Slika prikazuje poenostavljen diagram mejnih amplitud. Diagrami mejnih napetosti

1.3.4. METODA “KORAČNIH AMPLITUD” (MSTA). Bistvo te metode je, da v procesu vadbe za moč pri izvajanju vsake posamezne vaje za moč gibanje teže ne poteka po polni delovni amplitudi, temveč stopničasto, v

Za določitev meje vzdržljivosti pod vplivom napetosti z asimetričnimi cikli so izdelani diagrami različnih vrst. Najpogostejši so:

1) diagram cikličnih mejnih napetosti v koordinatah  max -  m

2) diagram mejnih amplitud cikla v koordinatah  a -  m.

Razmislimo o diagramu druge vrste.

Za izdelavo diagrama mejnih amplitud cikla je amplituda cikla napetosti  a narisana vzdolž navpične osi, povprečna napetost cikla  m pa je narisana vzdolž vodoravne osi (slika 8.3).

Pika A diagram ustreza meji vzdržljivosti za simetrični cikel, saj je pri takem ciklu  m = 0.

Pika IN ustreza mejni trdnosti pri stalni napetosti, saj je v tem primeru  a = 0.

Točka C ustreza meji vzdržljivosti za pulzirajoči cikel, saj je pri takem ciklu  a = m .

Druge točke v diagramu ustrezajo mejam vzdržljivosti za cikle z različnimi razmerji  a in  m.

Vsota koordinat katere koli točke na mejni krivulji DIA podaja mejo vzdržljivosti pri dani povprečni obremenitvi cikla

.

Za plastične materiale mejna napetost ne sme preseči meje tečenja, tj. Zato na diagram mejne napetosti narišemo premico DE , zgrajena po enačbi

Končni diagram mejnih napetosti izgleda kot AKD .

Delovne obremenitve morajo biti znotraj diagrama. Meja vzdržljivosti je manjša od meje trdnosti, na primer za jeklo σ -1 = 0,43 σ in.

V praksi se običajno uporablja približni diagram  a -  m, sestavljen iz treh točk A, L in D, sestavljenih iz dveh ravnih odsekov AL in LD. Točko L dobimo kot rezultat presečišča dveh ravnih črt DE in AC . Približni diagram poveča mejo utrujenostne trdnosti in odreže območje z razpršenimi eksperimentalnimi točkami.

Dejavniki, ki vplivajo na mejo vzdržljivosti

Eksperimenti kažejo, da na mejo vzdržljivosti pomembno vplivajo naslednji dejavniki: koncentracija napetosti, dimenzije prereza delov, stanje površine, narava tehnološke obdelave itd.

Učinek koncentracije stresa.

TO koncentracija (lokalno povečanje) napetosti se pojavi zaradi rezov, nenadnih sprememb velikosti, lukenj itd. Na sl. Slika 8.4 prikazuje napetostna diagrama brez koncentratorja in s koncentratorjem. Vpliv koncentratorja na trdnost upošteva teoretični koeficient koncentracije napetosti.

Kje
- napetost brez koncentratorja.

Vrednosti Kt so podane v referenčnih knjigah.

Koncentratorji napetosti bistveno zmanjšajo mejo utrujenosti v primerjavi z mejo utrujenosti za gladke cilindrične vzorce. Hkrati imajo koncentratorji različne učinke na mejo utrujenosti glede na material in obremenitveni cikel. Zato je uveden koncept efektivnega koncentracijskega koeficienta. Faktor efektivne koncentracije napetosti se določi eksperimentalno. V ta namen vzemite dve seriji enakih vzorcev (po 10 vzorcev v vsaki), vendar prvo brez koncentratorja napetosti, drugo pa s koncentratorjem, in določite meje vzdržljivosti v simetričnem ciklu za vzorce brez koncentratorja napetosti σ -1 in za vzorce s povečevalnikom napetosti σ -1 ".

Odnos

določa efektivni koeficient koncentracije napetosti.

