Циклы напряжений переменных предельные

Циклы напряжений переменных предельные 281, 282 [c.795]

При переменных напряжениях диаграмма предельных напряжений (см. рис. 15.2) характеризует зависимость между средними напряжениями и предельными амплитудами Оа цикла. Любая точка М внутри этой диаграммы соответствует некоторым значениям и рабочего цикла. Точка С характеризует предельные значения напряжений для этого же цикла. Можно написать [c.156]

Чтобы охарактеризовать сопротивляемость материала действию переменных напряжений с различной асимметрией цикла, строится диаграмма предельных напряжений—диаграмма Смита (рис. 20.4.1). [c.348]

Предполагается, что используется нагружение, обычное для усталостных испытаний, т. е. переменная составляющая нагрузки с постоянной амплитудой накладывается на стационарное или среднее значение нагрузки, являющееся постоянной величиной. Реализующиеся в деталях при усталостных испытаниях напряжения можно выразить несколькими способами через среднее напряжение, переменное напряжение, максимум напряжения, минимум напряжения или через соотношение напряжений (отношение минимума напряжений к максимуму или амплитуды переменной составляющей к среднему напряжению и т. д.). Любая пара из этих напряжений необходима и достаточна для описания условий нагружения. Предположим, что нами выбрана произвольная пара указанных напряжений, например Оу и Ог. Тогда для гладкого образца, подвергнутого действию полного напряжения, соотношение между этими двумя напряжениями и количеством циклов, приводящим к разрушению, устанавливается из эксперимента и представляется или в графическом-виде с помощью диаграммы предельных напряжений, или в аналитической форме [c.194]

При длительной работе элементов конструкций под переменными напряжениями с большим числом циклов (исчисляемым миллионами) предельные состояния определяются в основном теми изменениями состояния металла, которые постепенно в нем накапливаются в результате циклического деформирования (процесс усталости). Напряженное состояние в этом случае обычно рассматривают как упругое и неизменное во времени, хотя в состав деформаций входит некоторая доля пластических, особенно на начальных стадиях процесса. Предельное состояние характеризуется теми усилиями и пропорциональными им местными напряжениями в зонах концентрации, которые вызывают зарождение усталостной трещины (в пределах.в основном упругих деформаций) после определенного числа циклов. Условия возникновения трещин определяются критериями усталостного разрушения, отражающими как циклические свойства металла, так и особенности распределения напряжений в зонах концентрации. [c.6]

Накопленные к настоящему времени экспериментальные данные дают возможность проследить за влиянием количества циклов переменной нагрузки на величины предельного напряжения и остаточного удлинения, имеющего место при разрушении материала после определенного количества циклов воздействия переменной нагрузки. [c.5]

Примечание. Коэффициенты я з и С применяют при расчете приведенных к симметричному циклу напряжений из условия эквивалентности по п ,- вычисленным по амплитудам переменных напряже,ний. Коэффициенты (без индекса) применяют при использовании предельной кривой усталости по разрушению, и при приведении к симметричному циклу из условия равенства наклонов предельной и непредельной кривых 0 =ф(ст ) (Т =(р(0 ). В таблице 1] =т /(т —т ), где Tjj—предел прочности при кручении среднее напряжение кручения Tj., Oj, и соответственно нормальные к граням х, у и касательные в площадке ху напряжения. Индексами v п т обозначены вели- [c.86]

Если переход к предельному состоянию осуществляется за счет увеличения числа циклов повторения переменных напряжений при расчете на ограниченную долговечность, запас по долговечности (см. рис. 1.5.4) определяется по формуле [0.171 [c.168]

Влияние постоянных напряжений. Зависимость предельного значения амплитуды переменных напряжений (предела выносливости по амплитуде при асимметричном цикле) Оа,. от среднего (статического) напряжения 0( , действующего в той же точке сечения, показана на рис. 4. [c.599]

При действии переменных напряжений с асимметричным циклом характер диаграммы предельных напряжений (рис. 256) зависит от соотношения пределов усталости, ползучести и текучести [145]. [c.291]

