7 лр. (1095728)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

5. Какие мероприятия, направленные на повышение коэффициентов запаса прочности, на ваш взгляд, наиболее существенны? б. Приведите в графическом виде, используя средства Апул И'оЖЬепсй, изменение напряжений концентраторов напряжений в галтелях проектируемого двигателя. Оформите отчет с выполненным расчетом коленчатого вала. 7. Каким образом рассчитывается общее расчетное время? 8. Объясните протекание графика изменения напряжений для различных галтелей КВ. Лабораторная работа № 7 ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ШАТУНА Теоретическая часть Любая методика анализа усталостной долговечности в качестве исходных данных использует, во-первых, сведения о динамической нагруженности детали в виде истории изменения напряжений в условиях эксплуатации, во-вторых, свойства усталости, определяемые по результатам экспериментальных исследований.

В программной среде Атум И'о~"Иепсй первое решение, которое должен принять пользователь, — выбрать расчет малоцикловой усталости или многоцикловой. Разрушение от малоцикловой усталости — это разрушение в условиях повторного упругопластического деформирования с числом циклов до 5 104 — 10', которое является условной границей мало- и многоцикловой усталости для пластичных сталей и сплавов и определяет число циклов от упругопластического к упругому циклическому деформированию. Расчет многоцикловой усталости базируется на эмпирической Я-Ж кривой, расчет малоцикловой усталости — на параметрах материала. Общая схема решения задач усталости в программной среде Апзуз И'огИЬепсп приведена на рис.

7.1. Типы циклической нагрузки В отличие от статического анализа, где используется единственное значение величины напряжения, усталостная задача включает напряжения, изменяющиеся в течение длительного промежутка времени. Различают четыре типа нагрузки (см. рис. 7.1, блок А). Сюда включают показа- 61 тель, так называемый идентификатор амплитуды цикла, показывающий, насколько сильно изменяется со временем уровень амплитуды нагружения, а также показатель, отображающий изменение самой нагрузки. Если глав- ные напряжения не изменяются, это представляют как регулярное нагружение и, наоборот, если главные напряжения изменяются, это является не- регулярным нагружением многоцикповая устапость Ь=',!щфу$щщфу~:-.';", '~- мапоцикповая усталость А -к' згаапзаяиая авптгмтуй1й, иврйгуу1прийВ нйтрузгаийе, Расчет приведенной амппитуды Расчет приведенной амплитуды Морроу Смит-Ватсон-Топпер Вуут) Гудман Зодерберг Гербер, Корре ц напряжений Е Изменение допговечности зменение долговечности Величина долговечности поправка долговечности ; Фактор масштабирования нагрузки Рис.

7А. Схема решения задач усталости в Атум КоГКБепсЬ Постоянная амплитуда, регулярное нагружение — вид нагружения, когда амплитуда напряжений имеет максимальное значение на всем протяжении временного интервала (рис. 7.2). Здесь могут быть заданы симметричный, асимметричный и отнулевой циклы нагружения. Постоянная амплитуда, нерегулярное нагружение — в отличие от предыдущего типа усталостной задачи здесь присутствует фактор нагружения, который указывает, насколько изменяются напряжения с течением б2 " Величина допговечности " поправка долговечности ' Фактор масштабирования нагрузки ' тип интерполяции ' погариФмическое " попупогариФмическое 'линейное х-компонента у компонента ~-'компонента Ху-компонента ;,' уя -компонента хг -компонента ,г' фон Мизес Максимальные касательные Главные напряжения Абсолютное максимальное' Значение гпавнык напряжений времени.

В связи с этим разрушение может произойти в местах, которые не так легко идентифицировать. Этот вид анализа используется для нагружения двумя видами нагрузок (например нагружение изгибом или скручиванием), а также в тех задачах, где изменение величины нагрузки вызывает распределение напряжений в модели, что особенно важно для нелинейных контактов, таких как болтовое соединение. Рис. 7.2.

Схематичное представление симметричного цикла нагружения Непостоянная амплитуда, регулярное нагружение — этот вид анализа нуждается в задании только одного набора результатов расчета. Так как нагружение регулярно, определить место повреждения детали затруднительно. Для вычисления места повреждения %огИЬепсБ используют линейную теорию повреждений, включая различные циклы нагружения с различной амплитудой (рис.

7.3). 800 ФОО Рис. 7.3. Схематичное представление цикла с непостоянной амплитудой б3 Непостоянная амплитуда, нерегулярное нагружение — наиболее общий случай, который подобен анализу при постоянной амплитуде и нерегулярном нагружении. Отличие в том, что в этом типе анализа существует больше двух различных наборов напряженных состояний. Сложность состоит не только в определении места повреждения детали, но и в определении комбинации нагрузок, которые наносят повреждения. Выбор расчетного напряжения После того как проведен выбор типа усталостного расчета, необходимо выбрать величину, характеризирующую напряженное состояние.