Vrednosti K -  so podane v referenčnih knjigah

Včasih se za določitev efektivnega faktorja koncentracije napetosti uporabi naslednji izraz

kjer je g koeficient občutljivosti materiala na koncentracijo napetosti: za konstrukcijska jekla - g = 0,6  0,8; za lito železo - g = 0.

Vpliv stanja površine.

Poskusi kažejo, da groba površinska obdelava dela zmanjša mejo vzdržljivosti . Vpliv kakovosti površine je povezan s spremembami mikrogeometrije (hrapavosti) in stanja kovine v površinski plasti, kar je odvisno od načina obdelave.

Za oceno vpliva kakovosti površine na mejo vzdržljivosti je uveden koeficient  p, imenovan koeficient kakovosti površine in je enak razmerju meje vzdržljivosti vzorca z dano površinsko hrapavostjo σ -1 n do meje vzdržljivosti vzorca s standardno površino σ -1

n in fig. 8.5 prikazuje graf vrednosti str odvisno od natezne trdnosti σ in jeklo in vrsta površinske obdelave. V tem primeru krivulje ustrezajo naslednjim vrstam površinske obdelave: 1 - poliranje, 2 - brušenje, 3 - fino struženje, 4 - grobo struženje, 5 - prisotnost lestvice.

Različni načini površinskega utrjevanja (kaljenje, naogljičenje, nitriranje, površinsko utrjevanje z visokofrekvenčnimi tokovi itd.) močno povečajo mejne vrednosti vzdržljivosti. To se upošteva z uvedbo koeficienta vpliva površinskega utrjevanja . S površinskim utrjevanjem delov se lahko odpornost proti utrujenosti strojnih delov poveča za 2-3 krat.

Vpliv dimenzij delov (faktor merila).

Eksperimenti kažejo, da večje kot so absolutne dimenzije prereza dela, nižja je meja vzdržljivosti , saj z naraščanjem velikost poveča verjetnost, da napake pridejo v nevarno območje . Mejno razmerje utrujenosti dela s premerom d σ -1 d do meje vzdržljivosti laboratorijskega vzorca s premerom d 0 = 7 – 10 σ -1 mm se imenuje faktor lestvice

eksperimentalni podatki za določitev  m še ni dovolj.

Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da je meja vzdržljivosti pri asimetričnem ciklu večja kot pri simetričnem in je odvisna od stopnje asimetrije cikla:

Pri grafičnem prikazu odvisnosti meje vzdržljivosti od koeficienta asimetrije je potrebno za vsako R Določite svojo mejo vzdržljivosti. To je težko narediti, saj je v območju od simetričnega cikla do enostavnega raztezanja neskončno število zelo raznolikih ciklov. Eksperimentalna določitev za vsako vrsto cikla je zaradi velikega števila vzorcev in dolgega časa testiranja skoraj nemogoča.

Zaradi določeno razlogi za omejeno število poskusov za tri do štiri vrednosti R sestavite diagram mejnega cikla.

Mejni cikel je tisti, v katerem je največji stres enak meji vzdržljivosti, tj. . Na ordinatno os diagrama nanesemo vrednost amplitude, na abscisno os pa povprečno napetost mejnega cikla. Vsak par napetosti in , ki določa mejni cikel, je prikazan z določeno točko na diagramu (slika 445). Izkušnje so pokazale, da se te točke običajno nahajajo na krivulji AB, ki na ordinatni osi odreže segment, ki je enak meji vzdržljivosti simetričnega cikla (pri čemer je ta cikel = 0), na osi abscise pa segment, ki je enak meji trdnosti. V tem primeru veljajo napetosti, ki so v času konstantne:

Tako diagram mejnega cikla označuje razmerje med vrednostmi povprečnih napetosti in vrednostmi mejnih amplitud cikla.

Katera koli točka M, ki se nahaja znotraj tega diagrama, ustreza določenemu ciklu, ki ga določajo količine (CM) in (JAZ).

