124204 (717313), страница 3
Текст из файла (страница 3)
(14)
Предельная амплитуда напряжений для детали, согласно сказанному выше, равна
(15)
Уравнение линии предельных напряжений EN (см. рис. 12.14) \ для детали получит вид
(16)
Здесь штрихами обозначены текущие координаты.
Вычислим теперь коэффициент запаса прочности детали при действии переменных напряжений 
и 
(точка R диаграммы — см. рис. 12.14).
Предположим, что при увеличении нагрузки на деталь отношение 
. Такое нагружение называется простым. В этом случае предельной точкой, соответствующей разрушению, будет являться точка S.
Коэффициент запаса прочности будет равен отношению отрезков SS' к RR':
(17)
Величину 
(ординату точки S) найдем в результате совместного решения уравнений линии EN и линии OS. Уравнение линии OS имеет вид
(18)
Штрихами обозначены текущие координаты.
Приравняв правые части формул (16) и (18), получим
откуда
Подставив значение 
в формулу (16) или (18), найдем ординату точки S
(19)
Следовательно, на основании формулы (17) получается следующая окончательная зависимость для определения коэффициента запаса прочности
(20)
Аналогично при кручении
(21)
При сложном напряженном состоянии, возникающем, например, при кручении с изгибом, коэффициент запаса прочности вычисляется по формуле (9.43)
а значения пσ и пт в этом случае вычисляются по формулам (20) и (21).
Кроме коэффициента запаса прочности по сопротивлению усталости необходимо вычислять коэффициент запаса по сопротивлению пластическим деформациям, так как точка 5 может оказаться выше линии ML. Коэффициент запаса прочности по сопротивлению пластическим деформациям вычисляется по формулам:
(22)
(23)
Расчетным (действительным) является меньший из коэффициентов запаса, вычисляемых по формуле (20) или (22), либо при кручении соответственно по формуле (21) или (23). В случае расчета на изгиб с кручением в формулу для определения общего коэффициента запаса прочности п следует подставлять меньшие из значений пσ и пт, вычисляемые, как указано выше.
ПРАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ ПОВЫШЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ
При конструировании деталей, работающих в условиях возникновения переменных напряжений, рекомендуется принимать следующие меры для повышения усталостной прочности.
-
Применять возможно более однородные материалы, с мелкозернистой структурой, свободные от внутренних очагов концентрации (трещин, газовых пузырьков, неметаллических включений и т.д.).
-
Придавать деталям такие очертания, при которых была бы уменьшена концентрация напряжений. Не следует допускать переходов от
о
дного размера сечения к другому без переходных кривых. В некоторых случаях рекомендуется применять специальные разгружающие надрезы—деконцентраторы напряжений. Так, например, если у места резкого перехода сделать плавную выкружку в более толстой части детали (рис. 12.15), то величина местных напряжений резко снизится.
-
Тщательно обрабатывать поверхность детали, вплоть до полировки, устраняя малейшие царапины, так как они могут явиться началом будущей усталостной трещины.
-
Применять специальные методы повышения выносливости (поверхностное упрочнение, тренировка деталей кратковременными повышенными нагрузками и т. д.).
Только произведя поверхностное упрочнение путем наклепа, можно повысить срок службы деталей машин в 2—3 раза при незначительных дополнительных расходах. Это равносильно тому, что выпуск машин может быть удвоен и утроен.
Из этого примера видно, какой огромный экономический эффект можно получить при правильном конструировании и технологической обработке деталей машин.
ЛИТЕРАТУРА
| 1 | Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. | 2002 |
| 2 | Беляев Н.М. Сопротивление материалов. | 1999 |
| 3 | Красковский Е.Я., Дружинин Ю.А., Филатова Е.М. Расчет и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем. | 1991 |
| 4 | Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. | 2004 |
| 5 | Степин П.А. Сопротивление материалов. | 1990 |
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
