- •Пример 5.
- •Решение.
- •1. Статическая сторона задачи.
- •1. Статическая сторона задачи.
- •1. Статическая сторона задачи.
- •2. Геометрическая сторона задачи.
- •4. Определение неизвестных.
- •1.Статическая сторона задачи.
- •2. Геометрическая сторона задачи.
- •1. Статическая сторона задачи.
- •2. Геометрическая сторона задачи.
- •Главная
- •Раздел 11. Усталость материалов и конструкций
- •1. Характеристики сопротивления усталости конструкционных материалов, используемые в расчётах на прочность при многоцикловом нагружении
- •1.1. Циклы напряжений. Характеристики цикла.
- •1.2. Разновидности циклов напряжений
- •1.3. Характеристики сопротивления усталости при регулярном нагружении
- •1.4. Разновидности уравнений кривых усталости
- •1.4.1. Уравнения кривых усталости
- •1.4.2. Схематизированные кривые усталости для сталей
- •2. Расчетные методы оценки характеристик сопротивления усталости материалов и конструкций (детерминированный подход)
- •2.1. Расчет предела выносливости материала при симметричном цикле напряжений
- •2.1.1. Оценка предела выносливости при переменном изгибе
- •2.1.2. Оценка предела выносливости при переменном растяжении-сжатии
- •2.1.3. Оценка предела выносливости при переменном кручении
- •2.2. Расчет характеристик сопротивления усталости конструкционных материалов при асимметричном цикле напряжений
- •2.2.1. Расчет предельной амплитуды цикла по методу м.Н. Степнова
- •2.2.2. Расчет предельной амплитуды цикла по методу р. Хейвуда
- •2.3. Расчетный метод построения кривых усталости при симметричном цикле напряжений
- •2.3.1. Метод м.Н. Степнова - с.П. Евстратовой
- •2.3.2. Построение схематизированных кривых усталости для сталей
- •2.4. Расчетный метод построения кривых усталости при асимметричном цикле напряжений
- •2.4.1. Метод р. Хейвуда
- •2.4.2. Метод Степнова м.Н.
- •2.5. Построение диаграммы предельных амплитуд при отсутствии концентрации напряжений
- •2.5.1. Метод Степнова м.Н.
- •2.5.2. Метод р. Хейвуда
- •2.6. Построение диаграммы пределов выносливости предельных максимальных напряжений цикла
- •Сплошная линия — , штриховая линия — .
- •2.7. Расчетный метод определения коэффициента чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений
- •2.7.1. Экспериментальный метод
- •2.7.2. Эмпирический метод
- •2.7.3. Теоретический метод
- •2.8. Расчетный метод оценки эффективного коэффициента концентрации напряжений
- •2.8.1. Метод г. Нейбера
- •2.8.2. Метод р.Петерсона
- •2.8.3. Метод р. Хейвуда
- •2.8.4. Метод Зибеля-Штилера (по гост 25.504-82)
- •2.8.5. Метод в.П. Когаева
- •2.9. Расчетный метод оценки коэффициента влияния абсолютных размеров поперечного сечения при отсутствии концентрации напряжений
- •2.10. Расчетный метод оценки коэффициента, учитывающего совместное влияние концентрации напряжений и абсолютных размеров поперечного сечения
- •2.11. Расчет предела выносливости детали при симметричном цикле нагружения с учетом технологических и конструкционных факторов. Метод в. П. Когаева
- •2.11.1. Коэффициент влияния шероховатости поверхности
- •Рис 2.15. Зависимость коэффициента влияния шероховатости поверхности от предела прочности стали: 1- полирование, 2 - шлифование; 3 - тонкое точение; 4 - грубое точение; 5 - наличие окалины.
- •2.11.2. Коэффициент влияния поверхностного упрочнения
- •2.12. Расчетный метод оценки коэффициента чувствительности к асимметрии цикла напряжений с учетом технологических и конструкционных факторов
- •2.13. Расчетный метод построения диаграммы предельных амплитуд при наличии концентрации напряжений
- •2.13.1. Метод Серенсена с.В., Кинасошвили р.С.
- •2.13.2. Метод Ганна
- •2.13.3. Метод Хейвуда
- •2.13.4. Метод Степнова м.Н.
- •2.14. Расчетный метод оценки коэффициента чувствительности к асимметрии цикла напряжений с учетом их концентрации
- •3. Методы ускоренных и форсированных испытаний на усталость
- •3.1. Ускоренный метод Про для оценки медианы предела выносливости
- •Рис 3.1. Схема испытаний с непрерывно возрастающей амплитудой цикла напряжений.
