20)Предельные напряжения для ассиметричного цикла.

Рассмотрим упрощенную диаграмму предельных напряжений для ассиметричного цикла. Прямая предельных напряжений проходит через характерные точки (значение пределов выносливости) симметричного и от нулевого циклов.

При δm=0 цикл симметричен, поэтому δr=δ-1(точка А). в точке М по условиям построения δr=δ0 при значении абсциссы δm=δ0/2. Поэтому данная точка соответствует отнулевому циклу. Отрезок ОД продолжается до точки С, в которой δr=δb при δm=δb(число статичной нагрузки, вызывающее напряжение равное временному сопротивлению δb). Таким образом, область, расположенная ниже прямой ОС, соответствует статичным напряжениям; область, ограниченная сверху кривой предельных напряжений АМС и снизу прямой ОС, отвечает знакопеременным усталости напряжений, а область, расположенная выше кривой АМС, соответствует значениям механических напряжений, вызываемых повреждением материала.

(Рисунок 10)

Заменим кривую АМ отрезком прямой. Этот отрезок может быть параллелен прямой ОС только в случае

δ-1=δ0/2

В общем виде уравнение этой прямой

δr=δ-1+(tgx)δm

Где Ψδ=(2δ-1-δ-1)/δ0 коэфициент, характеризующий чувствительность металла к асимметрии цикла, и обычно принимающий значение: 0,1…0,2 – для углеродистых сталей и 0,2…0,3 – для легированных сталей.

Окончательное выражение предельных напряжений для асимметричного цикла

δr=δ-1+(1-Ψ0)δm

36)Расчетная схема рамы тележки с учетом действия вертикальных статических сил. Опасное сечение боковины.При расчете рамы тележки расчетная схема выбирается в виде системы стержней, оси которых проходят через центры тяжести поперечных сечений соответствующих элементов рамы, если нагрузки действуют в продольной плоскости симметрии поперечного элемента, или через центры изгиба, если нагрузка действует в одной из главных плоскостей, не являющейся продольной плоскостью симметрии элемента.

Рассмотрим раму тележки как статически неопределимую систему, пренебрегая влияниями концевых балок. В этом случае расчет на прочность производится отдельно для четверти рамы, так как расчетная схема симметрична и отброшенную часть рамы можно заменить заделкой. При такой расчетной схеме максимальный изгибающий момент будет действовать в заделке. Именно это сечение в средней части боковины по оси концевой балки является опасным, т.е. подлежащим проверке на прочность.

Расчет рамы тележек с учетом ее нагружения сосредоточеными и распределенными вертикальными силами показана на (рисунке 14)

x_К - расстояние от шкворневой балки до подвески кузова;

x_Р1, x_Р2 - расстояние от шкворневой балки до шарниров рессорных подвесок;

x_П1, x_П2 - расстояние от шкворневой балки до шарниров поводков букс;

x_Д - расстояние от шкворневой балки до оси подвески тягового двигателя;

z_П1, z_П2 - расстояние от оси боковой балки до осей шарниров поводков букс по оси Z;

z_Ш - расстояние до оси сферического шарнира шкворняБилет

Билет № 15

10)Прочность. Основные теории статической прочности. Коэффициент запаса прочности.

Прочность – способность конструкции ее элементов выдерживать допустимые значения механических напряжений без разрушений.

Существует 5 теорий статической прочности:

6. Теория наибольших нормальных сопротивлений. Эта теория применена только для расчета хрупких материалов(чугун)

7. Теория наибольших линейных деформаций на предположении, что материал независим от сложности напряженного состояния разрушается при превышении наибольшего удлинения или укорочении в одном из направлений предельно допустимой величины. Теория не всегда подтверждается экспериментально.

8. Теория наибольших касательных напряжений. Основана на предположении, что независимо от сложности напряженного состояния текучесть в материале возникает при превышении касательного напряжения предельной величины текучести, получена экспериментально при простом растяжении. Теория дает хорошие результаты для пластичных материалов (мягкая сталь)

9. Теория энергии изменения формы. Основана на предположении, что независимо от сложности напряженного состояния опасность разрушения возникает при превышении удельной потенциальной энергии деформации некоторой критической величины связанной с изменением формы. Эта теория дает хорошие результаты для пластичных материалов

10. Теория прочности материалов, различно сопротивляющихся растяжения и сжатия, эта теория уточняет 4ю теорию прочности и основана на предположении, что опасность разрушения материалов наступает при превышении некоторой определённой величины и потенциальный энергии формоизменения и части изменения объема. Теория дает хорошие результаты для хрупких материалов.

σ=σR/nR

где nR-коэффициент запаса прочности

Гипотеза линейного накопления повреждений. Приведенное к базовому числу циклов амплитудное значение напряжения (КП).

Рассмотрим уравнение кривой усталости в виде

Где σ_ai – амплитуда переменного напряжения; n_i – соответствующий этим амплитудам количества циклов; σ_aприв– амплитудное значение напряжений приведенные к базовому числу циклов.

Тогда согласно гипотезе линейного накопления напряжений

Данное выражение позволяет привести процессы с различными амплитудами напряжения σ_aiи числами циклов N₀ и эквивалентному процессу с постоянной амплитудой σ_aпривпри базовом числе циклов N₀.

Запас усталостной прочности конструкции по максимальным напряжениям с учетом концентрации напряжения

Запас усталостной прочности по амплитуде с учетом концентрации напряжения

Билет №16