Za definiranje cikla iz točke M izvajajo segmente MN in M.D. dokler se ne preseka z osjo x pod kotom 45° nanjo. Nato (slika 445):

Za cikle, katerih koeficienti asimetrije so enaki (podobni cikli), bodo značilne točke, ki se nahajajo na ravni črti 01, katerega nagibni kot je določen s formulo

Pika 1 ustreza mejnemu ciklu izmed vseh navedenih podobnih ciklov. S pomočjo diagrama lahko določite mejne napetosti za kateri koli cikel, na primer za pulzirajoči (ničelni) cikel, za katerega , a (slika 446). Če želite to narediti, narišite ravno črto iz začetka koordinat (slika 445) pod kotom α 1 = 45°(), dokler ne preseka krivulje v točki 2. Koordinate te točke: ordinata H2 je enak največji amplitudni napetosti in abscisi K2– največja povprečna napetost tega cikla. Največja največja napetost pulzirajočega cikla je enaka vsoti koordinat točke 2:

Na podoben način je mogoče rešiti vprašanje mejnih napetosti katerega koli cikla.

Če je del stroja, ki doživlja izmenične napetosti, izdelan iz plastičnega materiala, potem ne bo nevarna samo utrujenost, ampak tudi pojav plastičnih deformacij. Največje ciklične napetosti so v tem primeru določene z enakostjo

kjer - izdana pretočnosti.

Točke, ki izpolnjujejo ta pogoj, se nahajajo na ravni črti DC, nagnjena pod kotom 45° glede na abscisno os (sl. 447, A), saj je vsota koordinat katerekoli točke na tej premici enaka .

Če naravnost 01 (Sl. 447, a), ki ustreza tej vrsti cikla, z naraščajočimi obremenitvami na strojnem delu seka krivuljo AC, potem bo prišlo do odpovedi dela zaradi utrujenosti. Če črta 01 prečka črto CD, potem bo del propadel zaradi plastične deformacije.

Pogosto se v praksi uporabljajo shematizirani diagrami mejnih amplitud. krivulja ACD(Sl. 447, a) za plastiko materialov približno nadomesti ravno črto A.D. Ta ravna črta odreže segmente in na koordinatnih oseh. Enačba je

Diagram za krhke materiale omejitev naravnost A B z enačbo

Najbolj razširjeni so diagrami mejnih amplitud, izdelani na podlagi rezultatov treh serij preskusov vzorcev: s simetričnim ciklom ( točka A), pri ničelnem ciklu (točka C) in statičnem prelomu (točka D)(Slika 447, b). Povezovanje pik A in Z ravna in izvlečena D ravno črto pod kotom 45°, dobimo približen diagram mejnih amplitud. Poznavanje koordinat točke A in Z, lahko ustvarite enačbo ravne črte AB. Vzemimo poljubno točko na premici TO s koordinatami in . Iz podobnosti trikotnikov ASA 1 in KSK 1 dobimo

od koder najdemo enačbo premice AB v oblika

Konec dela -

Ta tema spada v razdelek:

Trdnost materialov

Na spletni strani preberite: odpornost materialov..

Če potrebujete dodatno gradivo o tej temi ali niste našli tistega, kar ste iskali, priporočamo iskanje v naši bazi del:

Kaj bomo naredili s prejetim materialom:

Če vam je bilo to gradivo koristno, ga lahko shranite na svojo stran v družabnih omrežjih:

Vse teme v tem razdelku:

Splošne pripombe
Za oceno učinkovitosti upogibnih nosilcev; Ni dovolj, da poznamo samo napetosti, ki nastanejo v odsekih nosilca zaradi dane obremenitve. Izračunane napetosti vam omogočajo, da preverite p

Diferencialne enačbe osi ukrivljenega nosilca
Pri izpeljavi formule za normalne upogibne napetosti (glej § 62) je bila pridobljena povezava med ukrivljenostjo in upogibnim momentom:

Integracija diferencialne enačbe in določitev konstant
Za pridobitev analitičnega izraza za odklone in zasučne kote je potrebno najti rešitev diferencialne enačbe (9.5). Desna stran enačbe (9.5) je dobro znana funkcija

Metoda začetnih parametrov
Nalogo določanja upogibov lahko bistveno poenostavimo, če uporabimo tako imenovano univerzalno enačbo osi

