Амплитуда при расчете на усталость

При расчете на усталость деталей, работающих в таких условиях, когда разрушение обусловлено главным образом увеличением амплитуды напряжений при мало изменяющихся средних напряжениях (например, при работе в условиях, близких к резонансным), переход к предельному состоянию рассматривается как результат увеличения только амплитуды переменных напряжений, т. е. по линии СС" (см. рис. 6.14). В этом случае расчет осуществляется при неизменном (Тт и запас прочности (/г ) составляет [c.125]

Расчет на усталость состоит в определении действующих нагрузок, сопротивления усталости и запаса прочности. Запас проч-ности по напряжениям и долговечности вычисляется в зависимости от характера внешней нагрузки и других условий работы детали. При стационарном (с постоянной амплитудой) периодическом изменении нагрузки, повторяющемся более чем десятки или сотни миллионов раз в течение предполагаемого срока службы, запас прочности вычисляется по формуле [c.5]

Расчет на усталость можно производить, сравнивая рабочие амплитуды с предельными Одд или эквивалентные амплитуды экв> (приведенные к симметричному циклу, с пределом выносливости О-щ- При этом [c.141]

Расчеты на усталость при амплитудах напряжений, меняющихся во времени [c.175]

Для расчета на усталость необходимо иметь данные о величинах амплитуд напряжений, возникающих в детали в процессе эксплуатации, и количестве циклов их повторения в продолжении одного блока нагружения. Эти данные представляют в виде ступенчатой функции распределения амплитуд напряжений (форма ее показана в табл. 17) соответствующей одному блоку нагружения. При неограниченном увеличении числа ступеней i и стремлении к нулю наибольшей разности До = = Gai — ступенчата функция [c.175]

Рассматривая, например, трансмиссию автомобиля как колебательную систему, состоящую из нескольких масс, нагрузочный момент в любой точке конструкции можно определить методами статистической динамики в виде спектральной плотности. Источник переменного нагружающего момента зависит от микропрофиля дороги. Трансмиссию при этом обычно рассматривают, как трехмассовую систему двигатель — задний мост на рессорах— поступательно движущаяся масса автомобиля. Однако нагрузочный режим для расчета усталостной долговечности можно получить и путем статистической обработки непрерывных записей нагрузочного режима при эксперименте. При этом случайный процесс нагружения заменяется эквивалентным ему упорядоченным процессом. Возможность такой замены обусловливается тем, что для современных методов расчетов на усталость характер чередования амплитуд в зависимости от времени t является малосущественным. [c.96]

При практических расчетах на усталость в случае постоянных по времени амплитуде и среднем значении цикла используются следующие формулы для определения коэффициентов запаса прочности п с учетом концентрации напряжений, асимметрии цикла, масштабного фактора [c.84]

Расчет на сопротивление усталости также ведут в форме определения запаса прочности. Если амплитуда и средние напряжения возрастают при нагружении пропорционально, то запас прочности находят из обычного соотношения (см. с. 257) [c.412]

Чтобы получить амплитуду напряжения в зоне S у вершины трещины, необходимо определить напряжения и на растянутой, и на сжатой стороне зоны б. При определении напряжений на сжатой стороне предполагаем, что после снятия растягивающей нагрузки трещина не закрывается полностью. Такое предположение реально и основано на результатах испытаний на усталость при симметричном растяжении-сжатии плоских образцов с концентратором напряжений из крупнозернистого чистого железа. Испытания показали, что поверхности макроскопической усталостной трещины, возникшей и развившейся на некоторое расстояние от вершины надреза, не контактируют друг с другом, если не приложена внешняя нагрузка, т. е. усталостная трещина имеет ограниченную ширину. Аналогичное явление можно наблюдать и при испытании образцов на усталость при изгибе с вращением. Таким образом, в начальный момент приложения сжимающей нагрузки возникает концентрация напряжений сжатия у вершины трещины. При увеличении сжимающей нагрузки трещина закрывается и концентрация напряжений от нее исчезает. Однако существует еще концентрация и от наружного исходного надреза. Результирующее напряжение в области вершины трещины (см. рис. 27, б) распределяется более плавно. Для удобства расчетов можно предположить, что в случае, когда небольшая уста- [c.60]

Созданы методики и оборудование для усталостных испытаний высокомодульных материалов. Расчеты на прочность при переменных нагрузках как по коэффициентам запаса прочности, так и при помощи вероятностных методов расчета требуют знания характеристик сопротивления усталости материала. Для этого разработаны оборудование и методики проведения усталостных испытаний композитов при растяжении, изгибе, межслойном сдвиге и смятии в мало- и многоцикловой областях. Установлено, в частности, что современные углепластики обладают высоким сопротивлением усталости по сравнению с металлическими материалами, что позволяет эффективно применять их при значительных амплитудах переменных нагрузок. Были выявлены статистические закономерности подобия усталостного разрушения углепластиков и разработаны предпосылки создания инженерной методики оценки усталостной долговечности элементов конструкций из углепластиков. [c.17]