Симметричный цикл напряжений в этом случае напряжения изменяются от нуля до максимума, затем от максимума до нуля, от нуля до минимума и т. д. При переменных напряжениях такого рода предельным напряжением будут пределы выносливости о 1 и т 1. [c.20]

Описываемые испытания проводились при различных циклах напряжения, что позволило построить диаграммы предельных напряжений как для напряжений в основном материале, так и для напряжений в сварном шве (рис. 8.6). Из этих диаграмм видно, что предел выносливости пластин, сваренных комбинированными фланговыми и лобовыми швами, значительно ниже предела выносливости материала сварных швов. При проектировании такого рода соединений необходимо стремиться обеспечить достаточно большую длину сварных швов и такое их расположение, при котором получилось бы благоприятное распределение напряжений в основном материале, способствующее повышению предела выносливости. Иногда считают, что равнопрочная конструкция соединения, при которой вероятность усталостного разрушения по основному материалу и по сварному шву одинакова, обязательно обеспечивает максимальное значение предела выносливости. Усталостные испытания образцов соединений показывают, что это положение не всегда верно. Во многих случаях дальнейшее увеличение длины или сечения сварных швов за пределами равнопрочности соединения приводило к более выгодному распределению напряжений в основном материале и к повышению прочности соединения при переменных напряжениях. Такая возможность повышения прочности не учитывается действующими рекомендациями и проектированию сварных соединений и не отражена в принятых значениях допускаемых напряжений. [c.202]

Какими преимуществами обладают стандартизованные детали (сборочные единицы) при конструировании и выполнении ремонтных работ 7. Что такое стандартизация и унификация деталей и сборочных единиц машин и каково их значение в развитии машиностроения 8. Какие основные требования предъявляются к машинам и их деталям 9. Назовите материалы, получившие наибольшее применение в машиностроении, и укажите общие предпосылки выбора материала для изготовления детали. 10. Какое напряжение называется допускаемым и от чего оно зависит 11. От чего зависит размер предельного напряжения и требуемого (допускаемого) коэффициента запаса прочности 12. Дайте определения цикла напряжений, среднего напряжения цикла, амплитуды напряжения и коэффициента асимметрии цикла напряжений. 13. Какой цикл напряжений называется симметричным, отнулевым, асимметричным 14. Могут ли в детали, работающей под действием постоянной нагрузки, возникнуть переменные напряжения 15. Укажите основные факторы, влияющие на значение допускаемого напряжения и коэффициента запаса прочности. 16. Что следует понимать под табличным и дифференциальным методами выбора допускаемых напряжений 17. Запишите формулу для вычисления допускаемого напряжения при симметричном цикле и статическом нагружении детали. Дайте определения величин, входящих в эти формулы. 18. Запишите формулу для вычисления значения расчетного коэффициента запаса прочности при симметричном цикле напряжений для совместного изгиба и кручения. 19. Укажите основные критерии работоспособности и расчета деталей машин. Дайте определения прочности и жесткости. 20. Сформулируйте условия прочности и жесткости детали. [c.20]

Если асимметрия цикла очень велика, то роль переменных напряжений при оценке прочности может оказаться несущественной и расчет следует проводить по предельному состоянию, как при [c.613]

Обычно коэффициент запаса л детали по разрушению при переменных напряжениях определяют по формулам, полученным с помощью диаграммы предельных циклов (см. рис. 56 и 57). При этом предполагают, что при увеличении интенсивности нагружения тип напряженного состояния не меняется и циклы изменения напряжений остаются подобными. [c.267]

Предельное напряжение при переменных нагрузках — предел выносливости. Допускаемое напряжение при расчетах на усталость определяется в зависимости от характера приложения нагрузки, числа циклов нагружения, концентрации напряжений, качества поверхности, размеров деталей и других обстоятельств. [c.11]

Диаграмма предельных напряжений. Чтобы охарактеризовать сопротивляемость материала действию переменных напряжений с различной асимметрией цикла, строят так называемую диаграмму предельных напряжений (рис. 581). В ней по оси ординат откладывают наибольшее а акс и наименьшее о напряжения цикла, а по оси абсцисс — среднее напряжение цикла ас (диаграмма Смита). Их предельные значения а,, определяются при данной [c.662]

