Gambar tersebut menunjukkan diagram amplitudo pembatas yang disederhanakan. Batasi diagram stres

1.3.4. METODE “LANGKAH AMPLITUDES” (MSTA). Inti dari metode ini adalah dalam proses latihan kekuatan, ketika melakukan setiap latihan kekuatan individu, pergerakan beban tidak akan terjadi melalui amplitudo kerja penuh, tetapi bertahap, dalam

Untuk menentukan batas ketahanan di bawah pengaruh tegangan dengan siklus asimetris, berbagai jenis diagram dibuat. Yang paling umum adalah:

1) diagram tegangan batas siklus pada koordinat  max -  m

2) diagram amplitudo pembatas siklus pada koordinat  a -  m.

Mari kita perhatikan diagram tipe kedua.

Untuk membuat diagram amplitudo pembatas suatu siklus, amplitudo siklus tegangan  a diplot sepanjang sumbu vertikal, dan tegangan rata-rata siklus  m diplot sepanjang sumbu horizontal (Gbr. 8.3).

Dot A diagram sesuai dengan batas ketahanan untuk siklus simetris, karena dengan siklus seperti itu  m = 0.

Dot DI DALAM sesuai dengan kekuatan ultimat pada tegangan konstan, karena dalam hal ini  a = 0.

Titik C sesuai dengan batas ketahanan untuk siklus berdenyut, karena dengan siklus seperti itu  a = m .

Titik-titik lain pada diagram berhubungan dengan batas ketahanan untuk siklus dengan rasio  a dan  m yang berbeda.

Jumlah koordinat titik mana pun pada kurva batas DIA memberikan batas ketahanan pada stres siklus rata-rata tertentu

.

Untuk bahan plastik, tegangan ultimit tidak boleh melebihi kekuatan luluh yaitu. Oleh karena itu, kita plot garis lurus DE pada diagram tegangan batas , dibangun sesuai persamaan

Diagram tegangan batas akhir terlihat seperti AKD .

Beban kerja harus berada dalam diagram. Batas ketahanan lebih kecil dari batas kekuatan, misalnya untuk baja σ -1 = 0,43 σ in.

Dalam prakteknya biasanya mereka menggunakan diagram perkiraan  a -  m, dibangun dari tiga titik A, L dan D, yang terdiri dari dua bagian lurus AL dan LD. Titik L diperoleh dari hasil perpotongan dua garis lurus DE dan AC . Diagram perkiraan meningkatkan margin kekuatan lelah dan memotong area dengan titik-titik percobaan yang tersebar.

Faktor yang mempengaruhi batas daya tahan

Eksperimen menunjukkan bahwa batas daya tahan dipengaruhi secara signifikan oleh faktor-faktor berikut: konsentrasi tegangan, dimensi penampang bagian, kondisi permukaan, sifat pemrosesan teknologi, dll.

Pengaruh konsentrasi stres.

KE konsentrasi (peningkatan lokal) tegangan terjadi karena pemotongan, perubahan ukuran secara tiba-tiba, lubang, dll. Gambar 8.4 menunjukkan diagram tegangan tanpa konsentrator dan dengan konsentrator. Pengaruh konsentrator terhadap kekuatan memperhitungkan koefisien konsentrasi tegangan teoritis.

Di mana
- tegangan tanpa konsentrator.

Nilai Kt diberikan dalam buku referensi.

Konsentrator tegangan secara signifikan mengurangi batas kelelahan dibandingkan dengan batas kelelahan untuk sampel silinder halus. Pada saat yang sama, konsentrator memiliki efek berbeda pada batas kelelahan tergantung pada material dan siklus pembebanan. Oleh karena itu, konsep koefisien konsentrasi efektif diperkenalkan. Faktor konsentrasi tegangan efektif ditentukan secara eksperimental. Untuk melakukannya, ambil dua rangkaian sampel identik (masing-masing 10 sampel), tetapi yang pertama tanpa konsentrator tegangan, dan yang kedua dengan konsentrator tegangan, dan tentukan batas ketahanan dalam siklus simetris untuk sampel tanpa konsentrator tegangan σ -1 dan untuk sampel dengan penambah tegangan σ -1".

Sikap

menentukan koefisien konsentrasi tegangan efektif.

