Na slici je prikazan pojednostavljeni dijagram graničnih amplituda. Dijagrami graničnog naprezanja

1.3.4. METODA “AMPLITUDA KORAKA” (MSTA). Suština ove metode je da se u procesu treninga snage, pri izvođenju svake pojedinačne vježbe snage, pomjeranje težine ne odvija kroz punu radnu amplitudu, već postupno, u

Za određivanje granice izdržljivosti pod djelovanjem naprezanja s asimetričnim ciklusima konstruiraju se dijagrami različitih tipova. Najčešći su:

1) dijagram graničnih napona ciklusa u koordinatama  max -  m

2) dijagram graničnih amplituda ciklusa u koordinatama  a -  m.

Razmotrimo dijagram drugog tipa.

Da bi se konstruisao dijagram graničnih amplituda ciklusa, amplituda ciklusa naprezanja  a se iscrtava duž vertikalne ose, a prosečni napon ciklusa  m se crta duž horizontalne ose (Sl. 8.3).

Dot A dijagram odgovara granici izdržljivosti za simetričan ciklus, budući da je kod takvog ciklusa  m = 0.

Dot IN odgovara graničnoj čvrstoći pri konstantnom naprezanju, jer je u ovom slučaju  a = 0.

Tačka C odgovara granici izdržljivosti za pulsirajući ciklus, budući da je kod takvog ciklusa  a =  m .

Ostale tačke na dijagramu odgovaraju granicama izdržljivosti za cikluse sa različitim omjerima  a i  m.

Zbir koordinata bilo koje tačke na graničnoj krivulji DIA daje granicu izdržljivosti pri datom prosječnom ciklusu naprezanja

.

Za plastične materijale, krajnji napon ne bi trebao prelaziti granicu tečenja, tj. Stoga na dijagramu graničnog naprezanja crtamo pravu liniju DE , izgrađena prema jednačini

Konačni dijagram graničnog naprezanja izgleda kao AKD .

Radna opterećenja moraju biti unutar dijagrama. Granica izdržljivosti je manja od granice čvrstoće, na primjer, za čelik σ -1 = 0,43 σ in.

U praksi se obično koristi aproksimativni dijagram  a -  m, konstruisan iz tri tačke A, L i D, koji se sastoji od dva ravna preseka AL i LD. Tačka L se dobija kao rezultat preseka dve prave DE i AC . Približni dijagram povećava marginu čvrstoće zamora i odsiječe područje s rasipanjem eksperimentalnih točaka.

Faktori koji utiču na granicu izdržljivosti

Eksperimenti pokazuju da na granicu izdržljivosti značajno utiču sljedeći faktori: koncentracija naprezanja, dimenzije poprečnog presjeka dijelova, stanje površine, priroda tehnološke obrade itd.

Utjecaj koncentracije stresa.

TO koncentracija (lokalno povećanje) naprezanja nastaje zbog rezova, naglih promjena veličine, rupa itd. Na sl. Na slici 8.4 prikazani su dijagrami napona bez koncentratora i sa koncentratorom. Utjecaj koncentratora na čvrstoću uzima u obzir teoretski koeficijent koncentracije napona.

Gdje
- napon bez koncentratora.

Kt vrijednosti su date u referentnim knjigama.

Koncentratori naprezanja značajno smanjuju granicu zamora u poređenju sa granicom zamora za glatke cilindrične uzorke. Istovremeno, koncentratori imaju različite efekte na granicu zamora u zavisnosti od materijala i ciklusa opterećenja. Stoga se uvodi koncept efektivnog koeficijenta koncentracije. Efektivni faktor koncentracije naprezanja određuje se eksperimentalno. Da biste to učinili, uzmite dvije serije identičnih uzoraka (po 10 uzoraka), ali prvu bez koncentratora naprezanja, a drugu s koncentratorom i odredite granice izdržljivosti u simetričnom ciklusu za uzorke bez koncentratora naprezanja σ -1 i za uzorke sa dizačem naprezanja σ -1".

Stav

određuje efektivni koeficijent koncentracije napona.