Если асимметрия цикла очень велика, то роль переменных напряжений при оценке прочности может оказаться несущественной и расчет следует проводить по предельному состоянию, как при статической нагрузке. В связи с этим наряду с запасом прочности по усталости [формулы (22.25), (22.26)] следует определять запас прочности и по несущей способности при статическом нагружении. [c.678]

Опыт показывает, что при переменных напряжениях после некоторого числа циклов может наступить разрушение детали, в то время как значения этих напряжений значительно ниже предельных. Причину такого разрушения, которое принято называть усталостным, объясняют следующим. При работе детали в условиях переменных напряжений в материале возникают микротрещины, которые постепенно проникают вглубь. По мере развития трещины поперечное сечение ослабляется, и в некоторый момент происходит [c.181]

Хотя выше рассмотрение велось для фиксированной программы нагружения, выводы в отношении предельного цикла для остаточных напряжений могут быть распространены и на произвольную программу при условии, что последняя обязательно включает наиболее неблагоприятную при действительном механизме разрушения последовательность приложения нагрузок. Такая последовательность всегда может быть выявлена, если известны упругие напряжения, возникающие от каждой из переменных составляющих нагрузок. [c.115]

Прп переменном кручении с асимметричным циклом условия достижения напряжениями предельных значений при -max < г или < Те. [c.449]

Сопротивление усталостному разрушению при плоском и объемном напряженном состоянии для пластичных материалов определяется главным образом величиной переменных касательных напряжений условия достижения предельного напряженного состояния для симметричного цикла с соблюдением синхронности и синфазности напряжений формулируются по гипотезе наибольших касательных напряжений [c.449]

Пример 6, В примерах 1—4 расчет на усталость производился по подобному циклу, т. е. в предположении пропорционального возрастания переменной и статической напряженности при переходе к предельному по прочности состоянию детали. [c.477]

Для переменных напряжений при О/п =7 О, Ста О критерий прочности можно построить на базе диаграммы предельных амплитуд цикла следующим образом. В осях ООтОа (рис. 8.25) для каждого а откладывают в качестве предела выносливости значение Оа- При этом получают некоторую кривую DE, которая называется кривой предельных амплитуд. Если Оа = О, то разрушение происходит при Urn = Ов. Если о = О, ТО разрушбние происходит при Оа = 0-1, где а 1 — предел выносливости при симметричном цикле. Часть кривой предельных амплитуд, примыкающая к оси Оа , которой соответствует малое значение Стд, не может быть определена достоверно. Существует несколько приемов аппроксимации области безопасных сочетаний величин и Оа- Рационально, чтобы наибольшее напряжение в образце не превосходило предела текучести, при этом в нем не возникают большие пластические деформации, т. е. [c.175]

Сопротивление разрушению при переменных напряжениях с асимметричным циклом характеризуется диаграммой предельных напряжений, схематически представленной на рис. 6.13. По оси абсцисс отложены средние напряжения цикла стт, по оси ординат —максимальные Umax и минимальные 0min на стадии возникновения разрушения. При симметричном цикле ордината равна а 1 —пределу выносливости при симметричном цикле. [c.119]

Анализ поведения гладких и надрезанных деталей при различных коэффициентах асимметрии цикла был выполнен О. Пухнером с привлечением линеаризированной диаграммы предельных напряжений (рис, 22). Для гладких деталей прямая АВ ограничивает область предельных переменных напряжений между значениями пределов текучести при растяжении н сжатии. Уравнение этой прямой, выраженное через пределы выносливости при симметричном o i и отнулевом оо циклах напряжений, имеет вид [c.49]

При нагружении с характеристикой цикла R>Ra диаграмма выносливости для гладких деталей выходит за значения предела текучести при растяжении. В этом случае во время первых циклов нагружения в области вершины концентратора материал переходит из упругого состояния в пластическое, что приводит при разгрузке к возникновению в этой области остаточных напряжений сжатия. Предельное максимальное напряжение цикла (Г (oak + omk) при соблюдбнии указанных ранее допушений постоянно и равно пределу текучести при растяжении (Тт.р- В результате этого создается положение, когда независимо от дальнейшего внешнего изменения R реальный коэффициент асимметрии цикла остается постоянным и равным Ra, а сопротивление усталости не изменяется. Соответствующую амплитуду номинального переменного напряжения в этой области можно определить из уравнений (8) и (10) [c.50]

Сложившиеся к настоящему времени методы расчета деталей машин заключаются-в следующем. Вначале определяются статические и динамические усилия и соответствующие им максимальные напряжения в сечениях деталей. Затем эти напряжения сопоставляются с предельными напряжениями (пределом текучести или пределом прочности) для принятого -материала деталей в свою очередь, предельные напряжения находятся из справочных данных. С целью учета возможных ошибок при определении цагрузок и выбора величины предельных напряжений задается запас прочности, т. -е. превышение предельных напряжений над расчетными. Если в сечениях рассматриваемой детали имеют место переменные напряжения, то. выполняется расчет детали на усталость, который учитывает уменьшение ее прочности с увеличением числа циклов приложения переменных напряжений, [c.3]

Для подобных циклов изменения напряжений, когда статическая и переменная часть остаются пропорциональными = onst), а, определяется т как ордината диаграммы предельных напряжений для гладких образцов, соответствующая асимметрии цикла напряжений, определяющих прочность детали [c.364]

Предел усталости или предел выносливости определяется предельным напряжением на разрыв в кГ1мм , которое выдерживает образец после определенного числа циклов испытания переменной нагрузкой. [c.50]

Так как при всех случаях циклов переменных напряжений СТтах = (Ут Оа (а Ога п = сГт—Од), ТО ДЛЯ нахождения величины наибольшего напряжения циклов по кривой предельных амплитуд напряжений следует к ординате данной точки прибавить ео абсциссу. Например, для среднего напряжения ОР максимальное напряжение будет ОР + РВ, а минимальное напряжение -ОР—РВ. Для среднего напряжения = О макспмальное напряжение равно амплитуде напряжений и, следовательно, представляет предел усталости при симметричном цикле. Пересечение кривой предельных ахмплитуд напряжений АВ с линией ОС, расположенной под углом 45° к осям координат, дает точку В, за которо следуют напряжения выше предела текучести. Диаграмма показывает, что наибольшие напряжения цикла не могут быть больше а . [c.146]

Симметричный цикл напряжений. В этом случае напряжения изменяются от нуля до максимума, затем от максимума до нуля, от нуля до минимума. Таким изменениям напряжений подвергается, например, шейка вагонной оси. Когда колесо не вращается, на шейку действует постоянная изгибающая нагрузка. При вращении колеса изгибающее усилие не изменяется по времени, но так как ось вращается, то в ней вознш<ают напряжения, изменяющиеся по симметричному циклу (рис. 6, е). При переменных напряжениях такого рода предельным напряжением будет предел выносливости при изгибе. [c.31]

Симметричный цикл в этом случае напряжения изменяются от нуля до максимума, затем от максимума до нуля, от нуля до минимума и т. д. (рис. 10, в). Примером возникновения такого напряжения может служить шейка вагонной оси во время вращения колеса. При переменных напряжениях такого рода предельным напряжением будет предел выносливости 0 1 при изгибе. Расчетные размеры детали при одинаковых максимальных напряжениях, но разных циклах напряжения (статический, пульсирующий или си.мметричный) будут соответственно возрастать. [c.27]

Усталость материалов. В технике, и особенно в машиностроении, часто встречаются такие условия нагружения, при которых напряжения в детали непрерывно меняются, колеблясь между некоторыми предельными значениями. Такой переменный характер напряжений может быть или следствием переменности во времени самой нагрузки (усилие в штоке и шатуне паровой машины), или следствием периодически меняющегося положения детали по отношению к нагрузке (ось железнодорожного вагона, вращающийся вал, изгибаемый натяжением ремней передачи). Такие напряжения часто называют циклическими напряжениями. Совокупность всех значений, которые последовательно принимает напряжение в данной точке — от наибо льшего значения до наименьшего и вновь до наибольшего, называется циклом напряжения. [c.287]

