Прочность при переменных нагрузках (выносливость)
Кривая Веллера (для каждого материала) – кривая выносливости:
|
|
|
|
|
|
σlim – предел выносливости материала
Предел выносливости материала – максимальное напряжение, которое выдерживает деталь при достаточно большом числе циклов не разрушаясь.
Nб – базовое число циклов;
NR – текущее число циклов;
σR – соответствующее ему напряжение;
m – показатель степени функции.
kHL – коэффициент долговечности.
Если kHL<1, его принимают равным 1 из условия экономичности.
σlim, Nб – выписываются из справочного материала.
Виды нагрузок, примеры различных циклов нагружения.
1. Асимметричный цикл.
|
|
|
|
|
(среднее напряжение)
|
2. Симметричный цикл.
|
|
|
|
|
Пример: норм напряжение изгиба вращающегося вала.
3. Пульсационный (отнулевой) цикл.
|
|
|
|
Пример: касательное напряжение кручения.
Расчет на прочность.
Расчет на прочность обычно производится по условию прочности, задаваясь определённым коэффициентом запаса прочности, который равен отношению действующего (амплитудного) напряжения к пределу выносливости материала.
Износостойкость.
Кривая износа
I – интенсивность износа,
|
t – время.
Виды износа:
- механический (абразив частицы);
- молекулярно-механический (проникновение материала одной детали в др.);
|
Жесткость.
Некоторые детали рассчитаны на жесткость.
у – прогиб, θ – угол закручивания
у и θ определяются или из уравнения линии балки, или графическим методом (интеграл Мора или метод Верещагина).
[y], например для вала, определяется условиями работы подшипников.
Теплостойкость.
Счит. не многие машины и устройства, а только те, которые работают в условиях повышенной температуры (подшипники, червячные передачи).
Для увеличения теплостойкости:
- тепловые и гидродинамические расчеты;
- теплоотвод (вентиляторы, охлаждающие жидкости).
Вибростойкость (специальные случаи).
Способ борьбы с вибрацией:
- виброизоляция (используют под. Элементы)
- применение вибратора (колебание противоположной фазы)
Надежность.
Оценивается с помощью коэффициента надежности k:
Вср – число срабатываний машины,
В – общее число включений машины
Все элементы системы подключены либо последовательно, либо параллельно.
Послед соединение:
|
|
|
|
|
kсист<kсамого ненадёжного элемента
Рационально использованные элементы с одинаковым k.
Параллельное соединение (дорогое):
|
|
|
1/k =1/k1+1/k2+….
Используют в летательных аппаратах и в других ответственных конструкциях.
Способы повышения надежности:
- увеличение прочности (неэкономично);
- высокая доступность, ремонтопригодность и хорошие условия эксплуатации и смазка элементов;
- выбор теоретически обоснованных методик расчета (при этом предпочитаются статич. опред. систем);
- резервирование (дорог, сводится к введению не одного, а нескольких двиг. самолета)
- принцип проверяемости качества системы.
Резьбовые соединения
Резьбовые соединения – разъемные.
Типы, виды профилей резьбы, основные параметры резьбы, проставление резьбы на чертежах, виды деталей резьбовых соединений, виды стопорений.
Профили: треугольные, трапецеидальные, прямоугольные, круглые.
Треугольные резьбы (крепежные), диаметр приведенного коэффициента трения выше, чем у других резьб:
Приемущества треугольных резьб: 1.значительная металлоемкость.
Недостатки: !.простота, возможность точного изготовления.
2.возможность создания больших осевых сил.
3. возможность фиксирования зажима в любом положении.
4. удобная форма, малые размеры.
Приведенный коэффициент трения равен:
α – угол профиля резьбы.
Треугольные резьбы:
Метрические Дюймовые