При сложной напряженном состоянии

 

Испытания на усталость при симметричном цикле обычно проводят при изгибе (круговом или плоском) для определения предела выносливости и растяжении—сжатии для определения . Также проводят испытания при растяжении — сжатии в условиях асиммет­ричного цикла для получения диаграммы пре­дельных напряжений.

В связи с необходимостью получения характе­ристик усталости материала в различных напря­женных состояниях—при кручении для опреде­ления предела выносливости , при сложном напряженном состоянии (одновременном кручении и изгибе, действии внутреннего давления и др.) проводятся соответствующие испытания и обосно­вываются условия (критерии) усталостного раз­рушения при сложном напряженном состоянии (плоском и объемном) [11].

Результаты испытаний при синхронном и син­фазном изменении касательных напряжений от кручения и нормальных напряжений от изгиба представляются обычно в координатах «–» или в относительных координатах

.

Линии на диаграмме (рис. 11) характеризуют пре­дельные напряженные состояния при сочетании величин и . Эксперимен­тальные результаты для конструкционных сталей соответствуют дуге круга {кривая 1), уравнение которой

 

Для сталей высокой прочности и чугунов экспериментальные данные рас­полагаются ближе к эллиптической дуге (кривая 2), уравнение которой

Приведенные выражения, а также характер разрушения при начале обра­зования трещины усталости позволяют полагать, что сопротивление усталости зависит главным образом от касательных напряжений.

Соответствующие условия прочности для симметричного цикла с соблюде­нием синхронности и синфазности напряжений формулируются в амплитудах главных напряжений по гипотезе наибольших касательных напряжений

и гипотезе октаэдрических напряжений

Для случая совместного действия растяжения и кручения или изгиба и кручения с поправкой на соотношение величин пределов выносливости при изгибе и кручении условие прочности выразится следующим образом:

Последнее выражение аналогично приведенному ранее уравнению для, дуги круга в координатах , (см. кривую 1 на рис. 11), полученному экспериментально.

На сопротивление усталости малопластнчных и хрупких материалов ока­зывают влияние как касательные, так и нормальные напряжения, и условие прочности формулируется по наибольшим касательным напряжениям с учетом влияния нормальных напряжений (аналогично тому, как и при статических напряжениях).

При испытаниях на усталость при изгибе с кручением образец закреп­ляют в специальных серповидных захватах машины таким образом, чтобы его ось составляла некоторый угол с плоскостью действия крутящего момента, отличный от 0° (переменное кручение) и 90° (переменный изгиб). Испытания при плоском напряженном состоянии осуществляются на специальных испы­тательных машинах или с использованием образцов специальной формы.