Контрольная работа: Резьбовые соединения

На основании принципа независимости действия сил любое сложное напряженное состояние можно разложить на простые виды: растяжение , сжатие , изгиб , сдвиг (кручение), срез – это внутренние напряжения в сечениях деталей.

На поверхности соприкосновения (контакта) двух деталей под нагрузкой возникают поверхностные напряжения . Если размеры площадок контакта одного порядка с другими размерами деталей, то говорят о напряжениях смятия s_см . Если хотя бы один из размеров площадки контакта существенно мал по сравнению с другими размерами, то возникают контактные напряжения .

Исследованием контактных напряжений занимался Генрих Герц (Hertz ). В его честь эти напряжения обозначают с индексом «Н »: s_Н , τ_Н .

В «Теории упругости» различают две контактные задачи :

а) с первоначальным (до приложения нагрузки) контактом по линии ,

8

????????, ?????? ???? ????????? ?? ????? ?????????? (???. 1.1);

Вследствие упругих деформаций под действием сжимающей нагрузки w = F / l линия контакта переходит в узкую полоску шириной 2а (2а << r), на которой возникают контактные напряжения s_Н , изменяющиеся по эллиптическому закону.

Формула Герца для первоначального контакта по линии :

s_Н = Z_E (w / r_пр )^1/2 £ [s_H ], (1.1)

где w = F / l – удельная (на 1 мм длины линии контакта) линейная нагрузка, Н/мм; Z_E – коэффициент влияния механических свойств материалов деталей;

1/ r_пр = 1/r₁ ± 1/r₂ – приведенная кривизна поверхностей контакта: r₁ и r₂ – радиусы кривизны. Знак плюс – контакт двух выпуклых тел (рис. 1.1), знак минус – контакт выпуклого r₁ и вогнутого r₂ тел .

Рис. 1.1 Рис. 1.2

б) с первоначальным контактом в точке , например, сжатие шара на плоскости (рис. 1.2).

Числовые значения s_Н намного превышают другие виды напряжений и даже пределы текучести s_Т и прочности s_В . Например, в подшипниках качения s_{Н max} = = 4200 МПа, а s_Т = 1700 МПа и s_В = 1900 МПа у стали ШХ15 для них.

Кроме s_Н , в зоне контакта возникают также касательные напряжения

t_{Н max} = 0,3s_{Н max} в точке, отстоящей от поверхности контакта на глубину 0,78а .

Отсутствие мгновенного разрушения объясняется тем, что в зоне действия s_Н и t_Н материал находится в условиях всестороннего объемного сжатия .

Рассчитав величины отдельных составляющих напряжений, по принципу суперпозиции (наложения) с учетом векторного характера, можно определить суммарное или эквивалентное напряжение s_Е . Например, для совместных напряжений изгиба s и кручения t: s_Е = (s² + 3t² ) ^1/2 £ [s].

По критерию [s] делают оценку прочности изделия.

Виды прочностных расчетов

9

Проектировочный расчет ? ??? ???????? ????????? ? ????????? ????????? (??????????? ???????????) ?????????? ?????????? ??????? ??????? ??????. ??? ориентировочный, предварительный расчет , ??? ??? ??????? ???????????? ??????????? ?????????? ?????????? ?? ????????????? ????????.

Проверочный расчет – при заданных нагрузках, размерах и форме детали определяют фактические значения напряжений или коэффициентов безопасности. Это основной и окончательный вид расчета , дающий оценку прочности.

1.3 Расчет на сопротивление усталости при переменных напряжениях

1.3.1 Переменные напряжения

Нагрузка – это общее понятие силы, момента силы, давления. Нагрузки делят на статические и динамические.

Статическая нагрузка – постоянная или мало изменяющаяся во времени, которая не вызывает колебаний системы и приводит к постоянным напряжениям .

Динамическая нагрузка изменяется во времени, вызывает появление колебаний и переменных напряжений .

Переменные напряжения могут возникать и при постоянной нагрузке , если рассматриваемая фиксированная точка (сечение) тела изменяет свое положение во времени относительно неподвижной нагрузки, т.е. в движущихся деталях.