Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КР№4.doc
Скачиваний:
7
Добавлен:
16.11.2018
Размер:
23.36 Mб
Скачать

12.2 Основні фактори, що вливають на границю витривалості

12.2.1 Вплив концентрації напружень

В місцях різкої зміни форми деталі внаслідок наявності галтелі, виточки, отвору, шпоночної канавки (рис.12.2), надрізів закон розподілу напружень є складним. Наприклад, при розтяганні полоси з невеликим отвором діаметром d (рис.12.3) закон рівномірного розподілу напружень порушується: біля отвору з’являється пік місцевих напружень, має місце так звана концентрація напружень. При повторно-змінних напруженнях концентрація напружень знижує витривалість.

Основним показником місцевих напружень є теоретичний коефіцієнт концентрації напружень:

,

тут σmax – найбільше місцеве напруження;

σном – номінальне напруження – це те напруження, яке визначається за формулами опору матеріалів без врахування концентратора.

а

б

в

г

Рисунок 12.2 – Типи концентраторів напружень: а – галтель; б – виточка; в – поперечний отвір; г – шпоночна канавка

а

б

Рисунок 12.3 – Спрощені епюри розподілу нормальних напружень при

розтяганні (а) та згинанні (б): σmax – максимальне місцеве напруження;

σном – номінальне напруження

Величину місцевих напружень σmax в залежності від типу концентратора, його відносних розмірів визначають за допомогою методів теорії пружності або експериментально. Дані про теоретичні концентратори напружень наведені у вигляді таблиць і графіків в довідниках. Але теоретичні коефіцієнти концентрації напружень не враховують механічні властивості матеріалів. Вплив цих і інших факторів визначають експериментально і враховують в розрахунках на витривалість за допомогою так званих ефективних коефіцієнтів концентрації напружень:

; ,

тут σ–1, τ–1 – границя витривалості полірованих зразків при симетричному циклі відповідно нормальних і дотичних напружень;

σ–1к, τ–1к – границя витривалості зразків з такими ж концентраторами напружень, які є в реальній деталі.

В табл. 12.2 наведені значення ефективних коефіцієнтів напружень для чотирьох типів концентраторів напружень.

Ефективні коефіцієнти концентрації напружень мають менші значення, ніж коефіцієнти концентрації , що визначаються теоретично. Між ефективним і теоретичним коефіцієнтами напружень встановлена залежність:

Таблиця 12.2 – Значення ефективних коефіцієнтів

Концентрації напружень

Характеристики

концентратора і матеріалу

Ефективні коефіцієнти концентрації напружень

Галтель

h1/r1

2

3

5

r1/d

0,01

0,02

0,03

0,01

0,02

0,03

0,01

0,02

σв, мпа

Кσ

800

1,62

1,96

1,99

2,03

2,13

2,10

2,23

2,30

900

1,64

2,01

2,05

2,08

2,19

2,16

2,28

2,38

1000

1,67

2,06

2,11

2,12

2,25

2,23

2,34

2,45

Кτ

800

1,43

1,61

1,61

1,64

1,72

1,74

2,37

2,22

900

1,44

1,62

1,64

1,66

1,75

1,77

2,42

2,26

1000

1,46

1,65

1,66

1,68

1,79

1,81

2,43

2,31

Виточка

r2/d

0,01

0,02

0,01

0,02

0,01

0,02

0,01

0,02

h2/r2

1

2

3

Кτ

σв, мпа

Кσ

800

2,37

2,20

2,56

2,45

2,73

2,56

2,00

1,86

900

2,39

2,28

2,63

2,51

2,81

2,63

2,10

1,94

1000

2,45

2,35

2,70

2,58

2,90

2,70

2,20

2,03

Отвір

Шпоночна канавка

d0/d

0,05...0,1

0,15...0,25

0,05...0,25

Кσ

Кτ

σв, мпа

Кσ

Кτ

700

2,00

1,8

1,75

1,90

1,70

900

2,15

1,9

1,90

2,15

2,05

1000

2,13

2,1

2,00

2,30

2,20

,

де qσ – коефіцієнт чутливості матеріалу до місцевих напружень. Для конструкційних сталей qσ = 0,6...0,8, причому, чим вища міцність сталі, тим вища її чутливість до концентрації напружень. Для високоміцних легованих сталей величина qσ близька до одиниці. Тому застосування високоміцних легованих сталей при циклічно-змінних напруженнях не завжди виявляється доцільним.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]