Контрольная работа: Резьбовые соединения

Характеристика цикла (рис. 1.3)

1. Принят синусоидальный закон колебаний (рис. 1.3, а ).

2. Время одного цикла называют периодом Т . Если задан ресурс L , то общее число циклов N = L / T .

3. Наибольшее s_max и наименьшее s_min напряжения – величины алгебраические (со знаками).

4. Коэффициент асимметрии цикла R = s_min / s_max .

5. Среднее напряжение s_m = (s_max + s_min ) / 2 = 0,5 (1 + R ) s_max – постоянная составляющая цикла.

6. Амплитуда s_а = (s_max – s_min ) / 2 = 0,5 (1 – R ) s_max – переменная часть цикла, наиболее опасная для прочности, показывающая размах колебаний относительно среднего постоянного уровня.

Если |s_max | ¹ |s_min |, то цикл называют асимметричным .

Если s_min = 0, то R = 0, s_m = s_а = 0,5s_max – цикл отнулевой (рис. 1.3, б ).

Если |s_max | = |s_min | и s_max > 0, а s_min < 0 (рис. 1.3, в ), то R = –1, s_m = 0, s_а = s_max – цикл симметричный , самый опасный для прочности (s_а = s_max ).

Если R = +1, то s_max = s_{min .} По величине и по знаку – это постоянные напряжения .

Примечание. Все, что касается в этом разделе нормальных напряжений s, относится

и к касательным напряжениям t с заменой в формулах символа s на t.

Во всех реальных деталях имеются микротрещины, включения, несплошности, нарушения структуры, т.е. дефекты . При переменных напряжениях микротрещины (и другие дефекты), развиваясь (с наработкой числа циклов), приводят к усталостной трещине , которая проникает в глубь сечения и вызывает усталостное разрушение детали. Процесс накопления повреждений называют у сталостью . Усталостное разрушение происходит при меньших напряжениях, чем s_В или s_Т .

1.3.2 Пределы выносливости

Циклическая долговечность материалов при переменных напряжениях характеризуется кривыми усталости (кривыми Велера). Кривые усталости (рис. 1.4) получают экспериментально на стандартных образцах, задавая им различные величины напряжений s_max и фиксируя число циклов N , при которых происходит разрушение образцов.

Уравнение кривой усталости: s_i ^q N_i = C ,

где С – постоянная, соответствующая условиям проведения эксперимента.

Пределом выносливости материала называют максимальное напряжение, которое может выдержать образец материала при наработке заданного числа циклов.

Как показывает опыт, кривые усталости имеют два характерных участка : левый наклонный и правый горизонтальный (рис. 1.4). Абсциссу точки перелома N _lim (N_G ) кривой усталости называют базовым числом циклов , а соответствующий ему предел выносливости – пределом длительной выносливости (или базовым) s_limb (s_R ). Например, для образцов черных металлов N _lim = 10⁷ , для цветных сплавов N _lim = (5…10) 10⁷ .

Рис. 1.4

При N < N _lim имеет место предел ограниченной выносливости s_lim (s_RN ).

Как видно из рис. 1.4, чем выше напряжение s, тем раньше начнется усталостное разрушение.

Связь между пределами выносливости по уравнению Велера:

s_lim ^q N = s_limb ^q N _lim , откуда s_lim = s_limb K_L ,

где K_L = (N _lim / N )^{1/ q} называют коэффициентом долговечности.