Vrijednosti K -  date su u priručniku

Ponekad se za određivanje efektivnog faktora koncentracije naprezanja koristi sljedeći izraz

gdje je g koeficijent osjetljivosti materijala na koncentraciju naprezanja: za konstrukcijske čelike - g = 0,6  0,8; za liveno gvožđe - g = 0.

Utjecaj stanja površine.

Eksperimenti pokazuju da je gruba površinska obrada dijela smanjuje granicu izdržljivosti . Utjecaj kvaliteta površine povezan je s promjenama mikrogeometrije (hrapavosti) i stanja metala u površinskom sloju, što pak ovisi o načinu obrade.

Za procjenu utjecaja kvaliteta površine na granicu izdržljivosti uvodi se koeficijent  p, naziva se koeficijent kvaliteta površine i jednak je omjeru granice izdržljivosti uzorka sa datom hrapavosti površine σ -1 n i granicom izdržljivosti uzorka sa standardnom površinom σ -1

N i sl. 8.5 prikazuje grafikon vrijednosti str u zavisnosti od vlačne čvrstoće σ in čelika i vrste površinske obrade. U ovom slučaju krivulje odgovaraju sljedećim vrstama površinske obrade: 1 - poliranje, 2 - mljevenje, 3 - fino struganje, 4 - grubo struganje, 5 - prisustvo kamenca.

Različite metode površinskog kaljenja (očvršćavanje, karburizacija, nitriranje, površinsko kaljenje visokofrekventnim strujama, itd.) uvelike povećavaju granične vrijednosti izdržljivosti. Ovo se uzima u obzir uvođenjem koeficijenta uticaja površinskog očvršćavanja . Površinskim očvršćavanjem delova otpornost na zamor mašinskih delova može se povećati za 2-3 puta.

Utjecaj dimenzija dijela (faktor skaliranja).

Eksperimenti pokazuju da su apsolutne dimenzije veće poprečni presjek dijela, što je niža granica izdržljivosti , budući da sa povećanjem veličina povećava vjerovatnoću da defekti uđu u opasno područje . Granični odnos zamora dijela prečnika d σ -1 d do granice izdržljivosti laboratorijskog uzorka prečnika d 0 = 7 – 10 σ -1 mm se naziva faktor skale

eksperimentalni podaci za određivanje  m još nije dovoljno.

Eksperimentalno je utvrđeno da je granica izdržljivosti kod asimetričnog ciklusa veća nego kod simetričnog i zavisi od stepena asimetrije ciklusa:

Prilikom grafičkog prikaza ovisnosti granice izdržljivosti od koeficijenta asimetrije potrebno je za svaki R Odredite svoju granicu izdržljivosti. To je teško učiniti, jer u rasponu od simetričnog ciklusa do jednostavnog istezanja postoji beskonačan broj vrlo različitih ciklusa. Zbog velikog broja uzoraka i dugog vremena testiranja, eksperimentalno određivanje za svaki tip ciklusa je gotovo nemoguće.

Zahvaljujući specificirano razlozi za ograničen broj eksperimenata za tri do četiri vrijednosti R konstruisati dijagram graničnog ciklusa.

Granični ciklus je onaj u kojem je maksimalno naprezanje jednako granici izdržljivosti, tj. . Na ordinatnoj osi dijagrama ucrtavamo vrijednost amplitude, a na osi apscise prosječni napon graničnog ciklusa. Svaki par napona i , definisanje graničnog ciklusa, prikazano je određenom tačkom na dijagramu (Sl. 445). Iskustvo je pokazalo da se ove tačke uglavnom nalaze na krivulji AB, koji na osi ordinata odsijeca segment jednak granici izdržljivosti simetričnog ciklusa (sa ovim ciklusom = 0), a na osi apscise – segment jednak granici čvrstoće. U ovom slučaju primjenjuju se vremenski konstantni naponi:

Dakle, dijagram graničnog ciklusa karakterizira odnos između vrijednosti prosječnih napona i vrijednosti graničnih amplituda ciklusa.

Bilo koja tačka M, koji se nalazi unutar ovog dijagrama odgovara određenom ciklusu određenom količinama (CM) I (ME).

