23. Усталостная прочность. Общие понятия и назначение. Параметры циклов нагружения.

Практика показала, что при действии переменных нагрузок разрушение материала происходит при напряжениях, много меньших предельных значений. Нагрузки, вызывающие переменные напряжения в деталях, которые периодически изменяются во времени, наз. циклическими. Разрушение материала при циклических нагрузках начинается с появления микротрещин на поверхности тела, которые развиваются (углубляются), уменьшая площадь поперечного сечения детали. Разрушение происходит внезапно, когда площадь поперечного сечения становится меньше допускаемой: S<Sкр. В плоскости излома наблюдаются 2 зоны: постепенного разрушения (1 – гладкая, блестящая поверхность, связ. с явлением наклепа), внезапного разрушения (2 – зона хрупкого излома). Усталость – явление разрушения материала под действием переменного напряжения. Выносливость – способность материала воспринимать переменные напряжения длительное время без разрушения. Предел выносливости (σ_r) - max переменное напряжение, при кот. материал способен сопротивляться длительное время без разрушений. Виды циклов нагружения:

1. ассиметричный. Амплитудные значения: σ_а=(σ_max-σ_min)/2; постоянные значения: σ_m=(σ_max+σ_min)/2. r= σ_min/σ_max – коэфф., учитывающий чувствительность материала к асимметрии цикла.

2. симметричный, σ_m=0 – самый тяжелый, т.к. у него самый min предел выносливости;

3. отнулевой - пульсирующий от 0 до max, τ_а=τ_m=τ_max/2;

4. постоянный, σ_а=0.

На рисунке N-число циклов

24. Усталостная прочность. Общие понятия и назначение. Предел выносливости при симметрическом цикле.

Практика показала, что при действии переменных нагрузок разрушение материала происходит при напряжениях, много меньших предельных значений. Нагрузки, вызывающие переменные напряжения в деталях, которые периодически изменяются во времени, наз. циклическими. Разрушение материала при циклических нагрузках начинается с появления микротрещин на поверхности тела, которые развиваются (углубляются), уменьшая площадь поперечного сечения детали. Разрушение происходит внезапно, когда площадь поперечного сечения становится меньше допускаемой: S<Sкр. В плоскости излома наблюдаются 2 зоны: постепенного разрушения (1 – гладкая, блестящая поверхность, связ. с явлением наклепа), внезапного разрушения (2 – зона хрупкого излома). Усталость – явление разрушения материала под действием переменного напряжения. Выносливость – способность материала воспринимать переменные напряжения длительное время без разрушения. Предел выносливости (σr) - max переменное напряжение, при кот. материал способен сопротивляться длительное время без разрушений, r=σ_min/σ_max. Предел выносливости при симметричном нагружении определяется экспериментально. Испытывается лабораторный образец диаметром 8…10мм цилиндрической формы с идеально обработанной поверхностью. Расчетная схема эксперим. установки (балка на 2 опорах). Лабораторный образец доводят до разрушения при каждой заданной нагрузке.

По данным опытов получают кривую усталости, соответствующую симметричным циклам (r = –1). Разрушение материала при однократном нагружении происходит в тот момент, когда возникающие в нем напряжения равны пределу прочности σ_в => кривые усталости при N=1 имеют ординаты σ_max=σ_в. Кривая показ., что с ↑ числа циклов ↓ mах напряжение, при кот. происходит разрушение материала.