой стали будет значительно выше, чем для более мягкой, простой углеродистой стали. На это уже было указано в 186. [c.570] Линии AMN, заштрихованные на чертеже, представляют диаграмму разрушающих напряжений (в широком смысле слова). Как мы видим, для легированной стали возможность разрушения за счет развития трещины усталости гораздо значительнее, чем для обычной углеродистой стали. Смягчения местных напряжений за счет нластических деформаций в первом случае ждать гораздо труднее, чем во втором. Этим в значительной степени и объясняется повышенная чувствительность качественной стали и концентрации напряжений. [c.570] Резюмируя, можно сказать, чпю чем лучике применяемая нами сталь как материал, тем более культурной и ти ательной обработки она требует, чтобы все ее преимущества могли быть использованы в полной мере. [c.570] Вернуться к основной статье