Definirati ciklus iz tačke M izvesti segmente MN I M.D. sve dok se ne siječe sa x-osom pod uglom od 45° prema njoj. Zatim (sl. 445):

Ciklusi čiji su koeficijenti asimetrije isti (slični ciklusi) će biti okarakterisani tačkama koje se nalaze na pravoj liniji 01, čiji je ugao nagiba određen formulom

Dot 1 odgovara graničnom ciklusu iz svih navedenih sličnih ciklusa. Koristeći dijagram, možete odrediti granične napone za bilo koji ciklus, na primjer, za pulsirajući (nulti) ciklus, za koji , a (Sl. 446). Da biste to uradili, nacrtajte pravu liniju od početka koordinata (Sl. 445) pod uglom α 1 = 45°() sve dok ne presiječe krivu u tački 2. Koordinate ove tačke: ordinata H2 jednaka je naponu maksimalne amplitude, a apscisa K2– maksimalni prosječni napon ovog ciklusa. Maksimalni maksimalni napon pulsirajućeg ciklusa jednak je zbiru koordinata tačke 2:

Na sličan način može se riješiti pitanje graničnih naprezanja bilo kojeg ciklusa.

Ako je dio stroja koji doživljava naizmjenična naprezanja izrađen od plastičnog materijala, tada će biti opasan ne samo kvar od zamora, već i pojava plastičnih deformacija. Maksimalna ciklusna naprezanja u ovom slučaju određena su jednakošću

gdje - iznevjeren fluidnosti.

Tačke koje zadovoljavaju ovaj uslov nalaze se na pravoj liniji DC, nagnuta pod uglom od 45° u odnosu na osu apscise (sl. 447, A), budući da je zbir koordinata bilo koje tačke na ovoj liniji jednak .

Ako je ravno 01 (Sl. 447, a), koji odgovara ovoj vrsti ciklusa, sa povećanjem opterećenja na mašinskom delu, preseca krivulju AC, tada će doći do kvara dijela od zamora. Ako je linija 01 prelazi liniju CD, tada će dio propasti kao rezultat plastične deformacije.

Često se u praksi koriste shematizirani dijagrami graničnih amplituda. krivulja ACD(Sl. 447, a) za plastiku materijala približno zamijenite pravu liniju A.D. Ova prava linija odsijeca segmente i na koordinatnim osa. Jednačina je

Za dijagram krhkih materijala limit ravno A B sa jednacinom

Najviše se koriste dijagrami graničnih amplituda, konstruisani na osnovu rezultata tri serije ispitivanja uzoraka: sa simetričnim ciklusom ( tačka A), pri nultom ciklusu (tačka C) i statičkom prekidu (tačka D)(Sl. 447, b). Povezivanje tačaka A I WITH ravno i izvučeno D prave linije pod uglom od 45°, dobijamo približan dijagram graničnih amplituda. Poznavanje koordinata tačke A I WITH, možete kreirati jednačinu prave linije AB. Uzmimo proizvoljnu tačku na pravoj TO sa koordinatama i . Iz sličnosti trouglova ASA 1 I KSK 1 dobijamo

odakle nalazimo jednacinu prave AB in formu

Kraj rada -

Ova tema pripada sekciji:

Čvrstoća materijala

Na web stranici pročitajte: otpornost materijala..

Ako vam je potreban dodatni materijal na ovu temu, ili niste pronašli ono što ste tražili, preporučujemo da koristite pretragu u našoj bazi radova:

Šta ćemo sa primljenim materijalom:

Ako vam je ovaj materijal bio koristan, možete ga sačuvati na svojoj stranici na društvenim mrežama:

Sve teme u ovoj sekciji:

Opće napomene
Za procjenu performansi greda za savijanje; Nije dovoljno znati samo naprezanja koja nastaju u presjecima grede od datog opterećenja. Izračunati naponi vam omogućavaju da provjerite

Diferencijalne jednadžbe ose zakrivljene grede
Prilikom izvođenja formule za normalna naprezanja savijanja (vidi § 62), dobijen je odnos između zakrivljenosti i momenta savijanja:

Integracija diferencijalne jednadžbe i određivanje konstanti
Da bi se dobio analitički izraz za otklone i uglove rotacije, potrebno je pronaći rješenje diferencijalne jednadžbe (9.5). Desna strana jednačine (9.5) je dobro poznata funkcija

Metoda početnih parametara
Zadatak određivanja progiba može se značajno pojednostaviti ako primijenimo takozvanu jednačinu univerzalne osi

Opšti koncepti
U prethodnim poglavljima razmatrani su problemi u kojima je greda doživjela odvojenu napetost, kompresiju, torziju ili savijanje. U praksi

Izrada dijagrama unutrašnjih sila za štap sa slomljenom osom
Prilikom projektovanja mašina često je potrebno izračunati gredu čija je osa prostorna linija koja se sastoji

Kosi zavoj
Koso savijanje je slučaj savijanja grede u kojem se ravnina djelovanja ukupnog momenta savijanja u presjeku ne poklapa ni sa jednom od glavnih osi inercije. Ukratko, in

Istovremeno djelovanje sile savijanja i uzdužne sile
Mnoge šipke konstrukcija i mašina rade istovremeno i na savijanje i na napetost ili kompresiju. Najjednostavniji slučaj je prikazan na sl. 285, kada se na stub koji uzrokuje

Ekscentrično djelovanje uzdužne sile
Rice. 288 1. Određivanje napona. Razmotrimo slučaj ekscentrične kompresije masivnih stupova (sl. 288). Ovaj problem je vrlo čest kod mostova.

Istovremeno djelovanje torzije i savijanja
Istodobno djelovanje torzije i savijanja najčešće se nalazi u različitim dijelovima strojeva. Na primjer, radilica apsorbira značajne momente i, osim toga, savija se. Osovine

Osnovne odredbe
Prilikom procjene čvrstoće različitih konstrukcija i strojeva često je potrebno uzeti u obzir da mnogi njihovi elementi i dijelovi rade u složenim uvjetima naprezanja. U pogl. III je instaliran

Energetska teorija snage
Teorija energije temelji se na pretpostavci da je količina specifične potencijalne energije deformacije akumulirana do trenutka kada se pojavi maksimalni napon

Mora teorija čvrstoće
U svim teorijama o kojima smo gore govorili, vrijednost bilo kojeg faktora, na primjer stresa,

Unificirana teorija čvrstoće
U ovoj teoriji razlikuju se dvije vrste razaranja materijala: krto, koje nastaje cijepanjem, i duktilno, koje nastaje smicanjem (smicanjem) [‡‡]. voltaža

Koncept novih teorija snage
Iznad smo izložili glavne teorije o snazi ​​koje su nastale tokom dugog perioda, od druge polovine 17. veka do početka 20. veka. Treba napomenuti da pored navedenih ima mnogo

Osnovni koncepti
Tankozidne šipke su one čija dužina značajno premašuje glavne dimenzije poprečnog presjeka b ili h (8-10 puta), a potonje zauzvrat značajno premašuju (također

Slobodna torzija šipki sa tankim zidovima
Slobodna torzija je torzija u kojoj će deplanacija svih poprečnih presjeka štapa biti ista. Dakle, na slici 310, a, b, prikazan je štap, opterećen

Opće napomene
U građevinskoj praksi, a posebno u mašinstvu, često se susreću šipke (grede) sa zakrivljenom osom. Na slici 339

Napon i kompresija zakrivljene grede
Za razliku od ravne grede, vanjska sila koja se normalno primjenjuje na bilo koji dio zakrivljene grede uzrokuje momente savijanja u njenim drugim dijelovima. Stoga, samo rastezanje (ili sabijanje) krivulje

Čista krivina krive grede
Za određivanje napona pri čistom savijanju ravne zakrivljene grede, kao i za ravnu gredu, smatramo da je hipoteza ravnih presjeka validna. Prilikom određivanja deformacije drvenih vlakana zanemarujemo

Određivanje položaja neutralne ose u zakrivljenoj gredi sa čistim savijanjem
Da biste izračunali napone pomoću formule (14.6), dobijene u prethodnom paragrafu, morate znati kako prolazi neutralna os. U tu svrhu potrebno je odrediti polumjer zakrivljenosti neutralnog sloja r ili

Naprezanje pod istovremenim djelovanjem uzdužne sile i momenta savijanja
Ako se moment savijanja i aksijalna sila istovremeno javljaju u poprečnom presjeku zakrivljene grede, tada napon treba odrediti kao zbroj naprezanja iz dva navedena efekta:

Osnovni koncepti
U prethodnim poglavljima razmatrane su metode za određivanje napona i deformacija pri zatezanju, kompresiji, torziji i savijanju. Utvrđeni su i kriteriji za čvrstoću materijala složene otpornosti.