Splošni pojmi
V prejšnjih poglavjih so bili obravnavani problemi, pri katerih je žarek doživel ločeno napetost, stiskanje, torzijo ali upogib. V praksi

Konstruiranje diagramov notranjih sil za palico z zlomljeno osjo
Pri načrtovanju strojev je pogosto treba izračunati žarek, katerega os je prostorska črta, sestavljena iz

Poševni ovinek
Poševni upogib je primer upogiba nosilca, pri katerem ravnina delovanja celotnega upogibnega momenta v preseku ne sovpada z nobeno od glavnih vztrajnostnih osi. Skratka v

Hkratno delovanje upogibne in vzdolžne sile
Številne palice konstrukcij in strojev delujejo hkrati tako pri upogibanju kot pri napetosti ali stiskanju. Najenostavnejši primer je prikazan na sl. 285, ko je obremenitev uporabljena za steber, ki povzroča

Ekscentrično delovanje vzdolžne sile
riž. 288 1. Določitev napetosti. Oglejmo si primer ekscentričnega stiskanja masivnih stebrov (slika 288). Ta težava je zelo pogosta pri mostovih.

Hkratno delovanje torzije in upogiba
Hkratno delovanje torzije in upogiba najpogosteje najdemo v različnih strojnih delih. Na primer, ročična gred absorbira znatne navore in se poleg tega upogiba. Osi

Temeljne določbe
Pri ocenjevanju trdnosti različnih konstrukcij in strojev je pogosto treba upoštevati, da številni njihovi elementi in deli delujejo v kompleksnih obremenitvenih pogojih. V pogl. Nameščen je bil III

Energijska teorija trdnosti
Energijska teorija temelji na predpostavki, da je količina specifične potencialne deformacijske energije, ki se nabere do trenutka, ko se pojavi največja napetost

Mora teorija trdnosti
V vseh zgoraj obravnavanih teorijah je vrednost katerega koli dejavnika, na primer stresa,

Enotna teorija trdnosti
V tej teoriji ločimo dve vrsti uničenja materiala: krhko, ki nastane zaradi trganja, in duktilno, ki nastane zaradi striga (striga) [‡‡]. Napetost

Koncept novih teorij trdnosti
Zgoraj so bile orisane glavne teorije trdnosti, ki so nastale v daljšem obdobju, od druge polovice 17. stoletja do začetka 20. stoletja. Treba je opozoriti, da je poleg zgoraj naštetega še veliko

Osnovni pojmi
Tankostenske palice so tiste, katerih dolžina znatno presega glavne dimenzije preseka b ali h (8-10-krat), slednje pa znatno presegajo (tudi

Prosto zvijanje tankostenskih palic
Prosta torzija je torzija, pri kateri bo deplanacija vseh presekov palice enaka. Torej, na sliki 310, a, b, je prikazana palica, obremenjena

Splošne pripombe
V gradbeni praksi in predvsem v strojništvu se pogosto srečujejo palice (nosilci) z ukrivljeno osjo. Na sliki 339

Napetost in stiskanje ukrivljenega žarka
Za razliko od ravnega nosilca zunanja sila, ki normalno deluje na kateri koli del ukrivljenega nosilca, povzroči upogibne momente v njegovih drugih delih. Zato samo raztezanje (ali stiskanje) krivulje

Čist zavoj krivega žarka
Za določitev napetosti med čistim upogibanjem ravnega ukrivljenega nosilca, kot tudi za ravni nosilec, menimo, da je hipoteza ravnih odsekov veljavna. Pri določanju deformacije lesnih vlaken zanemarjamo

Določanje položaja nevtralne osi v ukrivljenem nosilcu s čistim upogibom
Za izračun napetosti po formuli (14.6), pridobljeni v prejšnjem odstavku, morate vedeti, kako poteka nevtralna os. V ta namen je treba določiti polmer ukrivljenosti nevtralne plasti r oz

Napetost ob sočasnem delovanju vzdolžne sile in upogibnega momenta
Če se v prečnem prerezu ukrivljenega nosilca hkrati pojavita upogibni moment in aksialna sila, je treba napetost določiti kot vsoto napetosti iz dveh navedenih učinkov:

Osnovni pojmi
Prejšnja poglavja so obravnavala metode za določanje napetosti in deformacij pri napetosti, stiskanju, torziji in upogibu. Določeni so bili tudi kriteriji trdnosti materiala s kompleksno odpornostjo.

