24. Расчет на прочность при действии переменных напряжений, усталость, выносливость, кривая усталости, предел выносливости

Причины образования переменных напряжений: (т.к. G=N/A) либо площадь поперечного сечения А, либо силы N,Q–переменные.

G=6F/ (bh²)

G=6F/ (b²h) Усталость (усталость на разрушение) – явление или процесс разрушения материала элемента конструкции под действием переменных напряжений.

Выносливость-способность материала конструкции противодействовать усталостным напряжениям.

Критерием расчета на прочность при переменных напряжениях является предел выносливости.( G_R)

G_R, МПа – макс. Значение переменных напряжений, при кот. не происходит разрушение материала за неограниченно большое количество циклов. Определяется экспериментально на образцах отдельных материалов. Данные оформляются в виде кривой усталости.

Кривая усталости (кривая Вёлера) - графич. изображение способности материала сопротивляться усталостному разрушению (зависимость макс. напряжения цикла от числа циклов до разрушения). Различают 2 осн. типа К. у.: 1) по достижении определ. напряжения число циклов до разрушения практически перестаёт изменяться при дальнейшем уменьшении напряжения; 2) при увеличении напряжения число циклов до разрушения непрерывно уменьшается. В зависимости от типа К. у. применяют разные способы определения предела выносливости (усталости).

25. Циклы переменных напряжений,параметры цикла

Многие детали машин за время своей службы многократно подвер­гаются действию периодически изменяющихся во времени нагрузок (напряжений). При установившемся режиме изменение напряжений во времени носит повторяющийся характер. Через определенный промежуток времени происходит точное повторение напряжений. Цикл напряжений – совокупность всех значений напряжений за период цикла.(еще можно сказать,что это однократная смена напряжений).

Переменные напряжения влияют на усталостную прочность деталей. При действии повторно-переменных нагрузок разрушение происходит в результате постепенного развития трещины, называемой обычно трещиной усталости. Изменение напряжений во времени происходит по закону, близкому к синусоиде.

Цикл переменных напряжений характеризуется:

максимальным по алгебраической величине напряжением ;

2)минимальным напряжением

средним напряжением

Среднее напряжение цикла - постоянная во времени (статическая) со­ставляющая цикла (положительная или отрицательная).

4) амплитуда цикла

Амплитуда напряжений цикла - наибольшее (положительное) значение переменной составляющей цикла напряжений. 5) коэффициентом асимметрии цикла R= /

26. Параметры циклов пременных напряжений симметричного и отнулевого циклов.

симметричный цикл – максимальное и минимальное напряжения равны по абсолютной величине и противоположны по знаку. Примером такого цикла может служить закон изменения напряжений в колесной паре железнодорожного вагона .Так же изменяются напряжения в мембране динамика акустической системы.

σ max = −σ min , R= -1

отнулевой (характерен для касательных напряжений) цикл – максимальное или минимальное напряжения равны нулю.

σ_min=0 или σ_max=0, R=0 или R=∞

По отнулевому циклу изменяются напряжения в канале орудийного ствола при выстреле. Зуб зубчатой пары, входя в зацепление, испытывает напряжение изгиба. По выходе из зацепления напряжения в зубе падают до нуля.