Прочность при переменных нагрузках (выносливость)

Кривая Веллера (для каждого материала) – кривая выносливости:

 
 
σ
Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

N
Nб
NR  
σlim  
N

 
 
σR  

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.

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

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.

 
 
σ

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

σa
σmax
σmin
N
(амплитудное напряжение)

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru (среднее напряжение)

σm
Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru (коэффициент асимметрии цикла)

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

2. Симметричный цикл.

σ

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

N
σmax
σmin
σa

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

Пример: норм напряжение изгиба вращающегося вала.

3. Пульсационный (отнулевой) цикл.

 
 
σ
Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

N
σmax
σa

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,

I
Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

t – время.

Виды износа:

- механический (абразив частицы);

- молекулярно-механический (проникновение материала одной детали в др.);

t
- коррозионно-механический.

 
  Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

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).

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

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:

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

Вср – число срабатываний машины,

В – общее число включений машины

Все элементы системы подключены либо последовательно, либо параллельно.

Послед соединение:

           
 
k1
 
k2
 
k3
Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

       
 
Э2
 
Э3
Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

kсист<kсамого ненадёжного элемента

Рационально использованные элементы с одинаковым k.

Параллельное соединение (дорогое):

 
 
k1
Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

 
 
k2
Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru
 
 
Э2

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:

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

α – угол профиля резьбы.

Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru Треугольные резьбы:

 
  Прочность при переменных нагрузках (выносливость) - student2.ru

Метрические Дюймовые

Наши рекомендации