Влияние абсолютных размеров детали
Уменьшение предела выносливости с
ростом абсолютных размеров детали
называется масштабным эффектом.
Это явление обнаружено экспериментально:
чем больше абсолютные размеры поперечного
сечения детали, тем меньше предел
выносливости, т.к. возрастает вероятность
существования внутренних дефектов.
Влияние размеров деталей на величину
предела выносливости оценивается так
называемым масштабным фактором
(или масштабным коэффициентом), который
обозначается
.
Масштабный фактор
устанавливается как отношение предела
выносливости образца с заданным
диаметром, к пределу выносливости
геометрически подобного малого (диаметром
7 мм) лабораторного образца:
.
С повышением предела прочности стали ее чувствительность к влиянию абсолютных размеров повышается.
Влияние качества поверхности детали
Увеличение шероховатости поверхности ведет к снижению предела выносливости: более грубая поверхность детали (дефекты механической обработки) создает дополнительные концентраторы напряжений, приводящие к появления микротрещин.
Влияние качества поверхности учитывается
коэффициентом качества поверхности
(коэффициент шероховатости)
.
Расчеты на прочность при переменных напряжениях
При переменных напряжениях расчеты на прочность выполняются как проверочные.
На основе предварительного расчета без
учета переменности напряжений, по
заниженным допускаемым напряжениям,
определяют требуемые размеры детали;
учитывая технологию изготовления
детали, устанавливают ее конструктивные
формы и выполняют рабочий чертеж.
Уточненный расчет на прочность
с учетом переменности напряжений во
времени и влияния на прочность детали
различных конструктивных и технологических
факторов (концентрации напряжений: паз
под шпонку, галтель и т.д. для проектируемого
вала) производят по размерам, взятым
с рабочего чертежа. В результате
расчета для предположительного опасного
сечения детали определяют расчетные
коэффициенты запаса прочности
и сопоставляют их с допускаемыми
для данного изделия по условию:
.
Величина
зависит от ряда факторов (степень
ответственности детали, условия работы,
точность определения действующих на
нее нагрузок, надежность сведений о
механических свойствах материала,
значение коэффициентов концентрации
напряжений и т.д.). Обычно
.
Выполнение проектного расчета на усталостную прочность затруднено из-за того, что коэффициенты , , на этой стадии конструирования (при отсутствии рабочего чертежа детали) могут быть намечены лишь ориентировочно, следовательно, такой расчет будет приближенным. Проще определить основные размеры детали из расчета на статическую прочность, тем более что окончательный проверочный расчет все равно необходим.