ВТОМНА МІЦНІСТЬ І МЕТОДИ ЇЇ ОЦІНКИ

Багато деталей машин і елементів конструкц& 242f51c #1110;й (колінчасті вали, поршневі пальці, шатуни і клапанні пружини двигунів, осі залізничних вагонів, стики рейок, лопатки турбін і ін.) в процесі роботи зазнають динамічні навантаження, які змінюються за величиною і напрямком.

випадковий характер.

з відносно рівною поверхнею і зони доламу при останніх циклах навантаження із шорсткуватою поверхнею.

неоднорідністю полікристалічних тіл. Метали складаються з великої кількості хаотично орієнтованих зерен, розділених границями, неметалевими включеннями, різними порами, дефектами і ін. Самі зерна фактично теж не є однорідними, що пояснюється умовами їхньої кристалізації і обробки. При наданні навантаження до полікристалічних матеріалів у них виникають нерівномірні розподіли напружень за перерізом. В результаті цього по границях зерен виникають мікроскопічні концентрації напружень. На ці концентрації напружень, викликані зовнішнім навантаженням, накладаються і власні мікронапруження, які існують між складовими частинами неоднорідної структури металу. Це приводить до того, що для деяких зерен навіть при додатку зовнішнього навантаження, що менше границі пружності матеріалу, сумарне (внутрішне плюс зовнішне) навантаження стає вище границі текучості і у цих областях відбувається пластична деформація.

даного циклу називається його верхньою границєю і позначається s_max. Найменше значення даного циклу називається його нижньою границєю і позначається s_min

Для визначення втомних властивостей матеріалу застосовують випробування, в яких напруження змінюються за синусоїдальним законом. Існують різні схеми випробувань: згин, крутіння, розтяг, стиск. R_σ

(7.1)

При симетричному циклі σ_max = - σ_min; R_σ

s_R). До критерію умовного напруження s для позначення границь витривалості додається індекс R_s, що описує коефіцієнт амплітуди даного циклу. Таким чином, s є границя витривалості знакозмінного симетричного циклу, для якого
R_s

Під границею витривалості при даному R_s s_max

Діаметр циліндричної частини гладких зразків звичайно становить 5-10 мм, а в зразків з надрізах 10-20 мм при глибині надрізу 0, 25 діаметра робочої частини (надрізи мають напівкруглу або V-подібну форму).

s_R

s_max s_min

s_max руйнування від втоми зразка через N і назвемо його „витривалістю' або „довговічністю'. Випробування на витривалість полягає у встановленні залежності s_max від N.

s_max s_min

випробування;

циклічної зміни напружень

Кожний окремий зразок повинен випробовуватися при постійній амплітуді прикладеного напруження.

При заданому навантаженні випробування триває до руйнування зразка, при цьому реєструється число циклів. Випробування проводять таким чином, що перший зразок руйнується вже після невеликого числа циклів. Після руйнування зразка його замінюють іншим і зменшують або збільшують вантаж. Так випробування повторюють кілька разів, визначаючи щораз число циклів, що доводить зразок до руйнування. Потім, поступово знижуючи амплітуду навантаження, домагаються того, щоб зразок міг витримати його дію «нескінченно довго».

s_max s ) – довговічність N (рис. 7.4, а).

Через відносно великий розкид експериментальних точок побудову цих кривих рекомендується проводити методом найменших квадратів. Криві втоми в логарифмічних або напівлогарифмічних координатах приведені на рис. 7.4.

s_max, і є границя витривалості (втоми) таких матеріалів, це – найбільше напруження, що не викликає руйнування при будь-якому числі циклів N. Найбільш зручно визначається s_R при використанні логарифмічного масштабу (рис. 7.4, б). Зручно оцінювати s_R s_max – 1/N (рис. 7.4, в). Тут величину границі витривалості визначають, екстраполюючи криву в точку її перехрещення з віссю ординат, де 1/N = 0. Цей спосіб особливо доцільно використовувати для приблизної оцінки s_R

s_max (або s_a

s_max s_min

витривалості?