11.5 Влияние конструктивно-технологических факторов на предел усталости

Как показывают многочисленные опыты, на предел выносливости кроме характеристики цикла существенно влияет ряд различных факторов: концентрация напряжений; размеры поперечных сечений деталей; состояние поверхности; характер технологической обработки; среда, в которой происходят испытания и др.

Для выяснения влияния того или иного фактора в качестве эталона принят предел усталости _1, полученный испытанием на воздухе при симметричном цикле партии гладких полированных образцов диаметром 710 мм. Тогда влияние различных факторов на выносливость оценивается отклонением предела выносливости партии рассматриваемых образцов от предела выносливости эталонных.

Билет48

Колебания различают:

1. В зависимости от наличия динамических сил колебания подразделяют на собственные (свободные) и вынужденные.

Собственными называются колебания, возникающие в системе вследствие внешнего кратковременного начального воздействия (толчка) и совершающиеся затем благодаря действию внутренних упругих сил, без притока энергии извне. За счет сил сопротивления (трения среды, вязкости материала) эти колебания постепенно затухают, и через некоторое время система приходит в свое исходное состояние.

Вынужденными называются колебания упругой системы, происходящие под действием внешних возмущающих сил, периодически изменяющихся по любому закону.

2. По виду деформаций упругих элементов конструкций:

-

Рисунок 12.1

на продольные, сопровождаемые деформациями растяжения  сжатия (рис. 12.1, а);

- поперечные (изгибные), сопровождаемые деформациями изгиба (рис. 12.1, б);

- крутильные, сопровождаемые деформациями кручения (рис. 12.1, в).

Часто приходится иметь дело со смешанными изгибно-крутильными колебаниями.

3. По числу степеней свободы различают системы с одной, многими и бесчисленным количеством степеней свободы.

Числом степеней свободы упругой системы называется число независимых координат, определяющих положение всех масс системы в любой момент времени.

4

Рисунок 12.2

. По виду функций отклонений при колебаниях различают периодические и непериодические колебания. Периодическими колебания называются в том случае, если каждое значение отклонения повторяется неограниченное количество раз через равные промежутки времени, называемые периодами.

5. В зависимости от учета сил сопротивления имеем затухающие и незатухающие колебания.

Если восстанавливающая сила при колебании линейно зависит от отклонений, имеем линейные колебания. В противном случае возникают нелинейные колебания.

Жесткость системы (коэффициент упругого сопротивления)

Под жесткостью понимаем обобщенную нагрузку (линейную силу Р или крутящий момент М), вызывающую обобщенную деформацию (соответственно, линейную  или угловую ) в данной точке, равную единице. Очевидно, что полная деформация ( или ) может быть определена путем деления действующей на систему нагрузки Р или М на ее жесткость С: ; . С другой стороны, деформация системы может быть определена методами сопротивления материалов. Так, например, деформация изображенного на рис. 12.3 стержня в соответствии с законом Гука будет равна: .

Из выражений (12.1) и (12.2) имеем жесткость стержня при растяжении, равную: .

Рисунок 12.3