2514
.pdf
n |
|
|
|
Т |
|
; n |
|
|
|
Т |
. |
|
Т |
|
a |
|
m |
Т |
|
a |
|
m |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Влияние на усталостную прочность формы детали, размеров и поверхностной обработки учитывают коэффициентами:
1. Коэффициент концентрации напряжений, который зависит от К , К , к , от формы детали: острых кромок, галтелей малых радиусов, отверстий, выточек. Эффективный коэффициент концентрации напряжений.
2.Масштабный коэффициент М, учитывает размеры детали.
3.Коэффициент поверхностной чувствительности п. Теоретическим коэффициентом концентрации напряжений на-
зывают отношение наибольшего местного напряжения к номиналь-
ному при статической нагрузке к |
max |
, значение к в табл. П.16. |
|||
|
|||||
|
|
ном |
|
|
|
|
|
Таблица П.16 |
|||
|
|
|
|
||
Вид концентратора напряжений |
|
к |
|||
Полукруглая выточка при отношении радиуса к диаметру стержня: |
|
|
|||
0,1 |
|
|
|
|
2,0 |
0,5 |
|
|
|
|
1,6 |
1,0 |
|
|
|
|
1,2 |
2,0 |
|
|
|
|
1,1 |
Галтель при отношении радиуса галтели к диаметру стержня: |
|
|
|||
0,0625 |
|
|
|
|
1,75 |
0,125 |
|
|
|
|
1,50 |
0,25 |
|
|
|
|
1,20 |
0,5 |
|
|
|
|
1,10 |
Переход под прямым углом |
|
|
|
2,0 |
|
Острая V-образная выточка (резьба) |
|
|
|
3,0…4,5 |
|
Отверстия при отношении диаметра отверстия к диаметру стержня от |
|
||||
0,1 до 0,33 |
|
|
|
2,0…3,0 |
|
Риски от резца на поверхности изделия |
|
|
|
1,2…1,4 |
|
Влияние на предел прочности не только геометрии, но и свойств материала образца учитывает эффективный коэффициент концентра-
ции напряжений К при переменных напряжениях. К 1 , где -1 и
к1
к1 – пределы усталости гладкого образца и с концентратором.
Связь между к и К следующая: К = 1+q( к -1), где q – коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений, q=0...1.
150
Для серого чугуна q=0; для высокопрочных и ковких чугунов q=0,2...0,4; для высокопрочных легированных сталей до 1.
Влияние внутренней структуры материала при отсутствии влияния формы и качества обработки можно оценить зависимостью: К = =1,2+1,8 10-4 ( В-400), где В – предел прочности, МПа, причем
К =(0,4...0,6)К .
Масштабный фактор – это отношение -1 образца с диаметром dк к пределу усталости 101 с диаметром d=10мм. Значения м приведены в табл. П.17.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П.17 |
||
Масштаб- |
|
|
|
Размеры детали, мм |
|
|
|
||
ные коэф- |
10* |
10…15 |
15…20 |
20…30 |
30…40 |
40…50 |
50…100 |
100…200 |
|
фициенты |
|
||||||||
М |
1 |
1…0,95 |
0,95…090 |
0,90…0,850,85…0,800,80…0,750,75…0,65 |
0,65…0,55 |
|
|||
М |
1 |
1…0,94 |
0,94…0,880,88…0,830,83…0,780,78…0,720,72…0,60 |
0,60…0,50 |
|
||||
Коэффициент поверхностной чувствительности п есть отношение -1 образца с заданной поверхностью обработкой к -1 такого же образца с полированной поверхностью. Обычно п = п . значения которых приведены в табл. П.18.
Таблица П.18
Вид обработки или поверх- |
|
|
|
|
|
п п |
|
|
|
Вид обработки или по- |
п п |
|
||||||||||||||
ностного упрочнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
верхностного упрочнения |
|
||||||||||||||||
Полирование без поверхно- |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
Обдувка дробью |
1,1…2,0 |
|
||||||||||||||
стного упрочнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Шлифование без поверхно- |
|
|
0,97…0,85 |
|
|
Обкатка роликом |
1,1…2,0 |
|
||||||||||||||||||
стного упрочнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чистовое обтачивание без |
|
|
0,94…0,80 |
|
|
Цементация |
|
|
1,2…2,5 |
|
||||||||||||||||
поверхностного упрочнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Черновое обтачивание без |
|
|
0,88…0,60 |
|
|
Закалка |
|
|
|
|
|
|
1,2…2,8 |
|
||||||||||||
поверхностного упрочнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Без обработки и без поверх- |
|
|
0,76…0,50 |
|
|
Азотирование |
|
|
1,2…3,0 |
|
||||||||||||||||
ностного упрочнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С учетом влияния |
всех этих |
коэффициентов максимальное на- |
||||||||||||||||||||||||
пряжение цикла max |
aK |
|
m ; max |
aK |
|
m. |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
M |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
n |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Запасы прочности: по пределу усталости -1: |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
n |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
; n |
|
|
|
|
|
1 |
|
. |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
k |
|
m |
|
|
k |
m |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
При расчетах по -1 имеем:
151
n |
|
|
T |
|
; n |
|
|
T |
|
, где |
|
|
aK |
; |
|
|
aK |
. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
T |
|
k |
m |
T |
|
k |
|
m |
|
m |
|
|
M |
|
n |
|
m |
|
|
M |
|
n |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Общий запас прочности при сложном напряженном состоянии, когда одновременно действуют и касательные, и нормальные напряжения, равен
n |
|
n n |
|
. |
|
|
|
|
|||
|
|||||
|
|
n2 |
n2 |
||
|
|
|
|
||
При повышении температуры предел усталости обычно падает и у гладких образцов, и у образцов с концентраторами.
Величина допускаемого запаса прочности зависит от качества материала, характера действующих нагрузок, вида деформаций, температур и других факторов.
Так определяли запасы прочности лет 20 назад. В настоящее время для всех основных деталей изделия каждой отрасли промышленности установлены запасы прочности на основе длительных испытаний натурных образцов, т.е. самих деталей.
152
Учебное издание
Игорь Антонович Холмянский
Конструирование двигателей внутреннего сгорания
Конспект лекций
* * *
Редактор Н.И. Косенкова
* * *
Подписано в печать 24.12.10
Формат 60 90 1/16. Бумага писчая Гарнитура Times New Roman Оперативный способ печати Усл. п. л. 9,6, уч.-изд. л. 6,9 Тираж 250 экз. Заказ №____
Цена договорная
***
Издательство СибАДИ 644099, г.Омск, ул. П. Некрасова, 10
Отпечатано в подразделении ОП издательства СибАДИ