Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зозуля В.В. -> "Механика материалов" -> 68

Механика материалов - Зозуля В.В.

Зозуля В.В., Мартыненко А.В., Лукин А.Н. Механика материалов — Х.: Национальный университет внутренних дел, 2001. — 404 c.
ISBN 966-610-055-Х
Скачать (прямая ссылка): mehanikamaterialov2001.djvu
Предыдущая << 1 .. 62 63 64 65 66 67 < 68 > 69 70 71 72 73 74 .. 91 >> Следующая

напряжения, при котором материал не разрушается при любом числе циклов.
Это напряжение называется пределом выносливости или пределом усталостной
прочности и обозначается ст,. .Индекс г - коэффициент асимметрии, для
симметричного цикла г = =-1. Опыты показывают, что для
299
большинства черных металлов кривая выносливости и ее асимптота
практически сливаются при N = 107, это число циклов называется базой.
Исходя из этого полагают, что если образец не разрушился до 107 циклов,
то он не разрушится и при более длительных испытаниях.
Из рассмотрения характера кривой выносливости для цветных металлов
(рис.20.7) видно, что она не с ростом N спадает постепенно, не имеет
асимптоты ни при каком числе циклов. Это значит, что для таких материалов
не существует такого числа циклов, выдержав которое, образец не
разрушился бы и при дальнейших испытаниях, т.е. не существует истинного
предела выносливости. Поэтому в подобных случаях за базу испытаний
принимают N = 108 , а максимальное напряжение при котором образец не
разрушается при таком числе циклов называется условным пределом усталости
.
Если максимальные напряжения цикла превышают предел усталостной
прочности, то в материале образца будут развиваться усталостные трещины,
что приведет к его разрушению.
По кривой Веллера часто бывает трудно определить предел усталостной
прочности, так как она медленно приближается к асимптоте. Поэтому при ее
построении часто используют в качестве абсциссы не N, a 1/N или InTV.
Соответствующие графики представлены на рис.20.8 и рис.20.9.
Рис.20.8
300
¦л-1----------------------------------------------------->
Рис.20.9
По этим графикам предел выносливости определяется более точно.
При испытаниях на усталость наблюдается большой разброс экспериментальных
данных и для получения достоверных данных требуется испытание большого
числа образцов с последующей статистической обработкой результатов.
Поэтому испытания на усталость являются трудоемкой и длительной
операцией. В связи с этим представляет большой практический интерес
установление связи между пределом выносливости с известными прочностными
характеристиками материала. На основании многочисленных экспериментальных
данных установлены следующие эмпирические зависимости:
а) для черных металлов: п
= (0.4ч-0.5)ав - при изгибе; ст(r)! = 0.28а в - при растяжении-сжатии; т_!
= 0.22а в - при кручении.
б) для цветных металлов: п
a"j = (0.24ч-0.5)ав - при изгибе.
в) для стали:
a(r)j = 0.7а "jj х_! = 0.55а "j.
г) для чугуна:
а(r) = 0.65а х_! = 0.8а "j.
Приведенные выше соотношения следует применять с осмотрительностью, т.к.
они являются весьма приближенными.
301
Из вышесказанного следует, что предел усталостной прочности не является
характеристикой, только свойств материала, как например для упругости
коэффициент Пуассона. Он зависит так же от условий эксперимента, а
расчетное напряжение для образца не определяет полностью процесс
усталостного разрушения.
20.4 Влияние параметров цикла на усталостную прочность материалов
На величину предела усталостной прочности образцов и деталей влияет целый
ряд различных факторов. Кроме физических свойств материалов к ним
относятся: параметры циклов, концентрация напряжений, абсолютные размеры
образца, состояние его поверхности и Др.
Процесс образования и распространения усталостных трещин связан с
накоплением пластических деформаций. Поэтому, как следует из опыта, на
усталостную прочность влияют в основном наибольшие и наименьшие
напряжения цикла и не влияет закон изменения напряжений внутри цикла.
Следовательно, циклы, показанные на рис.20.4 равноценны с точки зрения их
влияния на усталостную прочность. Учитывая это для упрощения все
испытания обычно выполняются только при синусоидальном цикле, т.е. при
ст =стт +стд sinatf
Основное влияние на усталостную прочность материала оказывает коэффициент
асимметрии г = т.е. ст = f(r) = ar.
^ max
Характер этой зависимости устанавливают экспериментально. Для этого
изготавливают (6-7) партий одинаковых образцов по (6-10) штук в каждой
партии. Каждую партию образцов испытывают при постоянных средних
напряжениях и различных амплитудах. В результате испытаний каждой партии
образцов определяют наибольшую амплитуду напряжений ста, при которой
образец не разрушается ни при каком числе циклов. По результатам
испытаний строят график зависимости ста = /(стт), который называется
диаграммой усталостной прочности или диаграммой предельных циклов
(рис.20.10).
По оси ординат диаграммы откладывается значение амплитудного стд, а по
оси абсцисс стт - среднего напряжения предельного цикла.
302
Каждая пара напряжений, определяющая предельный цикл, изображается точкой
на кривой АВ (рис.20.10). Эта кривая на оси ординат отсекает отрезок АО,
равный пределу выносливости для симметричного цикла ст_15 а на оси
абсцисс - отрезок ОВ, равный пределу прочности ств. Очевидно, что
Рис.20.10
303
При симметричном цикле стт = 0 и следовательно предел усталости ст_!
Предыдущая << 1 .. 62 63 64 65 66 67 < 68 > 69 70 71 72 73 74 .. 91 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed