Характеристики циклов напряжений

Механизм усталостного разрушения

С появлением первых машин стало известно, что под воздействием напряжений, переменных во времени, детали машин разрушаются при нагрузках меньших тех, которые опасны при постоянных напряжениях. С развитием техники, созданием быстроходных машин и механизмов стали обнаруживаться изломы осей вагонов, колес, рельсов, валов, шатунов и т.д. Изломы деталей происходили не сразу, а иногда после длительной работы машины или механизма. Возникло предположение, что под влиянием переменных напряжений материал с течением времени перерождается, как бы "устает" и вместо пластического становится хрупким.

На самом деле это не так. Сущность разрушения при переменных напряжениях заключается в том, что из-за неоднородности строения материала в каком-то месте появляется микротрещина. Она становится концентратором напряжений и с каждой сменой напряжений (циклом) увеличивается в размерах. Трещина уменьшает сопротивляющееся нагрузкам сечение детали до тех пор, пока деталь не разрушается от внешней нагрузки. В месте разрушения четко просматривается две зоны (см. рис. 1): 1 .зона постепенного развития трещины, 2.зона окончательного разрушения. Первая зона гладкая, притертая, так как в процессе развития трещины, частицы, находящиеся по разные стороны трещины, многократно соударялись при смене напряжений. Вторая зона шероховатая, потому что она образовалась из-за внезапного разрушения детали.

Способность материала сопротивляться переменным напряжениям (усталостному разрушению) называется выносливостью. Выносливость является важной характеристикой материала.

 

Рис. 1

Характеристики циклов напряжений

 

Циклом называется однократная смена напряжений. Цикл характеризуется следующими величинами (см. рис. 2):

1 .максимальным напряжением smax;

2.минимальным напряжением smin;

3.средним напряжением:

4.амплитудой:

5.коэффициентом асимметрии:

 

Рис. 2

 

Циклы, имеющие одинаковое значение R, называют подобными.

Рассмотрим частые случаи.

1. Если smax = s, а smin = -s то цикл называют симметричным (см. рис. 3, а).

У симметричного цикла:

sm = 0, sа = s, R=-1.

2. Если smax = s, а smin = 0 или smax = 0, а smin = -s то цикл называют отнулевым (см. рис. 3, б).

У отнулевого цикла:

 

Рис. 3

 


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Композиционные материалы | Кривая усталости и предел выносливости




Дата добавления: 2019-10-16; просмотров: 122; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2020 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.