Классическая теория многоцикловой усталости позволяет оценить сопротивление усталости детали, работающей в условиях одноосного напряженно-деформированного состояния. В этом случае нагружение характеризуется единственной ненулевой компонентой тензора напряжений. В большинстве случаев материал детали испытывает сложнонапряженное состояние. В том случае, если величина одного компонента тензора напряжений существенно превосходит другие, оценку нагруженности при сложном НДС проводят аналогично, как и при случае одноосного напряженного состояния. При этом за расчетное напряжение выбирается величина, которая позволяет наиболее точно охарактеризовать условия нагружения.

Такая величина может представлять следующие напряжения: ° максимальное абсолютное значение главных напряжений (принимается, что повреждения наносят как максимальные растягивающие, так и максимальные сжимающие напряжения); ° максимальные главные напряжения (расчет ведется по первому главному напряжению и применяется в основном при расчете сварных соединений, поскольку основной вклад в усталостное повреждение вносят растягивающие напряжения); ° эквивалентные напряжения фон Мизеса, рассчитанные по главным напряжениям: где оп о~, оз — главные напряжения; ° эквивалентные напряжения фон Мизеса, рассчитанные по компонентам тензора напряжения с использованием формулы Мизеса: где о„о,, о„т,у, т„, т,, — компоненты тензора напряжений.

б4 Определение приведенных амплитуд Для учета асимметрии цикла нагружения при определении характеристик сопротивления усталости элементов машин и конструкций приме- няют два подхода: е определение характеристик сопротивления усталости по диаграм- мам предельных амплитуд — при регулярных процессах нагружения; ° формирование однопараметрических распределений приведенных амплитуд — амплитуд симметричного цикла, приводящего к эквивалент- ным повреждениям для несимметричного цикла.

Приведенные амплитуды могут быть определены следующим образом (см. рис. 7.1, блок В): ° модель Кинасошвили, где приведенная амплитуда вычисляется по зависимости ипр а Р в> где о„— амплитуда цикла; р — коэффициент чувствительности к асиммет- рии цикла нагружения; о„, — среднее значение напряжения цикла. ° модель Зодерберга, где приведенная амплитуда вычисляется по зависимости где о, — предел текучести при растяжении; ° модель Гербера где о, — предел прочности при растяжении; ° модель Гудмана "=-И-)) Все эти теории используют статистические данные о свойствах ма- териалов, такие как предел текучести и предел прочности.

Для малоцикловой усталости в Атум У'оМЬепсЬ применяют две модели (см. рис. 7.1, блок С): ° модель Морроу: б5 сом, пользователь может установить бесконечное число циклов, которое будет использоваться, если переменное напряжение будет вне предела кривой 5Ж. Установка высокого значения сделает небольшие циклы напряжения менее разрушительными, если они произойдут много раз. Результаты матрицы повреждаемости могут быть полезными в определении эффектов небольших циклов напряжения при установленной истории на- гружения. Поправка усталостггых свойств Усталостные свойства материала измеряются в определенных условиях.

Если эксплуатационные свойства материала отличаются от эталонных значений, необходимо вводить поправочный коэффициент, сглаживающий эти различия. Поправочный коэффициент имеет величину меньше чем еди- ница. Масигтабируемост ь нагрузки Пользователь может также определить коэффициент пропорциональности нагружения. Этот показатель может быть параметризирован. Использование этого коэффициента позволяет оценить влияние величины нагрузки на НДС.

Интерполяция кривой 5Ж В пределах кривой Велера (кривая ЯЖ) существуют три различных метода интерполяции: логарифмический, полулогарифмический и линейный. Результаты исследования будут зависеть от метода интерполяции, который установит пользователь. Типы результатов Скажем пару слов о результатах, которые представляют интерес при проведении расчета долговечности. Показатель долговечности (багге) Этот показатель представляет число циклов, которое деталь выдержит без разрушения. Поврежденность (Ватажке) Поврежденность от переменной нагрузки определяется как отноше- ние количества циклов данного узла к максимальному числу циклов для данной детали.

Величина менее единицы соответствует тому, что деталь будет разрушена до достижения своих максимальных показателей долго- вечности. б7 Фактор безопасности (Ба~ету)ас1ог) Показывает эпюру коэффициента запаса усталостной прочности, рассчитанного относительно полного отказа детали. Показатели меньше еди- ницы свидетельствуют о том, что этот элемент разрушится, не достигнув установленного числа циклов нагружения. Показатель неодноосности (В~ах~аВгу~ас1ог) Показатель неодноосности определяет узловое отношение минимального главного напряжения к максимальному. При величине, равной нулю, напряженное состояние близко к одноосному, при -1 соответствует чистому сдвигу, при 1 — чистому двуосному состоянию.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лабораторной работы