Eulerjeva metoda za določanje kritičnih sil. Izpeljava Eulerjeve formule
Obstaja več metod za preučevanje stabilnosti ravnotežja elastičnih sistemov. Osnove in tehnike uporabe teh metod se preučujejo v posebnih predmetih, posvečenih problemom trajnosti različnih

Vpliv načinov zavarovanja koncev palice na velikost kritične sile
Slika 358 prikazuje različne primere pritrditve koncev stisnjene palice. Za vsako od teh težav je treba izvesti lastno rešitev na enak način, kot je bilo storjeno v prejšnjem odstavku za w

Meje uporabnosti Eulerjeve formule. Formula Yasinsky
Eulerjeva formula, pridobljena pred več kot 200 leti, je bila dolgo predmet razprav. Spor je trajal približno 70 let. Eden od glavnih razlogov za polemiko je bilo dejstvo, da Eulerjeva formula

Praktični izračun stisnjenih palic
Pri določanju dimenzij stisnjenih palic je treba najprej paziti, da palica med delovanjem pod delovanjem tlačnih sil ne izgubi stabilnosti. Zato so napetosti v

Splošne pripombe
V vseh predhodnih poglavjih predmeta je bil obravnavan učinek statične obremenitve, ki deluje na konstrukcijo tako počasi, da je posledično pospešek gibanja delov konstrukcije.

Upoštevanje vztrajnostnih sil pri izračunu kabla
Oglejmo si izračun kabla pri dvigovanju bremena teže G s pospeškom a (slika 400). Težo 1 m kabla označimo s q. Če je breme nepremično, potem v poljubnem odseku vrvi mn nastane statična sila

Izračuni vpliva
Udar se razume kot interakcija gibajočih se teles kot posledica njihovega stika, povezana z ostro spremembo hitrosti točk teh teles v zelo kratkem času. Čas vpliva

Prisiljena nihanja elastičnega sistema
Če na sistem deluje sila P (t), ki se s časom spreminja po nekem zakonu, se nihanja žarka, ki jih povzroči delovanje te sile, imenujejo prisilna. Po uporabi vztrajnostne sile b

Splošni koncepti koncentracije napetosti
Formule, izpeljane v prejšnjih poglavjih za določanje nateznih, torzijskih in upogibnih napetosti, veljajo le, če je odsek nameščen na zadostni razdalji od mest ostrega

Pojem odpovedi zaradi utrujenosti in njeni vzroki
S pojavom prvih strojev je postalo znano, da se pod vplivom časovno spremenljivih napetosti strojni deli uničijo pri manjših obremenitvah kot tisti, ki so nevarni pri stalnih napetostih. Od časa

Vrste stresnih ciklov
riž. 439 Razmislite o problemu določanja napetosti v točki K, ki se nahaja

Koncept meje vzdržljivosti
Upoštevati je treba, da nobena spremenljiva obremenitev ne povzroči odpovedi zaradi utrujenosti. Lahko se zgodi, če izmenične napetosti na eni ali drugi točki na delu presežejo

Dejavniki, ki vplivajo na mejo vzdržljivosti
Na mejo vzdržljivosti vpliva veliko dejavnikov. Razmislimo o vplivu najpomembnejših med njimi, ki se običajno upoštevajo pri ocenjevanju utrujenostne trdnosti. Koncentracija stresa. usta

Izračun trdnosti pri spremenljivih napetostih
Pri izračunih trdnosti pri spremenljivih obremenitvah se trdnost dela običajno oceni z vrednostjo dejanskega varnostnega faktorja n, ki ga primerjamo z dovoljenim varnostnim faktorjem n)