- •3.2. Ускоренный метод испытания на усталость Эномото
- •3.3. Оценка предела выносливости методом Локати
- •3.4. Оценка параметров уравнения кривой усталости по результатам форсированных испытаний
- •3.5. Оценка параметров уравнения кривой усталости по результатам испытаний с возрастающей амплитудой цикла напряжений
- •4. Оценка характеристик рассеяния усталостных свойств на основании результатов испытаний на усталость форсированным и ускоренным методами
- •4.1. Некоторые эмпирические закономерности рассеяния характеристик усталости
- •4.2. Оценка коэффициента вариации предела выносливости по результатам испытаний на высоких уровнях амплитуды цикла напряжений
- •4.3. Ускоренный метод оценки дисперсии предела выносливости
- •4.4. Построение кривой распределения предела выносливости по результатам испытаний на усталость с возрастающей амплитудой цикла напряжений
2.11.2. Коэффициент влияния поверхностного упрочнения
Коэффициент влияния поверхностного упрочнения для сталей определяют на основании данных, приведенных в таблице 2.10 [8].
Таблица 2.10. Влияние технологических методов поверхностного упрочнения на пределы выносливости сталей при переменном изгибе и растяжении-сжатии
Поверхностная закалка с нагрева ТВЧ (глубина закаленного слоя 0,9-1,5 мм) | |||
|
для образца диаметром, мм | ||
|
Вид образца |
7-20 |
30-40 |
Без концентрации напряжений |
1.30 – 1.60 |
1.20 – 1.50 | |
С концентрацией напряжений |
1.60 – 2.80 |
1.50 – 2.50 | |
Химико-термическая обработка | |||
Характеристика химико-термической обработки |
Вид образца |
для образца диаметром, мм | |
8 – 15 |
30 – 40 | ||
Азотирование при глубине слоя 0,1–0,4 мм |
Без концентрации напряжений |
1.15 – 1.25 |
1.10 – 1.15 |
С концентрацией напряжений (поперечное отверстие, надрез) |
1.90 – 3.00 |
1.30 – 2.00 | |
Цементация при глубине слоя 0.2–0.6 мм |
Без концентрации напряжений |
1.20 – 2.10 |
1.10 – 1.50 |
С концентрацией напряжений |
1.50 – 2.50 |
1.20 – 2.00 | |
Цианирование при глубине слоя 0.2 мм |
Без концентрации напряжений |
1.80 |
- |
Поверхностный наклеп | |||
Способ обработки |
Вид образца |
для образца диаметром, мм | |
7 – 20 |
30 – 40 | ||
Обкатка роликом |
Без концентрации напряжений |
1.20 – 1.40 |
1.10 – 1.25 |
С концентрацией напряжений |
1.50 – 2.20 |
1.30 – 1.80 | |
Обдувка дробью |
Без концентрации напряжений |
1.10 – 1.30 |
1.10 – 1.20 |
С концентрацией напряжений |
1.40 – 2.50 |
1.10 – 1.50 |
Поверхностное пластическое деформирование (обработка роликами, обдувка дробью, алмазное выглаживание и т. д.) магниевых и алюминиевых сплавов при отсутствии концентрации напряжений обеспечивает значение =1.25...1.30.
При наличии концентрации напряжений = (0.7...0.9) , где — теоретический коэффициент концентрации напряжений [1].
Нижнее значение сомножителя при соответствует высоким уровням концентрации напряжений ( = 2.5...3.5), а верхние значения – для <2.0.
Расчет предела выносливости при переменном кручении производят по формулам (2.101) и (2.102) путем замены на .
2.12. Расчетный метод оценки коэффициента чувствительности к асимметрии цикла напряжений с учетом технологических и конструкционных факторов
Изложенная ранее методика расчета и даёт возможность оценить эту характеристику для гладких лабораторных образцов из рассматриваемого конструкционного материала, т.е. без учёта влияния конструкционных и технологических факторов. Для реальных же деталей машин и элементов конструкций расчёт коэффициента чувствительности к асимметрии цикла напряжений в соответствии с [8,14] производят по формулам
; , (2.104)
где и — коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла конструкционного материала, определяемые по методике, изложенной выше; К - коэффициенты снижения предела выносливости, вычисляемые по формуле (2.102).