Реферат: Расчет на прочность при напряжениях, циклически изменяющихся во времени

На рис. 12.9 даны значения коэффициентов концентрации при кручении ат и kт, a на рис. 12.10—для растяжения сжатия.

Для определения эффективных коэффициентов концентрации при других отношениях следует пользоваться формулой

(10)

где (ko)0 — эффективный коэффициент концентрации, соответствую­щий отношению ;

— поправочный коэффициент, определяемый по рис. 12.11, при этом кривая 1 дает значение при изгибе, кривая 2 — при кручении.

Б. Влияние абсолютных размеров детали

Опыты показывают, что чем больше абсолютные размеры детали, тем меньше предел выносливости. Отношение предела выносливости детали размером dк пределу выносливости лабораторного образца подобной конфигурации, имеющего малые размеры (d0 = 6 12 мм), называют коэффициентом влияния абсолютных размеров сечения (или масштабным фактором):

— для нормальных напряжений;

— для касательных напряжений.

Коэффициенты влияния абсолютных размеров сечения могут определяться и на образцах с концентрацией напряжений. В этом случае

При этом как деталь размером d, так и образец размера d0 должны иметь геометрически подобную конфигурацию.

На рис. 12.12 приведен график значений . Кривая 1 соответствует мягким углеродистым сталям с пределом прочности = 4050 кГ/мм2, кривая 2 — высокопрочным легированным сталям с пределом прочности — 120140 кГ/мм2:

При промежуточных значениях предела прочности следует произ­водить интерполяцию между кривыми.

Из-за отсутствия достаточного количества экспериментальных данных о коэффициентах (при кручении) можно приближенно принимать, что «.

Следует отметить, что экспериментальных данных для определения и еще недостаточно.

В. Влияние качества поверхности и упрочнения поверхностного слоя

Опыты показывают, что плохая обработка поверхности детали снижает предел выносливости. Влияние качества поверхности связано с изменением микрогеометрии и состоянием металла в поверхностном слое, что в свою очередь зависит от способа механической обработки.

??? ?????? ??????? ???????? ??????????? ?? ?????? ???????????? ???????? ??????????? {5, ?????? ????????? ??????? ???????????? ?????? ? ?????? ?????????? ???????????? (?-]?) ? ??????? ???????????? ????????? ????????????? ??????? (? ?)

На рис. 12.13 приведен график значений β в зависимости от предела прочности σв стали и вида обработки поверхности. При этом кривые соответствуют следующим видам обработки поверхности: 1 — полирование, 2 — шлифование, 3 — тонкая обточка, 4 — грубая обточка, 5 — наличие окалины.

Различные способы поверхностного упрочнения (наклеп, цементация, азотирование, поверхностная закалка токами высокой частоты и т. п.) сильно повышают значения коэффициента качества поверхности β, и он может достигать значений, больших единицы: 1,5 — 2 и даже более вместо 9,6—0,8 для деталей без упрочнения. Таким образом, путем поверхностного упрочнения деталей можно в 2—3 раза повысить усталостную прочность деталей машин.

Подробные данные о величине β в зависимости от способа упроч­нения поверхностного слоя приводятся в справочниках, например в «Справочнике машиностроителя», т. 3.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА ПРОЧНОСТИ ПРИ СИММЕТРИЧНОМ ЦИКЛЕ

С учетом совместного влияния перечисленных выше факторов предел выносливости реальной детали будет меньше предела выносливости лабораторного образца. Он вычисляется по формуле

(11)

Зная максимальное напряжение симметричного цикла, при котором должна работать данная деталь, можно найти запас прочности по усталости

(12)

Аналогично определяется коэффициент запаса прочности и при кручении

(13)