Кривая усталости – базовое число
циклов
Число циклов ограничивают некоторым пределом, который называют базовым числом циклов или базой испытаний. Этот предел соответствует горизонтальному участку кривой усталости
При испытаниях на изгиб, например, Nб = 4· 106 циклов Для черных металлов базовое число циклов Nб=107
Кривая усталости
Кривые усталости для цветных металлов не имеют горизонтальных участков
В таких случаях устанавливается предел ограниченной выносливости
(σ–1N) для принятой базы испытаний (Nб = 108)
Кривая усталости
Кривая усталости
Для какого типа цикла (r) нужно строить кривую усталости и проводить эксперименты?
Кривая усталости
Диаграмма строится в координатах: предельные напряжения σmax/min – амплитуда цикла σa
Усталостные испытания для трех режимов:
1 – симметричный цикл нагружения (r=–1, σmax =-σmin=σ-1, σm=0)
2 – отнулевой цикл
(r=0, σmax= σ0, σmin= 0, σm= σ0/2) 3 – статическое растяжение
(r=1, σmax= σmin = σm= σв)
Диаграмма предельных напряжений (диаграмма Смита)
Кривая усталости
Луч, характеризующий циклы с одинаковой асимметрией
tg |
( |
) |
σ |
2 ∙ σ |
2 |
|
= σ |
= σ + σ |
= 1+ |
||||
|
β |
Диаграмма предельных напряжений (диаграмма Смита)
Кривая усталости
Диаграмма строится в координатах: среднее напряжение цикла σm – амплитуда цикла σa
Усталостные испытания для трех режимов:
1 – симметричный цикл нагружения (r=–1, σa=σ-1, σm=0)
2 – отнулевой цикл
(r=0, σa=σm= σ0/2)
3 – статическое растяжение (r=1, σa=0, σm= σв)
Диаграмма предельных амплитуд (диаграмма Хейга)
Кривая усталости
Луч, характеризующий циклы с одинаковой асимметрией
tg |
( |
) |
σ |
σ − σ |
1− |
|
= σ |
= σ + σ |
= 1+ |
||||
|
β |
Диаграмма предельных амплитуд (диаграмма Хейга)
Кривая усталости - малоцикловая
В области малых чисел циклов, когда разрушение определяет пластическая составляющая деформации (Np < 103 )
уравнение Коффина-Мэнсона, для знакопеременного наргужения
пл= 14 (1 −1 )∙ −
При малоцикловой долговечности более 104 циклов упругая составляющая деформации играет важную роль
пл = 14 (1 −1 )∙ − + −1 ∙ 0 ∙ −
Кривая усталости –
асимметричный цикл
Деформация нулевого полуцикла
0 = |
1 |
|
1 |
∙ |
1− |
∙ |
− 2 |
+ |
− 1 |
∙ |
1 |
|
4 |
(1 − ) |
2 |
|
|
−1 ∙ |
1+ |
||||||
|
|
|
|
|
|
1− |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − |
Речкин В.Н., Вяткин Ю.А. Теория пластичности и ползучести. Лекции для студентов. СарФТИ НИЯУ МИФИ, 2016. – 26 с.