Nilai K -  diberikan dalam buku referensi

Kadang-kadang ungkapan berikut digunakan untuk menentukan faktor konsentrasi tegangan efektif

di mana g adalah koefisien sensitivitas material terhadap konsentrasi tegangan: untuk baja struktural - g = 0,6  0,8; untuk besi cor - g = 0.

Pengaruh kondisi permukaan.

Eksperimen menunjukkan perlakuan permukaan kasar pada suatu bagian mengurangi batas daya tahan . Pengaruh kualitas permukaan dikaitkan dengan perubahan mikrogeometri (kekasaran) dan keadaan logam pada lapisan permukaan, yang pada gilirannya bergantung pada metode pemesinan.

Untuk menilai pengaruh kualitas permukaan terhadap batas daya tahan, koefisien  p diperkenalkan, disebut koefisien kualitas permukaan dan sama dengan perbandingan batas ketahanan suatu sampel dengan kekasaran permukaan tertentu σ -1 n dengan batas ketahanan sampel dengan permukaan standar σ -1

N dan gambar. 8.5 menunjukkan grafik nilai p tergantung pada kekuatan tarik σ in baja dan jenis perawatan permukaan. Dalam hal ini, kurva sesuai dengan jenis perawatan permukaan berikut: 1 - pemolesan, 2 - penggilingan, 3 - putaran halus, 4 - putaran kasar, 5 - adanya kerak.

Berbagai metode pengerasan permukaan (pengerasan, karburasi, nitridasi, pengerasan permukaan dengan arus frekuensi tinggi, dll.) sangat meningkatkan nilai batas ketahanan. Hal ini diperhitungkan dengan memasukkan koefisien pengaruh pengerasan permukaan . Dengan pengerasan permukaan bagian, ketahanan lelah bagian mesin dapat ditingkatkan 2-3 kali lipat.

Pengaruh dimensi bagian (faktor skala).

Eksperimen menunjukkan bahwa semakin besar dimensi absolutnya penampang bagian tersebut, semakin rendah batas ketahanannya , sejak dengan meningkatnya ukuran meningkatkan kemungkinan cacat memasuki area berbahaya . Rasio batas kelelahan suatu bagian dengan diameter d σ -1 d sampai batas ketahanan sampel laboratorium dengan diameter d 0 = 7 – 10 σ -1 mm disebut faktor skala

data eksperimen untuk menentukan  m belum cukup.

Telah ditetapkan secara eksperimental bahwa batas ketahanan dengan siklus asimetris lebih besar dibandingkan dengan siklus simetris, dan bergantung pada derajat asimetri siklus:

Ketika menggambarkan secara grafis ketergantungan batas daya tahan pada koefisien asimetri, perlu untuk masing-masing R Tentukan batas ketahanan Anda. Hal ini sulit dilakukan, karena dalam rentang dari siklus simetris hingga peregangan sederhana terdapat siklus yang sangat beragam dalam jumlah tak terhingga. Penentuan eksperimental untuk setiap jenis siklus hampir tidak mungkin dilakukan karena banyaknya sampel dan lamanya waktu pengujian.

Karena ditentukan alasan terbatasnya jumlah percobaan untuk tiga hingga empat nilai R buatlah diagram siklus batas.

Siklus batas adalah siklus dimana tegangan maksimum sama dengan batas daya tahan, yaitu . Pada sumbu ordinat diagram kita memplot nilai amplitudo, dan pada sumbu absis kita memplot tegangan rata-rata dari siklus batas. Setiap pasangan tegangan dan , mendefinisikan siklus batas, digambarkan oleh titik tertentu pada diagram (Gbr. 445). Pengalaman menunjukkan bahwa titik-titik ini umumnya terletak pada kurva AB, yang pada sumbu ordinat memotong segmen yang sama dengan batas ketahanan siklus simetris (dengan siklus ini = 0), dan pada sumbu absis – segmen yang sama dengan batas kekuatan. Dalam hal ini, tegangan yang konstan terhadap waktu berlaku:

Dengan demikian, diagram siklus batas mencirikan hubungan antara nilai tegangan rata-rata dan nilai amplitudo batas siklus.

Poin apa pun M, terletak di dalam diagram ini sesuai dengan siklus tertentu yang ditentukan oleh kuantitas (CM) Dan (AKU).

