wytrz-zmecz-wprow1.pdf
(
597 KB
)
Pobierz
2. Wytrzymałość zmęczeniowa
Zadaniem obliczeń wytrzymałościowych jest nadanie przedmiotowi kształtu i wymiarów
(przy właściwym doborze materiałów i obróbki cieplnej), gwarantujących bezpieczną pracę
przy zadanym programie obciążeń.
Wstępne kształtowanie przedmiotu mającego pracować w warunkach zmiennych obciążeń
następuje przy wykorzystaniu znanych zależności zawartych w przedmiocie Wytrzymałość
materiałów. Dla jednoosiowego stanu naprężeń warunki wytrzymałościowe podano za
pomocą wzorów (2.1)
P
rozciąganie
k
,
k
,
k
r
r
rj
rc
F
P
ściskanie
k
,
k
,
k
c
c
cj
rc
F
M
g
zginanie
k
,
k
,
k
(2.1)
g
g
gj
go
W
g
M
s
skręcanie
k
,
k
,
k
s
s
sj
so
W
0
P
ścinanie
k
,
k
,
k
t
t
tj
to
F
Podstawowe określenia wytrzymałości zmęczeniowej:
Z – trwała wytrzymałość zmęczeniowa materiału (powyżej N>10
6
cykli)
k
go
= Z
go
/x
z
– naprężenie dopuszczalne na zginanie obustronne (wahadłowe),
x
z
– zmęczeniowy współczynnik bezpieczeństwa,
Naprężenia dopuszczalne dla stałych i zmiennych obciążeń obliczać należy według wzorów
podanych w tabl. 2.1. Wstępnie zaprojektowana część maszynowa podlega sprawdzeniu w
rzeczywistych warunkach zmęczeniowych przy uwzględnieniu kształtu przedmiotu, jego
wielkości oraz wrażliwości na działanie karbu z uwzględnieniem stanu powierzchni.
Sprawdzenie polega na obliczeniu zmęczeniowego współczynnika bezpieczeństwa
x
z
i
porównaniu go z wymaganym współczynnikiem bezpieczeństwa
x
zw
, przy czym
x
z
>
x
zw
(2.2)
Dla cyklu obustronnie zmiennego (wahadłowego)
z
Z
o
o
(2.3)
x
z
z
max
a
gdzie:
Z
o
– wytrzymałość zmęczeniowa dla danego materiału określona przy
obciążeniu wahadłowym, [N/mm
2
],
σ
a
– amplituda naprężeń zmęczeniowych, [N/mm
2
],
γ
– współczynnik wielkości przedmiotu,
k
– zmęczeniowy współczynnik działania karbu,
1
1
k
k
β
p
– współczynnik stanu powierzchni,
β
– zmęczeniowy współczynnik spiętrzenia naprężeń ,
1
1
(2.4)
p
k
p
k
η
– współczynnik wrażliwości materiału na działanie karbu,
dla szkła ................................................
η
= 1
stal ulepszona cieplnie ...........................
η
= 0,7÷1,0
stal w stanie surowym ............................
η
= 0,5÷0,9
stal w stanie wyżarzonym ......................
η
= 0,4÷0,8
dla żeliwa szarego .................................
η
= 0,
α
k
– współczynnik kształtu przedmiotu, związany z koncentracją naprężeń:
max
k
n
max
– maksymalne naprężenie na dnie karbu,
n
- nominalne (średnie) naprężenie w przekroju niebezpiecznym,
n
= P/F , lub
n
= M
g
/W
g
, itp.
Definicje wytrzymałości zmęczeniowej dla różnych przypadków obciążenia:
Definicja wartości średniej naprężenia:
m
=(
max
+
min
)/2
Definicja amplitudy naprężenia:
a
=(
max
-
min
)/2
Zakresy wytrzymałości zmęczeniowej:
- niskocyklowa,
- wysokocyklowa,
- nieograniczona (trwała) wytrzymałość zmęczeniowa (Z).
Zad. Narysować wykres Smith’a dla stali o parametrach: Z
go
=320[MPa], Z
gj
=530[MPa],
Q
g
=500[MPa]. Wyznaczyć graficznie wytrzymałość zmęczeniową Z
g
dla
m
= 180 MPa.
Rys.1.
Ogólne równanie linii prostej:
y = y
o
+ x∙ tg
W przypadku wykresu Smith’a równanie linii prostej ma postać (między z
go
i z
gj
)
z
m
tg
(2.5)
max
go
z
z
2
z
z
gj
go
gj
go
tg
(2.6)
0
z
z
gj
gj
2
z
z
2
530
320
gj
go
z
320
180
462
,
MPa
max
go
m
z
530
gj
Dopuszczalne amplituda naprężenia zmęczeniowego
az
wynosi
6
462
,
6
180
282
,
MPa,
a
max
m
z
gdzie:
az
a
Dla cykli niesymetrycznych wyróżnia się dwa przypadki zmiany naprężeń.
Plik z chomika:
sylwciac27
Inne pliki z tego folderu:
wytrz-zmecz-wprow1.pdf
(597 KB)
Twardość.pdf
(286 KB)
twardosc_metali.doc
(71 KB)
lwm_c06.pdf
(100 KB)
lwm_c03.pdf
(510 KB)
Inne foldery tego chomika:
Projekty
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin