Расчет на сопротивление усталости

4.4 Расчет на сопротивление усталости

Расчет на сопротивление усталости не проводят, если

где   σ_-1   предел   выносливости   материала   при   изгибе   с симметричным циклом изменения напряжений;

K_d — коэффициент влияния абсолютных размеров (масштабный фактор); К_σ — эффективный коэффициент концентрации напряжений в расчетном сечении; S = 2,5 — коэффициент безопасности по усталости.

*Все напряжения указаны в МПа.

Если условие не выполняется, необходим расчет на сопротивление усталости. При расчете следует установить характер цикла изменения напряжений, т. е. определить постоянные σ_т и τ_т и переменные σ_а и τ_а составляющие напряжений. Постоянные по величине и направлению поперечные силы вызывают во вращающихся валах и осях переменные напряжения изгиба, изменяющиеся по симметричному циклу с амплитудой σ_а = M_и/W_и и средним напряжением σ_т = 0. При действии осевых сил в сечении вала возникают постоянные напряжения сжатия или растяжения и цикл изменения нормальных напряжений становится несимметричным (σ_m ≠ 0). В расчетах валов нереверсивных передач условно принимают, что вращающий момент и напряжения от кручения изменяются по отнулевому циклу; при этом амплитуду τ_а и среднее напряжение τ_т определяют из формул

Рекомендуемые материалы

Для каждого расчетного сечения определяют коэффициент безопасности по сопротивлению усталости

где Ssig и Steta — коэффициенты безопасности по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по зависимостям:

Обратите внимание на лекцию "3 Гражданские правоотношения".

Здесь σ_{_1} и τ_{_1} — пределы выносливости материала, полученные при испытании гладких стандартных образцов малых диаметров соответственно при изгибе и кручении с симметричным циклом изменения напряжений; K_σD и K_τD — коэффициенты, учитывающие влияние всех факторов на сопротивление усталости соответственно при изгибе и кручении:

где К_σ и К_σ — эффективные коэффициенты концентрации напряжений (отношение предела усталости, полученного в результате испытаний гладких образцов, к пределу усталости для образцов с концентратором напряжений), соответственно при изгибе и при кручении; K_d — коэффициент

влияния абсолютных размеров — масштабный фактор (отношение предела усталости деталей реальных размеров к пределу усталости, полученному при испытаниях стандартных образцов малых диаметров); K_F — коэффициент влияния шероховатости поверхности; K_v — коэффициент влияния поверхностного упрочнения (закалка ТВЧ, цементация, азотирование и др.); ψ_c и ψ_т— коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений соответственно при изгибе и кручении.

Полученное по формуле (16.4) значение коэффициента безопасности сравнивают с допускаемым значением, которое обычно принимают 1,5...2,5; большее значение коэффициента принимают для ответственных конструкций.