рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Определение предельных напряжений

Определение предельных напряжений - раздел Философия, Тема «Предмет изучения, задачи, цели и место дисциплины в инженерной подготовке» Как Отмечалось Выше, σLim Определяется Видом Поломки, ...

Как отмечалось выше, σlim определяется видом поломки, который в свою очередь зависит от характера нагрузки. По этой причине для определения σlim прежде всего устанавливают характер изменения напряжений рассчитываемого элемента конструкции во времени. Если рассчитываемый элемент нагружен статической нагрузкой или циклической кратковременной (NΣ ≤ 103 ÷ 5*104), которую также называют квазистатической, то в этих случаях может происходить статическая поломка и, следовательно, в качестве предельных напряжений надо принять пределы статической прочности σТ или σв. В случае нагружения деталей циклической длительно действующей нагрузкой имеют место усталостные разрушения и в качестве σlim принимают пределы усталости (выносливости), соответствующие фактическому циклу изменения напряжений. При наличии в нагрузочном спектре элементов конструкций как длительно действующих, так и кратковременных нагрузок могут иметь место и статические, и усталостные поломки, поэтому требуется определить σlim и [σ] в обоих расчётных случаях.

С целью универсализации оценки σlim для всевозможных вариантов нагружения построим обобщенную диаграмму предельных напряжений (рис.1.4). На диаграмме можно выделить три характерные зоны.

1 зонаNΣ = 0 ÷ Nкр - зона статических разрушений, σlim соответствуют предельным напряжениям при статических (NΣ = 0) и квазистатических (NΣ ≤Nкр) нагрузках. В пределах этой зоны без особых погрешностей можно принять σlim = сonst , что и отмечено пунктирной линией на рис. 1.4, причём для хрупких материалов σlim = σв , а для пластичных – σ lim = σ T .

2 и 3 зоны – зоны усталостных разрушений. При этом вторая зона – Nкр < NΣ ≤ No – зона ограниченной усталостной прочности. В этой зоне, как очевидно из рис. 1.4, σlim = f (NΣi). С целью установления σlim для какого-либо суммарного числа циклов напряжений NΣi можно использовать уравнение кривой усталости, записав его для двух значений NΣ – заданного NΣi и No (точка 2 использована по причине того, что для нее параметры No и σlim известны)

σmlim NΣi * NΣi = σ-1(o)m * No = сonst,

откуда интересующие нас предельные напряжения:

, (1.13)

где KL - коэффициент долговечности, вычисляемый по очевидной из (1.13) формуле.

KL = (1.14)

 

зоны предельных напряжений

   
   
   
Nкр  
 
 
 
 
Т.2  
Т.1  
 
 
 
KLmax ≤ KL ≤ 1.0  
KL = 1.0  
 
 

Рис. 1.4. Обобщённая диаграмма предельных напряжений

Таким образом, предельные напряжения для типовых циклов изменения напряжений во второй зоне можно определить по зависимостям:

σlim = σ -1* KL – для знакопеременного симметричного цикла,

σlim = σo * KL – для знакопостоянного пульсирующего цикла.

Ещё раз напомним, что в большинстве случаев асимметричные циклы приводят к эквивалентным симметричным знакопеременным. Частный случай расчётов на прочность в подобных ситуациях рассмотрен в разделе расчётов валов.

Важно обратить внимание на то, что уравнение кривой соответствует экспериментальным значениям σlim лишь в пределах точек 1 и 2 (т.1 и т.2 на рис.1.4). По этой причине на значения σlim, вычисляемые по (1.13) за пределами этих точек необходимо наложить ограничения.

В зоне 1 при NΣ < Nкр

lim)max ≤ σlimT.1 = σ-1(o) * KLmax = σ bТ) ,

где максимальное значение коэффициента долговечности KLmax будет определяться соотношением σlim для статической и усталостной прочности:

(1.1)

Это соотношение для объемных поломок можно принимать равным 1,8.

В зоне 3 NΣ > No – зоне длительной усталостной прочности, для которой можно принять, что σlim не зависит от числа циклов напряжений, σlim = сonst. Реально кривая усталости асимптотически приближается к длительным пределам выносливости σ-1 или σo , чем без особых погрешностей в практических расчётах пренебрегают. Таким образом, для третьей зоны можно записать:

σ lim = σ -1 – для знакопеременного симметричного цикла,

σ lim = σ o – для знакопостоянного пульсирующего цикла.