Untuk mendefinisikan siklus dari suatu titik M melakukan segmen M N Dan MD sampai berpotongan dengan sumbu x dan membentuk sudut 45° terhadapnya. Kemudian (Gbr. 445):

Siklus yang koefisien asimetrinya sama (siklus sejenis) akan dicirikan oleh titik-titik yang terletak pada suatu garis lurus 01, sudut kemiringannya ditentukan oleh rumus

Dot 1 sesuai dengan siklus batas dari semua siklus serupa yang ditentukan. Dengan menggunakan diagram, Anda dapat menentukan tegangan pembatas untuk siklus apa pun, misalnya, untuk siklus berdenyut (nol), yang mana , a (Gbr. 446). Untuk melakukannya, tarik garis lurus dari titik asal koordinat (Gbr. 445) dengan sudut α 1 = 45°() hingga memotong kurva di titik tersebut 2. Koordinat titik ini: ordinat H2 sama dengan tegangan amplitudo maksimum, dan absis K2– tegangan rata-rata maksimum dari siklus ini. Tegangan maksimum maksimum dari siklus pulsasi sama dengan jumlah koordinat titik 2:

Dengan cara yang sama, pertanyaan tentang tekanan pembatas pada setiap siklus dapat diselesaikan.

Jika suatu bagian mesin yang mengalami tegangan bolak-balik terbuat dari bahan plastik, maka tidak hanya kegagalan fatik yang berbahaya, tetapi juga terjadinya deformasi plastis. Tegangan siklus maksimum dalam hal ini ditentukan oleh persamaan

dimana - dikhianati oleh fluiditas.

Titik-titik yang memenuhi syarat ini terletak pada suatu garis lurus DC, miring pada sudut 45° terhadap sumbu absis (Gbr. 447, A), karena jumlah koordinat titik mana pun pada garis ini sama dengan .

Jika lurus 01 (Gbr. 447, a), sesuai dengan jenis siklus ini, dengan meningkatnya beban pada bagian mesin, memotong kurva AC, maka kegagalan kelelahan pada bagian tersebut akan terjadi. Jika garis 01 melewati batas CD, maka bagian tersebut akan rusak akibat deformasi plastis.

Seringkali dalam praktiknya, diagram skema amplitudo pembatas digunakan. melengkung ACD(Gbr. 447, a) untuk plastik bahan kira-kira ganti garis lurus IKLAN. Garis lurus ini memotong ruas-ruas dan pada sumbu koordinat. Persamaannya adalah

Untuk diagram bahan rapuh membatasi lurus A B dengan persamaan

Yang paling banyak digunakan adalah diagram amplitudo pembatas, yang dibuat berdasarkan hasil tiga rangkaian pengujian sampel: dengan siklus simetris ( titik A), pada siklus nol (titik C) dan pemutusan statis (titik D)(Gbr. 447, B). Menghubungkan titik-titik A Dan DENGAN lurus dan menarik keluar D garis lurus dengan sudut 45°, kita memperoleh diagram perkiraan amplitudo pembatas. Mengetahui koordinat titik A Dan DENGAN, Anda dapat membuat persamaan garis lurus AB. Mari kita ambil titik sembarang pada garis tersebut KE dengan koordinat dan . Dari persamaan segitiga ASA 1 Dan KSK 1 kita mendapatkan

dari situlah kita menemukan persamaan garisnya AB di membentuk

Akhir pekerjaan -

Topik ini termasuk dalam bagian:

Kekuatan materi

Di website baca: ketahanan bahan..

Jika Anda memerlukan materi tambahan tentang topik ini, atau Anda tidak menemukan apa yang Anda cari, kami sarankan untuk menggunakan pencarian di database karya kami:

Apa yang akan kami lakukan dengan materi yang diterima:

Jika materi ini bermanfaat bagi Anda, Anda dapat menyimpannya ke halaman Anda di jejaring sosial:

Semua topik di bagian ini:

Catatan umum
Untuk menilai kinerja balok lentur; Tidaklah cukup hanya mengetahui tegangan-tegangan yang timbul pada penampang balok akibat beban tertentu. Tegangan yang dihitung memungkinkan Anda untuk memeriksa hal

Persamaan diferensial sumbu balok lengkung
Saat menurunkan rumus tegangan lentur normal (lihat 62), diperoleh hubungan antara kelengkungan dan momen lentur:

Mengintegrasikan persamaan diferensial dan menentukan konstanta
Untuk memperoleh persamaan analitik defleksi dan sudut rotasi, perlu dicari penyelesaian persamaan diferensial (9.5). Ruas kanan persamaan (9.5) adalah fungsi yang terkenal

Metode parameter awal
Tugas menentukan defleksi dapat disederhanakan secara signifikan jika kita menerapkan apa yang disebut persamaan sumbu universal

Konsep umum
Pada bab sebelumnya, telah dibahas permasalahan dimana balok mengalami tegangan, kompresi, torsi, atau tekukan secara terpisah. Dalam praktek

Membuat diagram gaya dalam untuk batang yang sumbunya patah
Saat merancang mesin, sering kali perlu menghitung balok yang sumbunya terdiri dari garis spasial

Tikungan miring
Pembengkokan miring adalah kasus pembengkokan balok yang bidang aksi momen lentur total pada penampang tidak berimpit dengan salah satu sumbu inersia utama. Singkatnya, di

Aksi simultan gaya lentur dan gaya memanjang
Banyak batang struktur dan mesin bekerja secara bersamaan baik dalam pembengkokan maupun dalam tegangan atau kompresi. Kasus paling sederhana ditunjukkan pada Gambar. 285, ketika suatu beban diterapkan pada kolom yang menyebabkan

Aksi eksentrik gaya longitudinal
Beras. 288 1. Penentuan tegangan. Mari kita perhatikan kasus kompresi eksentrik kolom masif (Gbr. 288). Masalah ini sangat umum terjadi pada jembatan.

Aksi torsi dan pembengkokan secara simultan
Aksi torsi dan pembengkokan secara simultan paling sering ditemukan di berbagai bagian mesin. Misalnya, poros engkol menyerap torsi yang signifikan dan, terlebih lagi, menekuk. as

Ketentuan dasar
Saat menilai kekuatan berbagai struktur dan mesin, sering kali perlu diperhitungkan bahwa banyak elemen dan bagiannya beroperasi di bawah kondisi tegangan yang kompleks. Dalam bab. III dipasang

Teori kekuatan energi
Teori energi didasarkan pada asumsi bahwa jumlah energi regangan potensial spesifik yang terakumulasi pada saat tegangan maksimum terjadi

Teori kekuatan Mora
Dalam semua teori yang dibahas di atas, nilai dari salah satu faktor, misalnya stres,

Teori kekuatan terpadu
Dalam teori ini dibedakan dua jenis kerusakan material: getas, yang terjadi karena sobekan, dan ulet, yang terjadi akibat geser (shear) [‡‡]. Tegangan

Konsep teori kekuatan baru
Di atas diuraikan teori-teori utama kekuatan yang diciptakan dalam jangka waktu yang lama, dari paruh kedua abad ke-17 hingga awal abad ke-20. Perlu dicatat bahwa selain yang di atas, masih banyak lagi

Konsep dasar
Batang berdinding tipis adalah batang yang panjangnya secara signifikan melebihi dimensi penampang utama b atau h (8-10 kali), dan yang terakhir, pada gilirannya, secara signifikan melebihi (juga

Torsi bebas dari batang berdinding tipis
Torsi bebas adalah torsi yang deplanasi seluruh penampang batangnya akan sama. Jadi, pada Gambar 310, a, b, ditunjukkan sebuah batang yang dibebani

Catatan umum
Dalam praktek konstruksi dan khususnya bidang teknik mesin, sering dijumpai batang (balok) yang sumbunya melengkung. Pada Gambar 339

Tegangan dan kompresi balok lengkung
Berbeda dengan balok lurus, gaya luar yang bekerja secara normal pada setiap bagian balok lengkung menyebabkan momen lentur pada bagian lainnya. Oleh karena itu, hanya meregangkan (atau menekan) kurva

Bersihkan tikungan balok yang bengkok
Untuk menentukan tegangan selama pembengkokan murni balok datar melengkung, serta balok lurus, kami menganggap hipotesis penampang datar valid. Saat menentukan deformasi serat kayu, kita mengabaikannya

Menentukan kedudukan sumbu netral pada balok lengkung dengan lentur murni
Untuk menghitung tegangan menggunakan rumus (14.6), yang diperoleh pada paragraf sebelumnya, Anda perlu mengetahui bagaimana sumbu netral lewat. Untuk itu perlu ditentukan jari-jari kelengkungan lapisan netral r atau

Tegangan akibat aksi simultan gaya longitudinal dan momen lentur
Jika momen lentur dan gaya aksial terjadi secara bersamaan pada penampang balok lengkung, maka tegangan harus ditentukan sebagai jumlah tegangan dari dua efek yang ditunjukkan:

Konsep dasar
Bab sebelumnya membahas metode penentuan tegangan dan regangan pada tarik, tekan, puntir, dan tekuk. Kriteria kekuatan material dengan ketahanan kompleks juga ditetapkan.

