Решение. Наличие изгибающего и крутящего моментов указывает на то, что материал в опасной точке находится в условиях плоского напряженного состояния

Наличие изгибающего и крутящего моментов указывает на то, что материал в опасной точке находится в условиях плоского напряженного состояния. Принимаем, что изгибающий и крутящий моменты и, соответ-ственно, нормальное σ и касательное τ напряжения находятся в фазе и од-новременно достигают наибольшего значения.

В данном случае коэффициент запаса вычисляется по формуле (11.34):

Напряжения σ и τ изменяются по симметричному циклу. Поэтому коэффициенты запаса по нормальным n_σ и по касательным напряжениям n_τ вычислим по формулам:

Определяем номинальные амплитудные напряжения σ_а и τ_а:

где М_max, М_кр.max – изгибающий и крутящий моменты, Н мм;

d –диаметр вала, мм.

Общие коэффициенты снижения предела выносливости детали при симметричном цикле вычислим по формулам (11.24):

По таблицам при r/d = 4/40 = 0,1; D/d = 60/40 = 1,5 и σ_В = 510 МПа находим:

1) К_σ = 1,53; К_τ = 1,24; 2) _σ = _τ = 0,81; 3) 1/β = 1. Такие же значения коэффициентов получим, пользуясь графиками, показанными на рис.11.6, 11.10, 11.12, 11.13.

Тогда:

где , , , – нормальные и касательные напряжения, МПа.

Ответ: n = 2,96.

Пример 2.Пластина из стали Ст.3 толщиной 10 мм, сваренная руч-ной дуговой сваркой, приварена внахлестку к листу металла такой же тол-щины швами ₁=200 мм, ₂ =150 мм (рис.11.18). Определить максима-льную силу Р, допустимую для заданной конструкции, если нагрузка изме-няет свое значение от + Р до – Р, а количество циклов нагрузки 10<N<3 10⁶.

Рисунок 11. 18 – Схема сварного соединения