Высокопластичные малоуглеродистые и низколегированные перлитные конструкционные стали при температуре до 400° С имеют высокое сопротивление термической усталости. Экспериментальные данные показывают, что вследствие незначительного влияния ползучести кривые долговечности (по числу циклов до разрушения в зависимости от амплитуды деформаций или условных напряжений в цикле) во всем интервале температур от комнатной до 400° С для всего класса углеродистых и низколегированных сталей с достаточным для практических целей приближением совпадают как при термической, так и при механической малоцикловой усталости. Поэтому для расчетов на термическую усталость при непрерывном чередовании теплосмен в данном случае можно использовать обобщенные расчетные кривые усталости, приведенные в нормах расчета на прочность [20]. [c.139]

При построении семейства кривых усталости для достаточно широкого диапазона вероятностей разрушения (0,01 < Р 0,99) испытания целесообразно проводить иа пяти уровнях амплитуды напряжений. Минимальный уровень амплитуды выбирают с таким расчетом, чтобы до базового числа циклов разрушилось 5—15 % объектов, испытуемых на этом уровне амплитуды цикла напряжений. На следующем (в порядке возрастания) уровне должно разрушаться около 40—60 % объектов испытаний, т. е. этот уровень примерно соответствует медиане предела выносливости для принятого базового числа циклов. [c.163]

В вибрационных машинах главным образом применяют цилиндрические винтовые пружины круглого поперечного сечения горячей навивки и пластинчатые рессоры. Первые имеют одинаковые поперечные жесткостные характеристики во всех направлениях, а вторые — минимальную жесткость в направлении рабочих колебаний. Сравнительно меньше используют торсионы, прорезные и тарельчатые пружины. При расчете УЭ общим моментом во всех случаях является то, что частота вынужденных колебаний Og заранее известна, а частота свободных колебаний со,, определяется по заданной расстройке , после чего устанавливают необходимые жесткость и геометрические размеры. Цель расчета на прочность — согласование конкретной жесткости, геометрических размеров сечения и амплитуды колебании с допускаемыми напряжениями и коэффициентами запаса Пд, Пх, п на усталость с учетом сложного напряженного состояния и коэффициентов концентрации. [c.187]

Можно заметить, что диапазон используемых для усталостных испытаний машин очень широк — от самых простых до чрезвычайно сложных. Очень сложные испытательные системы, используемые, например, для натурных испытаний, позволяют получать данные, применимые лишь для исследуемой конструкции и лишь в условиях, соответствующих условиям проведения испытаний. Результаты, полученные для вполне определенной конструкции и заданных условий, очень точны, однако экстраполировать их на другие условия или на другие изделия очень сложно, если вообще возможно. С другой стороны, данные лабораторных исследований усталости на простых образцах имеют общий характер, их можно использовать при расчетах практически любых изделий из исследованного материала. Однако для применения этих данных на практике требуется умение количественно оценить различия между лабораторными и эксплуатационными условиями, включая эффекты асимметрии нагружения, непостоянства амплитуды напряжения, условий окружающей среды, размеров, температуры, обработки поверхности, остаточных напряжений и т. п. Диапазон осуществляемых усталостных испытаний весьма широк — от простейших испытаний гладких образцов до сложнейших натурных испытаний изделий. Любые испытания полезны и направлены на достижение вполне определенных целей. [c.183]

Под нерегулярной переменной нагруженностью понимают такой характер изменения напряжений во времени, при котором амплитуды переменных напряжений или средние напряжения цикла изменяются во времени по некоторой программе или случайным образом. Для расчета деталей машин на усталость при нерегулярной напряженности необходимо применять определенные условия суммирования усталостных повреждений. Одним из наиболее простых условий является линейная гипотеза накопления усталостных повреждений (5.17). [c.169]

При расчете валов на усталость используется обобщенное распределение напряжений кручения, полученное путем преобразования амплитуд крутящего момента на рассчитываемом валу Ма по формуле g (т) = k p (kr), где k = Ма/т — коэффициент преобразования, определяемый моментом сопротивления сечения вала W- Напри-134 [c.134]

Для расчета деталей машин на усталость при варьируемых амплитудах переменных напряжений по извест- ным параметрам кривой усталости и функции распределения амплитуд на-, пряжений необходимо использовать какую-нибудь гипотезу суммирования усталостных повреждений, возникаю- [c.176]

При расчете коленчатого вала на усталость за расчетное принимают то колено, на которое действуют нагрузки с наибольшей амплитудой изменения. [c.216]

Определенные по формуле (268) напряжения в клапанной пружине позволяют судить лишь о ее статической прочности. Поскольку на клапанную пружину действуют переменные по величине и направлению силы, она должна рассчитываться на усталостную прочность. Проведение такого расчета пока еще связано со значительными трудностями, основными из которых являются отсутствие опытных данных о пределах усталости пружинной проволоки при кручении и сложность и ненадежность определения действительной амплитуды напряжений в материале пружины вследствие ее вибраций. На практике расчет клапанных пружин на усталость производится исходя из предположения, что на режимах, далеких от резонанса, их вибрации мало влияют на характер изменения напряжений в пружине. Это предположение значительно упрощает расчет и позволяет при его проведении пользоваться обычной характеристикой пружины. [c.297]

Аттестационные данные должны обеспечивать возможность расчета конструкций из соответствующего материала на циклическую прочность. Применительно к условиям эксплуатации, исключающим ползучесть, должны быть представлены гарантированные (для регламентированных техническими условиями характеристик прочности и пластичности металла и сварных соединений и ресурса эксплуатации) кривые усталости по образованию макротрещин в диапазоне предельных температур от 20° С до наибольшей рабочей, допускаемой для материала, в интервале от 10 до 10 циклов. Кривые усталости определяют при постоянной температуре через интервалы 50—100° С в зависимости от интенсивности изменения сопротивления усталостному разрушению по мере увеличения температуры испытаний. Кривые для промежуточных температур могут быть получены интерполяцией амплитуд деформаций (напряжений) для заданных чисел циклов по температуре. [c.243]

Таблица заполняется последовательно для всех рабочих циклов. Цель расчета состоит в том, чтобы р = 1 после воздействия всех циклов нагрузки амплитуды С на третьем рабочем цикле. При этом для момента разрушения соотношение (8.41) принимает вид Уе—Су, т. е. разрушение происходит, когда остаточный предел усталости снижается по величине до S. [c.271]

X сг 1д не оказывают повреждающего действия и могут не учитываться при расчетах на усталость. В соответствии с этим в формуле (3.65) учитываются только те амплитуды, которые превышают, /(Ст дд. Далее принимается К — = 0,6. При подсчете f следует из первоначальной функции распределения амплитуд, заданной в виде табл. 16, отбросить амплитуды < 0,6/(, после чего подсчитать новое значение vg = [c.178]

При расчете на усталость несущая способность деталей,, нагруженных переменными нагрузками, с меняющимися во времени амплитудами и частотой определяется режимом нестационарной нагруженности и закономерностями накопления усталостных повреждений. Для правильной оценки закономерностей накопления усталостных повреждений должен учиты- [c.247]

Более полный расчет на усталость при нестационарной переменной напряженности основывается на экспериментальных данных о кривой усталости при режимах нагружения со спектром, подобным спектру действующих напряжений. Приняв одно из напряжений спектра (например, минимальное) кривой усталости и обозначив сум — общее число циклов, выдерживаемое материалом до разрушения, при изменении амплитуд позаданному спектру строят кривую зависимости от N yM-Эта кривая, связывающая величину с разрушающим числом циклов, позволяет определять запас прочности как отношение для данного N jm разрушающего напряжения [c.525]

Учет потребного срока службы детали и нерегулярности режима ее работы на основе линейной гипотезы суммирования повреждений осуществлялся в работах А. И. Петрусевича, Д. Н. Ре-шетова [45], С. В. Серенсена [58], Майнера и др. Так, в работе [45] предлагается вести расчет на усталость по амплитуде /Сектах где сТашах — мзксимальная амплитуда напряжений, К < — коэффициент долговечности, определяемый по формуле, вытекающей из линейной гипотезы, сводящейся к уравнению (5.17) при Др 1 [c.168]

Здесь Стд max — максимальнзя амплитуда, которая ограничивает интервал учитываемых в расчете на усталость амплитуд (амплитуды 0Q > не учитывают в расчете на усталость, но они имеют существенное значение для расчета на прочность при возможных 192 [c.192]

Источником ошибок при расчете является неопределенность границ напряжений, при которых принятая гипотеза справедлива. Формально эти ошибки вносятся в расчет при выборе параметров I а k (формулы (1.28) — (1.31)). Границы повреждающих напряжений определяются согласно принятой гипотезе. Естественными границами для вычисления повреждения могут быть границы спектра эксплуатационных нагрузок, если они попадают в область повреждающих напряжений. Однако спектры эксплуатационных нагрузок в основном состоят из малых значений амплитуд и лишь небольшую их часть составляют повреждающие нагрузки. По условиям статистической обработки эти участки спектра не разделяются. Они описываются общей аналитической зависимостью Ф (а), как правило, выходящей за пределы повреждающих напряжений. В области перехода от неповреждающих напряжений к повреждающим Ф (а) является очень быстро убывающей функцией. При больших значениях а это убывание имеет асимптотический характер. Если кривая усталости N a) представляет собой функцию, убывающую более медленно, чем Ф (<т) в области перехода (что чаще всего бывает в реальных деталях), результаты расчета ресурса оказываются существенно зависимыми от величины параметра k. С физической то ки зрения это означает, что накопление повреждения происходит в основном вследствие большого числа циклов эксплуатационной нагрузки, незначительно превышающей нижнюю границу повреждающих напряжений (или напряжений, способствующих развитию усталостной трещины). Поскольку эта граница очень влияет на результат расчета, необходимо точно ее определить. [c.14]

Для проведения расчетов на циклическую долговечность при переменных нагрузках, помимо характеристик сопротивления усталости материалов, представленных в виде кривых и поверхностей усталости, необходима также информация о закономерностях накопления усталостных повреждений по мере увеличения числа циклов нагружения. Считается, что мера усталостного повреждения V равна нулю для начального состояния материала и равна единице для момента появления заметной усталостной трещины. Ее появление означает, что процесс разрушения переходит из стадии накопления собственно усталостных повреждений (из инкубационной стадии) в стадию роста усталостной трещины. Задача заключается в получении зависимости v = v (а, п), где о — уровень амплитуд напряжений, устанавливаемый при испытаниях постоянным /г число циклов нагружения (рис. 2.1). Когдаэта зависимость в координатах [v, n/N (а) ], где N (о) — число циклов до разрушения при уровне напряжений а, описывается одним и тем же уравнением и не зависит явно от уровня напряжений а, процесс накопления усталостных повреждений называется автомодельным [4]. Такой процесс показан на рис. 2.2. Так, в случае степенного закона накопления усталостных повреждений [c.16]

Наиболее простой является гипотеза линейного суммирования усталостных повреждений, предложенная Пальм-греном в 1924 г. и развитая применительно к расчетам деталей машин на усталость Решетовым Д. Н., Серен-сеном С. В., Бахаревым В. М., Майнером М. А. (1945 г). Смысл этой гипотезы сводится к следующему. Пусть Ni — это число циклов до появления усталостного разрушения при действии переменных напряжений с амплитудой (предполагается стационарное нагружение при неизменной величине о ). Величина определяется из уравнения кривой усталости в форме, аналогичной уравнению (3.2) [c.176]

Для расчетов в соответствии с формулой (1.98) использовались данные следующих экспериментальных исследований (при Тг = = onst) [141] на усталость при симметричном цикле на усталость при различных значениях напряжений на длительную прочность. Полученные при этом результаты представлялись в виде поверхностей в координатах Оа — Ор — Ig (рис. 58). Для упрощения предполагалось, что диаграммы предельных амплитуд напряжений при статических растягивающих и сжимающих напряже- [c.77]

Расчет на усталостную прочность при нестационарных режимах нагружений основывается на сопоставлении 1 )актнческой нагруженности с прочностью, определенной при установившихся не-статических режимах переменных напряжений с постоянной амплитудой, либо программированных для установления соответствующих условий накопления усталостных напряжений. На рис. 68 сравнивается кривая усталости с кривой накопленных частот напряжений за требуемый срок службы (спектр нагрузки), который характеризует цикличность нестационарного режима нагружений, когда амплитуда циклов изменяется непрерывно. На оси откладывается максимальное напряжение цикла, а на оси N — оби ее за срок службы число повторений циклов с максимальными напряжениями данной величины, ila левом графике по оси Ф (а,) располагается плотность вероятности распределения амплитуд напряжений (график нагрузки) за отдельный цикл или совокупность рабочих циклов погрузчика. Суммирование ос ществляется в заштриховаиной области. [c.177]

Экспериментальное определение характеристик сопротивления усталости материалов в условиях асимметричных циклов напряжений обычно осуществляется не при изгибе, а на растяжение - сжатие или на кручение (однородное напряжённое состояние). Кривая усталости в координатах lg N получается аналогичной (рис. 1.6). По полученным данным строят диаграмму предельных напряжений цикла в координатах (диаграмма Смита) или диаграмму предельных амплитуд цикла (диаграмма Хейя). В практических расчетах на прочность удобнее пользоваться диаграммой предельных амплитуд в координатах (рис. 1.7). [c.17]

Таким образом, для расчета металлических рукавов на прочность при малом числе циклов нагруягения необходимо с достаточной степенью точности оценить амплитуду упругопластической деформации в опасном сечении гофра и по кривой усталости конструкционного материала определить количество циклов до разрушения изделия. [c.194]

Приведенные примеры расчета сопловых лопаток турбин (эти детали наиболее подвержены воздействию термощикличес-ких нагрузок) свидетельствуют о следующем. При значениях температуры цикла тах, которые существенно увеличивают пластичность материала (1050—1100°С), влияние амплитуды деформации на долговечность уменьшается — запас пластичности материала достаточно велик. При тах=Ю00°С, когда пластичность сплава ЖС6К резко уменьщается, роль термических напряжений существенно возрастает, что приводит к уменьшению долговечности. В лопатке всегда имеются зоны, нагретые до различных температур следовательно, сопротивление термической усталости различное в разных точках, и не всегда трещины термоусталости возникают в наиболее нагретых зонах. Часто они появляются в переходных областях (от горячих зон к холодным), что может быть связано с местным уменьщением деформационной опособности материала. В связи с этим расчет теплового и напряженного состояний лопаток для дальнейщей оценки их сопротивления термоусталости следует выполнять не для одного опасного сечения, а для нескольких сечений по высоте лопатки. [c.180]

Другим важным вопросом обеспечения прочности и ресурса атомных реакторов, не получавшим отражения в традиционных расчетах энергетических установок по уравнениям (2.1) —(2.3), являлся анализ сопротивления деформациям и разрушению при циклическом нагружении [2,5-7,16]. Как следует из данных гл. 1, в процессе эксплуатации атомных реакторов число циклов нагружения на основных режимах изменяется в достаточно широких пределах - от (2- 5) 10 при гидроиспытаниях до (1 2) Ю при программных изменениях мощности и до 10 —10 с учетом вибро-нагруженности. Систематические исследования прочности в этом диапазоне числа циклов были начаты применительно к энергетическим установкам в середине 50-х годов, а в середине 60-х годов были сформулированы основные (преимущественно деформационные) критерии разрушения и свойства диаграмм циклического деформирования [17,18 и др.]. По опытным данным, полученным на лабораторных образцах, было показано, что при числе циклов до 10 циклические пластические деформации оказываются сопоставимыми (в диапазоне числа циклов 10 —10 ) или существенно большими (в диапазоне числа циклов 10 -5 10 ), чем циклические упругие деформации. При этом в зависимости от типа металлов и условий нагружения (с заданными амплитудами деформаций или напряжений) пластические деформации по мере увеличения числа циклов могут возрастать (циклически разупрочняющиеся металлы), уменьшаться (циклически упрочняющиеся металлы) или оставаться постоянными (циклически стабильные металлы). Указанные особенности поведения металлов при циклическом упругопластическом деформировании обусловливают нестационар-ность местных напряжений и деформащ1Й в зонах концентрации при стационарных режимах внешних нагрузок. Для малоцикловой области уравнения кривых усталости и сами кривые усталости при числах циклов 10 —Ю представлялись не в амплитудах напряжений (как для обычной многоцикловой усталости при числах циклов 10 —10 ), а в амплитудах упругопластических деформаций. [c.40]

В Московском ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физическом институте (МИФИ) на установке для испытания на термическую усталость исследовали трубчатые образцы при повторно-переменном кручении в условиях чистого сдвига с синхронизацией механического деформационного и термического циклов по экстремальным значениям температуры и деформации сдвига, а также при растяжении и сжатии с частотой 2 цикла/мин в интервале температур 650—250° С [10]. Было установлено, что для равноопасных напряженных состояний отношение амплитуд касательных и нормальных напряжений Ат/Ао = 0,572- 0,585, что соответствует положению энергетической теории прочности, а степенные зависимости долговечности от интенсивности полной и пластической деформации достаточно удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными. Кроме того, была показана возможность расчета деталей на термическую усталость при сложнонапряженном состоянии по результатам испытаний на растяжение и сжатие. [c.37]

Смотреть страницы где упоминается термин Амплитуда при расчете на усталость : [c.181] [c.7] [c.145] [c.357] [c.63] [c.212] [c.10] [c.387] [c.416] [c.229] [c.331] [c.210]

Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность Изд3 (1975) -- [ c.175 ]

ПОИСК

Амплитуда

Расчет усталости

Усталость

Усталость Расчет при амплитудах напряжений, меняющихся во времени

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...