Metode Euler untuk menentukan gaya kritis. Penurunan rumus Euler
Ada beberapa metode untuk mempelajari kestabilan keseimbangan sistem elastis. Dasar-dasar dan teknik penggunaan metode ini dipelajari dalam mata kuliah khusus yang membahas berbagai masalah keberlanjutan

Pengaruh metode pengikatan ujung batang terhadap besarnya gaya kritis
Gambar 358 menunjukkan berbagai kasus pengikatan ujung batang terkompresi. Untuk setiap permasalahan tersebut, perlu dilakukan penyelesaiannya sendiri-sendiri dengan cara yang sama seperti yang dilakukan pada paragraf sebelumnya untuk w

Batasan penerapan rumus Euler. Rumus Yasinsky
Rumus Euler yang diperoleh lebih dari 200 tahun lalu telah lama menjadi bahan perdebatan. Perselisihan tersebut berlangsung selama sekitar 70 tahun. Salah satu alasan utama kontroversi ini adalah fakta rumus Euler

Perhitungan praktis batang terkompresi
Saat menetapkan dimensi batang terkompresi, pertama-tama, perhatian harus diberikan untuk memastikan bahwa batang tidak kehilangan stabilitas selama operasi di bawah pengaruh gaya tekan. Oleh karena itu, tegangan masuk

Catatan umum
Dalam semua bab sebelumnya dari kursus ini, pengaruh beban statis telah dipertimbangkan, yang diterapkan pada suatu struktur dengan sangat lambat sehingga menghasilkan percepatan pergerakan bagian-bagian struktur.

Memperhitungkan gaya inersia saat menghitung kabel
Mari kita perhatikan perhitungan kabel ketika mengangkat beban seberat G dengan percepatan a (Gambar 400). Kami menyatakan berat kabel 1 m sebagai q. Jika beban tidak bergerak, maka pada bagian tali yang berubah-ubah mn timbul gaya statis

Perhitungan dampak
Dampak dipahami sebagai interaksi benda-benda yang bergerak sebagai akibat dari kontaknya, yang berhubungan dengan perubahan tajam kecepatan titik-titik benda tersebut dalam waktu yang sangat singkat. Waktu dampak

Getaran paksa pada sistem elastis
Jika sistem dikenai gaya P (t), yang berubah terhadap waktu menurut hukum tertentu, maka getaran balok yang disebabkan oleh aksi gaya tersebut disebut gaya paksa. Setelah menerapkan gaya inersia b

Konsep umum konsentrasi stres
Rumus yang diturunkan pada bab-bab sebelumnya untuk menentukan tegangan tarik, puntir, dan tekuk hanya berlaku jika bagian tersebut terletak pada jarak yang cukup dari tempat benda tajam.

Konsep kegagalan kelelahan dan penyebabnya
Dengan munculnya mesin pertama, diketahui bahwa di bawah pengaruh tekanan yang berubah terhadap waktu, bagian-bagian mesin hancur di bawah beban yang lebih kecil daripada bagian-bagian yang berbahaya di bawah tekanan konstan. Dari waktu

Jenis siklus stres
Beras. 439 Perhatikan masalah penentuan tegangan pada titik K yang terletak

Konsep batas daya tahan
Harus diingat bahwa tidak semua variabel stres menyebabkan kegagalan kelelahan. Hal ini dapat terjadi jika tegangan bolak-balik pada satu titik atau titik lain pada bagian tersebut melebihi

Faktor-faktor yang mempengaruhi batas daya tahan
Banyak faktor yang mempengaruhi batas daya tahan. Mari kita perhatikan pengaruh yang paling penting, yang biasanya diperhitungkan saat menilai kekuatan lelah. Konsentrasi stres. Mulut

Perhitungan kekuatan di bawah tekanan variabel
Dalam perhitungan kekuatan pada tegangan variabel, kekuatan suatu bagian biasanya dinilai dengan nilai faktor keamanan aktual n, membandingkannya dengan faktor keamanan yang diizinkan n)