Прочность при переменных нагрузках (выносливость)

Кривая Веллера (для каждого материала) – кривая выносливости:

 

	σ

 

 

N

Nб

NR

σlim

N

 

	σR

 

 

σ_lim – предел выносливости материала

Предел выносливости материала – максимальное напряжение, которое выдерживает деталь при достаточно большом числе циклов не разрушаясь.

N_б – базовое число циклов;

N_R – текущее число циклов;

σ_R – соответствующее ему напряжение;

m – показатель степени функции.

k_HL – коэффициент долговечности.

Если k_HL<1, его принимают равным 1 из условия экономичности.

σ_lim, N_б – выписываются из справочного материала.

Виды нагрузок, примеры различных циклов нагружения.

 

1. Асимметричный цикл.

	σ

σa

σmax

σmin

N

(амплитудное напряжение)

(среднее напряжение)

σm

(коэффициент асимметрии цикла)

 

 

2. Симметричный цикл.

σ

N

σmax

σmin

σa

 

 

 

 

 

Пример: норм напряжение изгиба вращающегося вала.

 

3. Пульсационный (отнулевой) цикл.

	σ

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

t – время.

 

 

Виды износа:

- механический (абразив частицы);

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

t

- коррозионно-механический.

 

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:

В_ср – число срабатываний машины,

В – общее число включений машины

Все элементы системы подключены либо последовательно, либо параллельно.

Послед соединение:

	k1		k2		k3

	Э2		Э3

 

 

k_сист<k_{самого ненадёжного элемента}

Рационально использованные элементы с одинаковым k.

 

Параллельное соединение (дорогое):

	k1

	k2

	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:

 

α – угол профиля резьбы.

Треугольные резьбы:

 

Метрические Дюймовые