A figura mostra um diagrama simplificado de amplitudes limitantes. Diagramas de tensão limite

1.3.4. MÉTODO DE “AMPLITUDES DE PASSO” (MSTA). A essência deste método é que no processo de treinamento de força, ao realizar cada exercício de força individual, o movimento do peso não ocorreria ao longo de toda a amplitude de trabalho, mas sim gradativamente, em

Para determinar o limite de resistência sob a ação de tensões com ciclos assimétricos, são construídos diagramas de vários tipos. Os mais comuns são:

1) diagrama de tensões limites do ciclo nas coordenadas  max -  m

2) diagrama das amplitudes limites do ciclo nas coordenadas  a -  m.

Consideremos um diagrama do segundo tipo.

Para construir um diagrama das amplitudes limitantes de um ciclo, a amplitude do ciclo de tensão  a é traçada ao longo do eixo vertical, e a tensão média do ciclo  m é traçada ao longo do eixo horizontal (Fig. 8.3).

Ponto A O diagrama corresponde ao limite de resistência para um ciclo simétrico, pois com tal ciclo  m = 0.

Ponto EM corresponde à resistência última sob tensão constante, pois neste caso  a = 0.

O ponto C corresponde ao limite de resistência para um ciclo pulsante, pois com tal ciclo  a =  m .

Outros pontos no diagrama correspondem aos limites de resistência para ciclos com diferentes relações de  a e  m.

A soma das coordenadas de qualquer ponto na curva limite do DIA fornece o limite de resistência em um determinado estresse médio do ciclo

.

Para materiais plásticos, a tensão última não deve exceder o limite de escoamento, ou seja, Portanto, traçamos a linha reta DE no diagrama de tensão limite , construído de acordo com a equação

O diagrama de tensão limite final se parece com AKD .

As cargas de trabalho devem estar dentro do diagrama. O limite de resistência é menor que o limite de resistência, por exemplo, para aço σ -1 = 0,43 σ pol.

Na prática, costumam utilizar um diagrama aproximado  a -  m, construído a partir de três pontos A, L e D, constituído por duas seções retas AL e LD. O ponto L é obtido como resultado da intersecção de duas retas DE e AC . O diagrama aproximado aumenta a margem de resistência à fadiga e corta a área com uma dispersão de pontos experimentais.

Fatores que afetam o limite de resistência

Experimentos mostram que o limite de resistência é significativamente influenciado pelos seguintes fatores: concentração de tensões, dimensões da seção transversal das peças, condição da superfície, natureza do processamento tecnológico, etc.

Efeito da concentração de estresse.

PARA a concentração (aumento local) de tensão ocorre devido a cortes, mudanças repentinas de tamanho, furos, etc. A Figura 8.4 mostra diagramas de tensão sem concentrador e com concentrador. A influência do concentrador na resistência leva em consideração o coeficiente teórico de concentração de tensões.

Onde
- tensão sem concentrador.

Os valores Kt são fornecidos em livros de referência.

Os concentradores de tensão reduzem significativamente o limite de fadiga em comparação com o limite de fadiga para amostras cilíndricas lisas. Ao mesmo tempo, os concentradores têm efeitos diferentes no limite de fadiga dependendo do material e do ciclo de carregamento. Portanto, é introduzido o conceito de coeficiente de concentração efetivo. O fator efetivo de concentração de tensão é determinado experimentalmente. Para fazer isso, pegue duas séries de amostras idênticas (10 amostras em cada), mas a primeira sem concentrador de tensão e a segunda com concentrador, e determine os limites de resistência em um ciclo simétrico para amostras sem concentrador de tensão σ -1 e para amostras com aumentador de tensão σ -1".

Atitude

determina o coeficiente efetivo de concentração de tensão.

Os valores de K -  são fornecidos em livros de referência

Às vezes, a seguinte expressão é usada para determinar o fator efetivo de concentração de tensão

onde g é o coeficiente de sensibilidade do material à concentração de tensões: para aços estruturais - g = 0,6  0,8; para ferro fundido - g = 0.

Influência da condição da superfície.

Experimentos mostram que o tratamento superficial áspero de uma peça reduz o limite de resistência . A influência da qualidade superficial está associada a alterações na microgeometria (rugosidade) e no estado do metal na camada superficial, que, por sua vez, depende do método de usinagem.

Para avaliar a influência da qualidade da superfície no limite de resistência, é introduzido o coeficiente  p, chamado coeficiente de qualidade da superfície e igual à razão entre o limite de resistência de uma amostra com uma determinada rugosidade superficial σ -1 n e o limite de resistência de uma amostra com uma superfície padrão σ -1

N e fig. 8.5 mostra um gráfico de valores p dependendo da resistência à tração σ em aço e tipo de tratamento de superfície. Neste caso, as curvas correspondem aos seguintes tipos de tratamento superficial: 1 - polimento, 2 - moagem, 3 - torneamento fino, 4 - torneamento desbaste, 5 - presença de escamas.

Vários métodos de endurecimento superficial (endurecimento, cementação, nitretação, endurecimento superficial com correntes de alta frequência, etc.) aumentam significativamente os valores limite de resistência. Isso é levado em consideração ao introduzir o coeficiente de influência do endurecimento superficial . Pelo endurecimento superficial das peças, a resistência à fadiga das peças da máquina pode ser aumentada em 2 a 3 vezes.