Ojlerova metoda za određivanje kritičnih sila. Derivacija Ojlerove formule
Postoji nekoliko metoda za proučavanje stabilnosti ravnoteže elastičnih sistema. Osnove i tehnike upotrebe ovih metoda proučavaju se u posebnim kursevima posvećenim problemima održivosti različitih

Utjecaj metoda učvršćivanja krajeva štapa na veličinu kritične sile
Slika 358 prikazuje različite slučajeve učvršćivanja krajeva komprimirane šipke. Za svaki od ovih problema potrebno je provesti vlastito rješenje na isti način kao što je urađeno u prethodnom paragrafu za w

Granice primjenjivosti Ojlerove formule. Yasinsky formula
Ojlerova formula, dobijena prije više od 200 godina, dugo je bila predmet rasprave. Spor je trajao oko 70 godina. Jedan od glavnih razloga za kontroverzu bila je činjenica da je Ojlerova formula

Praktični proračun komprimiranih šipki
Prilikom dodjeljivanja dimenzija komprimiranih šipki, prije svega, mora se voditi računa o tome da šipka ne izgubi stabilnost tijekom rada pod djelovanjem tlačnih sila. Dakle, naponi u

Opće napomene
U svim prethodnim poglavljima predmeta razmatran je efekat statičkog opterećenja, koje se na konstrukciju primjenjuje tako sporo da rezultira ubrzanjem kretanja dijelova konstrukcije.

Uzimanje u obzir inercijskih sila pri proračunu kabla
Razmotrimo proračun sajle pri podizanju tereta težine G sa ubrzanjem a (slika 400). Težina 1 m kabla označavamo sa q. Ako je opterećenje nepomično, tada u proizvoljnom dijelu užeta mn nastaje statička sila od

Proračuni uticaja
Udar se podrazumijeva kao interakcija tijela koja se kreću kao rezultat njihovog kontakta, povezana s oštrom promjenom brzina tačaka ovih tijela u vrlo kratkom vremenskom periodu. Vrijeme udara

Prisilne vibracije elastičnog sistema
Ako na sistem djeluje sila P (t), koja se s vremenom mijenja prema nekom zakonu, tada se vibracije grede uzrokovane djelovanjem ove sile nazivaju prinudnim. Nakon primjene sile inercije b

Opći koncepti koncentracije stresa
Formule izvedene u prethodnim poglavljima za određivanje napona pri zatezanju, torziji i savijanju važe samo ako se presjek nalazi na dovoljnoj udaljenosti od mjesta oštrih

Koncept kvara od zamora i njegovi uzroci
Pojavom prvih strojeva postalo je poznato da se pod utjecajem vremenski promjenjivih naprezanja, dijelovi strojeva uništavaju pod opterećenjem manjim od onih koji su opasni pod stalnim naprezanjima. Od vremena

Vrste ciklusa stresa
Rice. 439 Razmotrimo problem određivanja napona u tački K koja se nalazi

Koncept granice izdržljivosti
Mora se imati na umu da ne uzrokuju sva promjenjiva naprezanja zamor. Može se dogoditi ako naizmjenična naprezanja u jednoj ili drugoj tački na dijelu premaše

Faktori koji utiču na granicu izdržljivosti
Mnogi faktori utiču na granicu izdržljivosti. Razmotrimo utjecaj najvažnijih od njih, koji se obično uzimaju u obzir pri ocjenjivanju zamorne čvrstoće. Koncentracija stresa. Usta

Proračun čvrstoće pod promjenjivim naprezanjima
U proračunima čvrstoće pod promjenjivim naprezanjima, čvrstoća dijela se obično procjenjuje vrijednošću stvarnog faktora sigurnosti n, upoređujući ga s dopuštenim faktorom sigurnosti n)