La figura mostra un diagramma semplificato delle ampiezze limite. Diagrammi delle tensioni limite

1.3.4. METODO DELLE “AMPLITUDINI DI PASSO” (MSTA). L'essenza di questo metodo è che nel processo di allenamento della forza, quando si esegue ogni singolo esercizio di forza, il movimento del peso non avviene attraverso l'intera ampiezza di lavoro, ma gradualmente, in

Per determinare il limite di fatica sotto l'azione di sollecitazioni con cicli asimmetrici vengono costruiti diagrammi di vario tipo. I più comuni sono:

1) diagramma delle tensioni limite del ciclo in coordinate  max -  m

2) diagramma delle ampiezze limite del ciclo nelle coordinate  a -  m.

Consideriamo un diagramma del secondo tipo.

Per costruire un diagramma delle ampiezze limite di un ciclo, l'ampiezza del ciclo di stress  a viene tracciata lungo l'asse verticale e lo stress medio del ciclo  m viene tracciato lungo l'asse orizzontale (Fig. 8.3).

Punto UN diagramma corrisponde al limite di fatica per un ciclo simmetrico, poiché con tale ciclo  m = 0.

Punto IN corrisponde alla resistenza ultima a tensione costante, poiché in questo caso  a = 0.

Il punto C corrisponde al limite di resistenza per un ciclo pulsante, poiché con tale ciclo  a = m .

Altri punti nel diagramma corrispondono ai limiti di resistenza per cicli con diversi rapporti di  ae  m.

La somma delle coordinate di qualsiasi punto sulla curva limite del DIA fornisce il limite di resistenza ad un dato stress ciclo medio

.

Per i materiali plastici, la tensione ultima non deve superare il carico di snervamento cioè Pertanto, tracciamo la retta DE sul diagramma delle tensioni limite , costruito secondo l'equazione

Il diagramma dello stress limite finale assomiglia a AKD .

I carichi di lavoro devono rientrare nel diagramma. Il limite di fatica è inferiore al limite di resistenza, ad esempio, per l'acciaio σ -1 = 0,43 σ pollici.

In pratica si utilizza solitamente un diagramma approssimativo  a -  m, costruito a partire da tre punti A, L e D, costituiti da due tratti rettilinei AL e LD. Il punto L si ottiene dall'intersezione di due rette DE e AC . Il diagramma approssimativo aumenta il margine di resistenza alla fatica e delimita l'area con una serie di punti sperimentali.

Fattori che influenzano il limite di resistenza

Gli esperimenti dimostrano che il limite di resistenza è significativamente influenzato dai seguenti fattori: concentrazione delle sollecitazioni, dimensioni della sezione trasversale delle parti, condizioni della superficie, natura del trattamento tecnologico, ecc.

Effetto della concentrazione dello stress.

A la concentrazione (aumento locale) delle sollecitazioni avviene a causa di tagli, cambiamenti improvvisi di dimensione, fori, ecc. In Fig. La Figura 8.4 mostra i diagrammi di tensione senza concentratore e con concentratore. L'influenza del concentratore sulla resistenza tiene conto del coefficiente teorico di concentrazione delle sollecitazioni.

Dove
- tensione senza concentratore.

I valori Kt sono forniti nei libri di consultazione.

I concentratori di stress riducono significativamente il limite di fatica rispetto al limite di fatica per campioni cilindrici lisci. Allo stesso tempo, i concentratori hanno effetti diversi sul limite di fatica a seconda del materiale e del ciclo di carico. Viene quindi introdotto il concetto di coefficiente di concentrazione efficace. Il fattore di concentrazione efficace delle sollecitazioni viene determinato sperimentalmente. Per fare ciò, prendere due serie di campioni identici (10 campioni ciascuno), ma la prima senza concentratore di stress e la seconda con un concentratore, e determinare i limiti di resistenza in un ciclo simmetrico per campioni senza concentratore di stress σ -1 e per campioni con un aumento dello stress σ -1 ".

Atteggiamento

determina il coefficiente di concentrazione efficace delle tensioni.

I valori di K -  sono riportati nei libri di consultazione

Talvolta per determinare il fattore di concentrazione effettivo dello stress viene utilizzata la seguente espressione

dove g è il coefficiente di sensibilità del materiale alla concentrazione delle tensioni: per gli acciai strutturali - g = 0,6  0,8; per ghisa - g = 0.

Influenza delle condizioni della superficie.

Gli esperimenti mostrano che il trattamento superficiale ruvido di una parte riduce il limite di resistenza . L'influenza della qualità della superficie è associata ai cambiamenti nella microgeometria (rugosità) e nello stato del metallo nello strato superficiale, che a sua volta dipende dal metodo di lavorazione.

Per valutare l'influenza della qualità superficiale sul limite di fatica, viene introdotto il coefficiente  p, chiamato coefficiente di qualità superficiale ed è pari al rapporto tra il limite di fatica di un campione con una data rugosità superficiale σ -1 n e il limite di fatica di un campione con una superficie standard σ -1

N e fig. 8.5 mostra un grafico dei valori p a seconda della resistenza alla trazione σ in acciaio e tipo di trattamento superficiale. In questo caso le curve corrispondono alle seguenti tipologie di trattamento superficiale: 1 - lucidatura, 2 - macinazione, 3 - tornitura fine, 4 - tornitura sgrossata, 5 - presenza di scaglie.

Vari metodi di indurimento superficiale (tempra, cementazione, nitrurazione, indurimento superficiale con correnti ad alta frequenza, ecc.) aumentano notevolmente i valori limite di resistenza. Di ciò si tiene conto introducendo il coefficiente di influenza dell'indurimento superficiale . Mediante l'indurimento superficiale delle parti, la resistenza alla fatica delle parti della macchina può essere aumentata di 2-3 volte.

