Главная | Обратная связь

Предельные напряжения

В данной работе рассматривают нормальные и касательные напряжения, прямо пропорциональные нагрузкам, поэтому принимают коэффициенты асим­метрии циклов изменения напряжений: Rσ =Rτ = R_f,(Прил.).

В диапазоне значений : - 1 ≤ Rσ  ≤0 и - 1 ≤ Rτ ≤0 предельные напряжения рассчитывают по формулам:

, (7)

где – пределы выносливости при симметричном цикле изменения напряжений при растяжении или изгибе (табл.1), и соответственно при срезе ;

σ _т, τ _т – пределы текучести по нормальным или касательным напряжениям, определяют по табл.1;

Kσ_D, Kτ_D – коэффициенты, учитывающие изменение механических характеристик деталей по сравнению с лабораторными образцами:

Здесь: – коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла, определяют по рис.3 в зависимости от предела прочности σ_в;

Kσ_p, Кτ_р–коэффициенты, учитывающие размеры деталей в опасном сечении, определяют по табл.3 в зависимости от размеров сечения;

Kσ_п, Кτ_п –коэффициенты, учитывающие состояние поверхности детали, определяют по табл.4;

Kσ_к, Кτ_к – коэффициенты концентрации напряжений (табл.5 и рис.4);

К _у – коэффициент, учитывающий упрочнение, определяют по табл.6;

К_ц – коэффициент, учитывающий число циклов изменения напряжений, определяют при числе циклов N_ц, (Прил.), по формуле:

где принимают базовое число циклов N₀= 10⁷ и показатель степени m = 9.

При N_Ц > N₀ полагают К_ц = 1.

В диапазоне значений: 0  ≤ Rσ  ≤ 1 и 0 ≤ R τ ≤ 1

- для вязких материалов, например сталь, следует принять

σ_lim= σ_T или τ_lim= τ_T;

- для хрупких материалов, например чугун, соответственно

σ_lim= σ_В или τ_lim= τ_В.

Таблица 3

Коэффициенты Kσ_p, Кτ_р, учитывающие размеры детали в опасном сечении [3]

 

 

 

Коэффи­циент	Материал	Размер сечения, мм
Kσp	Углеродистая сталь	0,95	0,92	0.88	0,85	0,81	0,76	0,70	0,62
Легированная сталь	0,87	0.83	0,77	0,73	0,70	0,65	0,59	0,52
Кτр	Сталь любой марки	0,87	0,83	0,77	0,73	0,70 1	0,65	0,59	0,52

Таблица 4

Коэффициенты Kσ_п, Кτ_п, учитывающие состоя­ние поверхности детали [3]

Предел временного	Шлифо-	Обточка	Обдирка	Необработанная
сопротивления	вание	чистовая		поверхность
σ в, МПа
		1,06	1.16	1,35
		1,08	1,18	1,38
		1,11	1.25	1,51
		1,15	1.35	1,72
		1,25	1,54	2,22

Таблица5

Эффективные коэффициенты концентрации Kσ_к, Кτ_к [3]

Относительные размеры концентра­тора напряжений, рис.4	Kσк	Кτк
Временное сопротивление σ в, МПа
<700	>1000	<700	>1000
r1/b	0,05 0,1 0,15 0,2	1,75 1,5 1,3 1,25	2,2 1,7 1,5 1,4	1,4 1,2 1,1 1.05	1,6 1,3 1,25 1,15
d1/d	0,05 0,1 0,15	2,0 1,9 1.8	2,3 2,2 2,1	-	-

Таблица 6

Значения коэффициента поверхностного упрочнения к_у [3]

Поверхностная об­работка детали	Предел прочности сердцевины σ в, МПа	Детали без концентратора напряжений Kσк =1	Детали с концентратором напряжений
Kσк <1,5	Kσк >1,8...2,0
Закалка с на­гревом ТВЧ	600...800 800... 1000	1,5.,.1,7 1,3...1,5	1,6...1,7 –	2,4...2,8 –
Азотирование	900... 1200	1,1...1,25	1,5..1,7	1,7...2,1
Цементация	700... 800 1000...1200	1,4...1,5 1,2...1,3	– 2,0	– –
Дробеструйный на­клеп	600... 1500	1,1...1,25	1,5...1,6	1.7...2,1
Накатка роликом	–	1,1...1,3	1,3...1,5	1,8...2,0