Главная | Обратная связь

Статичне постійне напруження

(як окремий випадок асиметричного циклу)

Якщо змінюються дотичні напруження по синусоїді, то все вище сказане про відноситься і до . Параметри, які характеризують матеріал на витривалість, визначають шляхом випробувань. Найбільш простим і поширеним видом таких випробувань являється випробування зразків при симетричному циклі напружень. Для цього беруть не менше 10-ти зразків діаметром 6-10 мм з полірованою поверхнею. Перший зразок навантажують до напруження трохи меншого границі міцності, щоб зразок руйнувався після невеликої кількості циклів N₁. Результати наносять на графік, рис. 3.1 (точка А), наступні зразки навантажують все менше і менше. В результаті одержують КРИВУ ВИТРИВАЛОСТІ (криву Велера).

Максимальне по модулю циклічне напруження при дії якого зразок не руйнується після дуже великої кількості циклів називається ГРАНИЦЕЮ ВИТРИВАЛОСТІ для даного матеріалу при цьому виді циклів. Позначається або , де R - коефіцієнт асиметрії циклу.

Так, наприклад, якщо в результаті експерименту, що проводився по нормальному напруженню при симетричному циклі, для даного матеріалу визначили границю витривалості - 40 МПа, то позначають: =40 МПа.

Рис.3.1. Крива витривалості (крива Велера)

 

Якщо зразок із вуглецевої сталі витримав N=10⁷ циклів, то можна дати гарантію, що при таких напруженнях він витримає їх нескінченно багато і випробування можна припинити.

Криві витривалості для кольорових металів і легованих сталей не мають горизонтальної ділянки і для них не можна дати гарантію, що вони не зруйнуються при подальшому нарощуванні циклів. Для таких металів використовується поняття границі обмеженої витривалості (умовної границі витривалості), під якою розуміють найбільше напруження, яке витримують зразки без руйнування при заданому числі циклів (часто приймають N=5*10⁸).

На витривалість матеріалів, крім фізичних властивостей матеріалів, виду циклу та величини напружень впливають такі основні фактори:

-концентратори напруження (один з найбільш впливових факторів);

-розміри поперечного перерізу зразка (залежність зворотньопротипорційна);

-чистота поверхні зразка (при грубій обробці витривалість знижується на 40%, при наявності окалини на 70%, корозії - на 80% в порівнянні з полірованою поверхнею);

-зміцнення поверхневих прошарків зразка (обкатка роликами, обдув дробом, поверхневе гартування, цементація, азотування, ціанування і т.п.) може підвищити витривалість зразка в 2-3 рази;

-тренування матеріалу - зразок декілька разів навантажують циклічними зусиллями при напруженнях, нижче границі витривалості ;

-температура - так для сталі при t 300⁰ спостерігається зниження витривалості на 15-20% на кожні 100⁰ підвищення температури.

Кількісні показники впливу цих факторів на витривалість матеріалів, в залежності від конкретних умов приведені в спеціальній літературі, в вигляді графіків і таблиць.