Influenza delle dimensioni della parte (fattore di scala).

Gli esperimenti dimostrano che maggiori sono le dimensioni assolute sezione trasversale della parte, minore è il limite di resistenza , poiché con l'aumento le dimensioni aumentano la probabilità che i difetti entrino nell'area pericolosa . Rapporto limite di fatica di una parte con diametro d σ -1 d al limite di resistenza di un campione di laboratorio con un diametro d 0 = 7 – 10 σ -1 mm è chiamato fattore di scala

dati sperimentali per determinare  m non ancora abbastanza.

È stato sperimentalmente stabilito che il limite di resistenza con un ciclo asimmetrico è maggiore che con uno simmetrico e dipende dal grado di asimmetria del ciclo:

Quando si descrive graficamente la dipendenza del limite di resistenza dal coefficiente di asimmetria, è necessario per ciascuno R Determina il tuo limite di resistenza. Questo è difficile da fare, poiché nell'intervallo che va dal ciclo simmetrico allo stretching semplice esiste un numero infinito di cicli molto diversi. Una determinazione sperimentale per ciascun tipo di ciclo è quasi impossibile a causa del gran numero di campioni e del lungo tempo in cui vengono testati.

A causa di specificato ragioni del numero limitato di esperimenti per tre o quattro valori R costruire un diagramma del ciclo limite.

Un ciclo limite è quello in cui lo stress massimo è uguale al limite di resistenza, cioè. . Sull'asse delle ordinate del diagramma riportiamo il valore dell'ampiezza, e sull'asse delle ascisse la tensione media del ciclo limite. Ogni coppia di tensioni e , che definisce il ciclo limite, è rappresentato da un certo punto sul diagramma (Fig. 445). L'esperienza ha dimostrato che questi punti si trovano generalmente sulla curva AB, che sull’asse delle ordinate taglia un segmento uguale al limite di resistenza del ciclo simmetrico (con questo ciclo = 0), e sull’asse delle ascisse – un segmento uguale al limite di forza. In questo caso valgono tensioni costanti nel tempo:

Pertanto, il diagramma del ciclo limite caratterizza la relazione tra i valori delle sollecitazioni medie e i valori delle ampiezze limite del ciclo.

Qualsiasi punto M, situato all'interno di questo diagramma corrisponde ad un certo ciclo determinato dalle quantità (CM) E (ME).

Definire un ciclo a partire da un punto M eseguire i segmenti MN E MD finché non si interseca con l'asse x con un angolo di 45° rispetto ad esso. Quindi (Fig. 445):

I cicli i cui coefficienti di asimmetria sono gli stessi (cicli simili) saranno caratterizzati da punti situati su una linea retta 01, il cui angolo di inclinazione è determinato dalla formula

Punto 1 corrisponde a un ciclo limite tra tutti i cicli simili specificati. Utilizzando il diagramma, è possibile determinare le tensioni limite per qualsiasi ciclo, ad esempio, per un ciclo pulsante (zero), per il quale , a (Fig. 446). Per fare ciò tracciare una linea retta dall'origine delle coordinate (Fig. 445) con un angolo α 1 = 45°() finché non interseca la curva nel punto 2. Coordinate di questo punto: ordinata H2è uguale alla tensione di ampiezza massima e all'ascissa K2– la tensione media massima di questo ciclo. La tensione massima massima del ciclo pulsante è pari alla somma delle coordinate del punto 2:

In modo analogo si può risolvere la questione delle tensioni limite di ogni ciclo.

Se una parte della macchina sottoposta a sollecitazioni alternate è costituita da materiale plastico, non solo sarà pericolosa la rottura per fatica, ma anche il verificarsi di deformazioni plastiche. Le sollecitazioni cicliche massime in questo caso sono determinate dall'uguaglianza

dove - tradito dalla fluidità.

I punti che soddisfano questa condizione si trovano su una linea retta DC, inclinato di 45° rispetto all'asse delle ascisse (Fig. 447, UN), poiché la somma delle coordinate di qualsiasi punto su questa linea è uguale a .

Se dritto 01 (Fig. 447, a), corrispondente a questo tipo di ciclo, con carichi crescenti sulla parte della macchina, interseca la curva AC, si verificherà quindi il cedimento per fatica della parte. Se la linea 01 attraversa la linea CD, quindi la parte cederà a causa della deformazione plastica.

Spesso nella pratica vengono utilizzati diagrammi schematizzati delle ampiezze limite. curva ACD(Fig. 447, a) per la plastica materiali sostituire approssimativamente la linea retta ANNO DOMINI. Questa linea retta taglia i segmenti e sugli assi delle coordinate. L'equazione è

Diagramma dei materiali fragili limite Dritto A B con equazione

I più utilizzati sono i diagrammi delle ampiezze limite, costruiti sulla base dei risultati di tre serie di prove su campioni: con ciclo simmetrico ( punto A), a ciclo zero (punto C) e rottura statica (punto D)(Fig. 447, B). Collegare i punti UN E CON dritto e allungato D retta con un angolo di 45°, si ottiene un diagramma approssimativo delle ampiezze limite. Conoscere le coordinate del punto UN E CON, puoi creare un'equazione della retta AB. Prendiamo un punto arbitrario sulla linea A con coordinate e . Dalla somiglianza dei triangoli ASA 1 E KSK1 noi abbiamo

da dove troviamo l'equazione della retta Un cestino modulo

Fine del lavoro -

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