Размер предельного напряжения зависит прежде всего от матершиа у стали о прея больше, чем у дерева вида деформации, например чугун в 2...3 раза лучше работает на сжатие, чем на растяжение. На значение предельного напряжения (особенно в случае напряжений, переменных во времени) влияют также и размеры детали (их возрастание приводит к уменьшению предельного напряжения), характер изменения напряжений ео времени (в частности, при симметричном цикле напряжений предельное напряжение существенно меньше, чем при статическом нагружении), качество обработки поверхности и состояние поверхностного слоя детали (чем больше параметры шероховатости г. Ra поверхности, тем выше предельное напряжение). На значение предельного напряжения влияет также и форма детали—наличие зон концентрации напряжений. [c.16]

На рис. 83 показан пример гистограммы режима работы зубчатой передачи для случая, когда последняя работает с переменной нагрузкой. За номинальную обычно принимают наибольшую из длительно действующих нагрузок (по гистро-грамме момент Aimax)- Для номинальной нагрузки устанавливают эквивалентное число циклов напряжений по которому, используя кривую выносливости, находят допускаемые напряжения (см. ниже). На рис. 204 показана кривая выносливости в логарифмических координатах. Здесь Onv — предельное напряжение по условию статической прочности, Мцо — базовое число циклов напряжений (см. гл. III), Кцст — число циклов напряжений, при котором предельное напряжение по условию усталостной прочности совпадает с таковым по условию статической прочности. [c.289]

Больший эффект обкатки роликами галтелей валов из чугуна объясняется тем, что благодаря неравнопрочности чугуна при растяжении и сжатии с увеличением среднего сжимающего напряжения предельная амплитуда переменного напряжения сильно возрастает. В галтелях валов при их обкатке возникают остаточные сжимающие напряжения, которые преобразуют симметричный цикл напряжений в наиболее напряженной зоне вала в асимметричный с преобладанием сжимающих напряжений. [c.274]

Имеется лишь небольшое количество достоверных сведений, которые можно приложить к примерам, в которых отношения и 01/03 не остаются постоянными во время цикла нагружения. Гаф исследовал ) случай, в котором статический изгиб и кручение были наложены на симметричный цикл напряжений. Было найдено, что влияние моментов статического нагружения на. предельные значения переменных моментов было весьма мало ) и что для вычисления предельных значений переменных напряжений 1ложно воспользоваться эллипсом того же типа, что и на рис. 319. Оси эллипса равны диапаг аонам переменных напряжений ) при изгибе и кручении. Диапазоны находятся в соответствии с приложенными статическими напряжениями, так как последние являются в этом случае средними напряжениями. [c.401]

При циклических (переменных) нагрузках (рис. 1.2) за предельное напряжение принимается предел выносливости (усталости) соответствующего цикла нагружения (симметричного t i, пульси> рующего ао или асимметричного Ог (рис. 1.3) . [c.9]

При сложном напряженном состоянии, характеризуемом синхронными переменными нормальными напряжениями amax = (Tm aa И касательными Tmax= m Гa, ззпа-сы прочности определяются из условия сопротивления усталостному разрушению (6.19) или (6.20) при действии напряжений с симметричным циклом. Для этого переход к предельному состоянию рассматривается при пропорциональном возрастании Оа и Та на величину запаса прочности п. Тогда из соотношения (6.19) [c.126]

Для того чтобы охарактеризовать сопротивляемость металла действию переменных напряжений с различной асимметрией цикла, строят так называемую диаграмму Смита или диаграмму предельных напряжений при асимметричных циклах (рис. 6). По оси ординат откладывают наибольшее напряжение цикла Omai, а по оси абсцисс — среднее напряжение цикла От- Линия САВ на этой диаграмме соответствует предельным по разрушению условиям. Точки, лежащие ниже этой линии, характеризуют те сочетания От и Ошах, которые не вызывают разрушения при числе циклов до Л б Точки, лежащие выше линии САВ, характеризуют те сочетания напряжений От и Ятах. при которых разрушение происходит при числе циклов A [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...