Influência das dimensões das peças (fator de escala).

Experimentos mostram que quanto maiores as dimensões absolutas seção transversal da peça, menor será o limite de resistência , já que com o aumento o tamanho aumenta a probabilidade de defeitos entrarem na área perigosa . Razão limite de fadiga de uma peça com diâmetro d σ -1 d ao limite de resistência de uma amostra de laboratório com diâmetro d 0 = 7 – 10 σ -1 mm é chamado de fator de escala

dados experimentais para determinar  m ainda não é suficiente.

Foi estabelecido experimentalmente que o limite de resistência com um ciclo assimétrico é maior do que com um simétrico e depende do grau de assimetria do ciclo:

Ao representar graficamente a dependência do limite de resistência do coeficiente de assimetria, é necessário que cada R Determine seu limite de resistência. Isso é difícil de fazer, pois na faixa de um ciclo simétrico ao simples alongamento existe um número infinito de ciclos muito diversos. Uma determinação experimental para cada tipo de ciclo é quase impossível devido ao grande número de amostras e ao longo tempo em que são testadas.

Devido a Especificadas razões para o número limitado de experimentos para três a quatro valores R construir um diagrama de ciclo limite.

Um ciclo limite é aquele em que a tensão máxima é igual ao limite de resistência, ou seja . No eixo das ordenadas do diagrama traçamos o valor da amplitude e no eixo das abcissas traçamos a tensão média do ciclo limite. Cada par de tensões e , definindo o ciclo limite, é representado por um determinado ponto no diagrama (Fig. 445). A experiência tem demonstrado que estes pontos estão geralmente localizados na curva AB, que no eixo das ordenadas corta um segmento igual ao limite de resistência do ciclo simétrico (com este ciclo = 0), e no eixo das abcissas – um segmento igual ao limite de força. Neste caso, aplicam-se tensões constantes ao longo do tempo:

Assim, o diagrama do ciclo limite caracteriza a relação entre os valores das tensões médias e os valores das amplitudes limites do ciclo.

Qualquer ponto M, localizado dentro deste diagrama corresponde a um determinado ciclo determinado pelas quantidades (CM) E (MEU).

Para definir um ciclo a partir de um ponto M realizar segmentos Minnesota E Médico até cruzar com o eixo x em um ângulo de 45° em relação a ele. Então (Fig. 445):

Os ciclos cujos coeficientes de assimetria são iguais (ciclos semelhantes) serão caracterizados por pontos localizados em uma linha reta 01, cujo ângulo de inclinação é determinado pela fórmula

Ponto 1 corresponde a um ciclo limite de todos os ciclos semelhantes especificados. Usando o diagrama, você pode determinar as tensões limites para qualquer ciclo, por exemplo, para um ciclo pulsante (zero), para o qual , a (Fig. 446). Para fazer isso, desenhe uma linha reta a partir da origem das coordenadas (Fig. 445) em um ângulo α 1 = 45°() até cruzar a curva no ponto 2. Coordenadas deste ponto: ordenada H2é igual à tensão de amplitude máxima, e a abcissa K2– a tensão média máxima deste ciclo. A tensão máxima máxima do ciclo pulsante é igual à soma das coordenadas do ponto 2:

De forma semelhante, a questão das tensões limitantes de qualquer ciclo pode ser resolvida.

Se uma peça de máquina que sofre tensões alternadas for feita de um material plástico, então não apenas a falha por fadiga será perigosa, mas também a ocorrência de deformações plásticas. As tensões máximas do ciclo, neste caso, são determinadas pela igualdade

onde - traído pela fluidez.

Os pontos que satisfazem esta condição estão localizados em linha reta DC, inclinado em um ângulo de 45° em relação ao eixo das abcissas (Fig. 447, A), já que a soma das coordenadas de qualquer ponto desta linha é igual a.

Se direto 01 (Fig. 447, a), correspondente a este tipo de ciclo, com cargas crescentes na peça da máquina, cruza a curva CA, então ocorrerá falha por fadiga da peça. Se a linha 01 cruza a linha CD, então a peça irá falhar como resultado da deformação plástica.

Freqüentemente, na prática, são usados ​​​​diagramas esquemáticos de amplitudes limitantes. curva DAC(Fig. 447, a) para plástico materiais substitua aproximadamente a linha reta DE ANÚNCIOS. Esta linha reta corta os segmentos e nos eixos coordenados. A equação é

Para diagrama de materiais frágeis limite direto A B com equação

Os mais utilizados são os diagramas de amplitudes limites, construídos com base nos resultados de três séries de testes de amostras: com ciclo simétrico ( ponto A), em ciclo zero (ponto C) e quebra estática (ponto D)(Fig. 447, b). Ligando os pontos A E COM reto e desenhado D linha reta em um ângulo de 45°, obtemos um diagrama aproximado das amplitudes limites. Conhecendo as coordenadas do ponto A E COM, você pode criar uma equação da linha reta AB. Vamos pegar um ponto arbitrário na reta PARA com coordenadas e . Da semelhança de triângulos ASA 1 E KSK 1 Nós temos

de onde encontramos a equação da reta Um balde forma

Fim do trabalho -

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