С целью универсализации расчётов во 2ой и 3ей зонах для определения σlim используем выражение (1.13), однако в случае NΣ > No следует принять NΣ = No или KL = 1.0, поскольку в третьей зоне σlim принято независящим от числа циклов напряжений. Иногда с целью уменьшения времени получения кривой усталости в эксперименте прибегают к понятию условного базового числа циклов напряжений . В этом случае за пределами значения σlim продолжают снижаться (см. рис. 1.4) и, следовательно коэффициент долговечности, вычисленный по условной базе испытаний из (1.14), должен иметь значение меньше 1. В подобной ситуации вводят ограничение на KLmin = . Если при вычислении окажется KL< KLmin, то следует принять KL=KLmin. Таким образом, для определения предельных напряжений в различных ситуациях нагружения можно предложить такую универсальную схему действий (рис.1.5).

  Поломки деталей

 

 

 

 

 


 

статические и квазистатические при нециклическом или малоцикловом (NΣ ≤ 103 ÷ 5*104) нагружении
квазистатические и усталостные комбинированные при наличии в спектре нагрузок как кратковременных, так и длительнодействующих циклических напряжений
усталостные при длительном циклическом (NΣ > 103 ÷ 5*104) нагружении

 

 

  Знакопостоянный отнулевой пульсирующий цикл  
  хрупкие материалы

 

  пластичные (вязкие) материалы  
знакопеременный симметричный и асимметричный, приведенный к эквивалентному знакопеременному симметричному циклу

 

предельные напряжения σlim
σ lim = σ T         σ lim = σ в .         σ lim = σ -1*KL         σ lim = σ 0*KL  
При NΣ > N0 KL=1,0 или KL ≥ KLmin

 

Рис. 1.5. Универсальная схема определения предельных напряжений

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Тема «Предмет изучения, задачи, цели и место дисциплины в инженерной подготовке»

Современный период технического образования характеризуется существенным сокращением времени аудиторных занятий и перенесением центра тяжести в... Настоящее пособие предназначено для студентов механических специальностей... Конкретизация задач общей методологии процессов проектирования производится на базе наиболее разработанных элементов...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Определение предельных напряжений

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Терминология и общие понятия о конструкторском проектировании
Предметом изучения дисциплины являются технические объекты (ТО): машины, механизмы, сборочные единицы и отдельные детали. Напомним содержание данных терминов: Машин

Работоспособность. Отказы и критерии работоспособности деталей машин
Для деталей технических объектов первичным функциональным требованием является требование работоспособности. Нарушение работоспособности простейших элементов машин, механизмов общемашиностроительно

Расчеты деталей машин на прочность. Поломки деталей машин и характеризующие их параметры
  Нарушение прочности деталей происходит при их поломках. Наиболее объективным параметром опасности поломки являются рабочие напряжения, возникающие под действием

Методы расчетов деталей машин на прочность. Расчет по номинальным напряжениям
Прочностные инженерные расчёты проводятся в трех формах: по номинальным напряжениям, по коэффициенту запаса прочности и по вероятности поломки или вероятности безотказной работы. В наиболее универс

Определение коэффициента запаса прочности и коэффициента, учитывающего конструктивные особенности.
Коэффициент запаса прочности S учитывает целый ряд факторов, среди которых наиболее важными являются степень ответственности детали и последствия поломок, точность расчетных формул и оценки

Общая методика определения рабочих напряжений
Рабочие (действующие) нормальные или касательные напряжения в рассчитываемом сечении детали, прежде всего, определяются величиной нагрузки и характерным геометрическим параметрам (ХГП) опасного сеч

Механическое изнашивание. Методы расчета
Абразивное изнашивание. Абразивное изнашивание представляет собой процесс микрорезания, микроцарапания поверхностей трения за счёт попадания в зону трения частиц более высокой твёрдости, чем

Особенности расчетов деталей машин на прочность и износостойкость при переменных нагрузках
На практ. зан. 1 было показано, что нагрузка на элементы машин, прежде всего, формируется сопротивлением движению рабочего органа, которое в большинстве случаев во времени не является величиной пос

Переменные проектирования в расчетах на прочность и износостойкость
В проверочных прочностных расчетах при получении неудовлетворительных результатов (σ > [σ]) требуется выявить пути достижения положительного решения задачи. Очевидно, что

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги