loturile acțiune dinamică - studopediya

2. întindere ciclic variind tensiuni.

10.1 încărcături de acțiune dinamice

Până în prezent, am studiat efectul asupra detaliilor de construcție a sarcinilor statice. După cum știm din sarcina anterioară, statică de la zero la valori finite modifica valoarea atât de încet încât accelerația obținută cu elementele de construcție, mici de pre-neglijabil. Cu toate acestea, destul de des sarcini sunt dinamice în natură, ca și în momentul schimbării într-un ritm rapid. Efectul acestor sarcini însoțite de structuri Oscilații și elementele individuale ale acestora.

Tensiunile generate de vibrațiile părți ale setului sunt prima dată să depășească în mărime de tensiune din sarcinile de acțiune sute-statice.

Calculul instalațiilor de piese în sarcina dinamică un cuvânt soții decât bazându-se pe o sarcină statică. Dificultatea este, pe de o parte, în metode mai complexe de determinare a forțelor interne și tensiunile generate de efectul asupra ratei de dinamică a focului, iar pe de altă parte - într-un metode mai sofisticate de determinare a proprietăților blană nical de materiale sub încărcare dinamică.

De exemplu, multe materiale care au de lucru din material plastic ca casant sub sarcini statice acționează atunci când acționează în sarcina de impact (de exemplu, prin sarcină extrem de scurtă durată ..); repetând în mod repetat acțiunea puterea de încărcare variabilă de materiale scade drastic.

Metoda generală bazată pe sarcină dinamică, bazată pe cunoscute mecanicii teoretice ale principiului d'Alembert. Conform acestui principiu, orice organism în mișcare poate fi considerată ca fiind într-o stare de echilibru de moment, în cazul în care i se aplică forțe externe a adăugat forța de inerție, egală cu greutatea de accelerație și direcția opusă accelerației. Prin urmare, în cazurile în care forțele de inerție cunoscute, fără nici o restricție, puteți utiliza metoda de Cheny CE și pentru a determina forțele interne să folosească echilibrul ecuației. În acele cazuri în care determinarea este dificil de forțe de inerție, de exemplu, la impact, pentru a determina stresul dinamic și deformare este folosit legea de conservare a energiei.

10.1.1 Calculul tensiunilor la o mișcare uniform accelerată

În multe cazuri, accelerația cu care sunt cunoscute părțile mobile ale mașini. Tensiunea dinamică, în aceste cazuri, calcula-lyayutsya fără dificultate.

Să considerăm cazul ridicării încărcăturii care cântăresc până la G accelerație a (Fig. 10.1). tensiune Op-subțiat în coarda, ignorând greutatea lui.

Este aplicată forța de inerție de sarcină egală cu m = Ga / g și în jos. Vom aplica metoda secțiunilor. Efectuarea incizia n-p-Du- iotbrasy partea superioară a cablului. Forța din coarda este notată cu Nd. Deoarece tensiunea la tensiunea centrală distribuite uniform pe secțiunea transversală, putem presupune că

în cazul în care SD - tensiunea dinamică necesară.

Viteza de impact corpului este determinat de cunoscuta formula cadere libera

Această viteză într-un timp foarte scurt de impact calculat în miimi sau sutimi de secundă, ambalare,

Fig. 10.2 copii la zero.

Din cauza mare mustață-rădăcină (decelerare) are loc o acțiune grevă mare inerție, din care a condus-cauză este determinată.

Teoretic, cu toate acestea, dificil să se stabilească rata de schimbare a legii, și, în consecință, amploarea forței de inerție. Aceasta se aplică în alt mod, în baza legii de conservare a energiei și următoarele în sus cu combustibil lichid:

1. subliniază impactul asupra nu trebuie să depășească limita de proporționalitate, astfel încât legea lui Hooke asupra impactului rămâne valabilă.

2. Organismul după impact nu sunt separate unul de altul.

3. Masa tija imobilă este considerată mică în comparație cu masa atacantului, astfel, nu sunt luate în considerare.

4. Pierderea energiei a trecut în energie termică și cola-Batel mișcare a organelor neglijate se ciocnesc.

Egalăm sarcina de lucru a energiei potențiale a incidentului de-formarea tijei.

Lucrarea făcută de greutatea greutății care se încadrează,

în care - deplasarea punctului de impact, scurtarea egală a tijei.

Energia de deformare în timpul compresiei este

Din aceste două ecuații pe care le primim

Împărțind toți membrii acestei ecuații de EA, obținem

Dar Gl / EA = Dlcm - scurtarea tijă de echilibru tide-zhennoy nagruz-

Rezolvarea acestei ecuații pătratice Dldin. obținem

Lăsând semnul plus (soluția cu semnul minus în fața contrazice radical sensul fizic al problemei), obținem în sfârșit

Kdyně în care - coeficientul dinamic.

Împărțind ambele părți ale acestei ecuații de lungimea sondei și inteligente în viață pe modulul de elasticitate E, vom continua pe baza legii lui Hooke, tulpinile la tensiuni mult

Din aceste formule este evident că valorile tensiunilor dinamice și deplasărilor depind de mărimea corpului flip înainte de deformare statică. Cu cât deformarea statică (ceteris paribus), dinamică inferioară tensiune. De aceea, pentru a amortiza aplica sigilii (arcuri de cauciuc), care dau deformare mare.

La un accident vascular cerebral de compresie, pentru a se evita flambaj tensiune dinamica-cal nu trebuie să depășească stresul critic.

Au o formă similară formulei pentru cazul crucii (Izgi-bayuschego) pin, numai că în loc să fie Dlcm o deviere statică a fasciculului în punctul de impact - ZST. în loc Dldin din-nomice deformare - zdin.

10.1.3 Cazuri speciale

1. Dacă h = 0, adică. E. Există o aplicație bruscă de sarcină, din formulele (10.1) și (10.2), obținem

Atunci când se aplică de încărcare bruscă deformare, și o tensiune de două ori mai mult ca efectul static al aceeași sarcină.

2. În cazul în care înălțimea h cădere este mult mai mare decât cea statică deformare-apro Dlct. pentru determinarea coeficientului dinamic de semi denota următoarea formulă aproximativă:

10.2 Rezistența la tensiune variabilă ciclic

Cele mai multe dintre piesele mașinii în condițiile de muncă cu experiență tensiune pe centură, în mod ciclic care variază în timp. Ei OMS Nick în anumite părți ale schimbărilor de sarcină, precum și datorită schimbărilor în poziția secțiunilor lor în raport cu o sarcină constantă (de exemplu, detaliile privind rotația). Experiența arată că tensiunea variabilă după un anumit număr de cicluri de încărcare poate veni brusc detalii-ing distrugere. Acest fenomen se numește oboseala mama-als. Există două tipuri de oboseală: Cycle Oboseala timpului dezintegrare și caracterizate prin deteriorarea și distrugerea materialului pentru un număr mare de cicluri de încărcare (mai mult de 10 5) la tensiuni care sunt mai mici-Shih randament rezistenta materialului si oboseala ciclu redus, care apare cu un număr relativ mic de cicluri (aproximativ 10 3 ... 10 5), atunci când tensiunea de funcționare cauzează elastic-plastic deformare infor, ceea ce este tipic pentru structuri foarte stresați. Diverse Chie-vătămare și debit fractură condiții la oboseală cu ciclu-mnogotsiklo gemeți și determină necesitatea de examinare separată.

oboseala ciclului caracteristică este că distrugerea prealabilă a leziunilor apar într-o foarte mică, sau în absența unor formațiuni de macroplastic ciclice. Distrugerea în același timp, are un caracter fragil. Daunele inițiale și distrugerii datorate prezenței plastice de deformare-tiile în microvolumes separate, datorită neomogenitatea structurii tururi materiale reale. Există trei etape ale acestui protses SA: acumularea de leziuni microscopice pentru a forma primul macrocracks; dezvoltarea uneia sau mai multor fracturi; time-Rushen de dezvoltare cu corpul în bucăți. De obicei, aceste trei etape sunt bine recunoscute în imaginea de rupere prin oboseală: prezența unei fisuri zona de naștere, de obicei despre stres concentrator, zona sa de propagare (neted zona suprapusă) și „zona doloma.

Numărul de cicluri până la eșec depinde de caracteristicile ciclului de imersiune. Legile schimba alternativ tensiuni pot fi de timp personal, dar ele pot fi reprezentate sub formă de undă sinusoidală simplă armonică sau un val cosinus. Fig. 10.3, după cum se arată din periodice Menenius subliniază, în timp de la cel mai mare la cel mai mic Smin smah și spate.

Parametrii ciclului sunt:

- smah - maximă (cea mai mare valoare a algebrice) ear-

- Smin - valoarea minimă (cea mai mică valoare a algebrice) ear-

- sm = - tensiune medie sau componentă constantă

- = Sa - tensiune la vârf sau componenta variabilă

ciclu-guvernare. (10.4)

raportul minim de tensiune ciclu numit maxim

ciclu de stres Coeficientul de asimetrie Rs = smin / smah.

Ciclul de tensiune este complet determinată de oricare doi dintre parametrii săi. În funcție de valoarea ciclurilor de tensiune coeficient de asimetrie împărțit în simetrice și asimetrice la znakopostojannom și alternantă. Tensiune Smax. Smin poate fi, și SY-TION de pozitiv, negativ, și zero. Sa amplitudine este întotdeauna pozitiv. În cazul în care smax = - Smin. Rs = -1, ciclul de tensiune TION numit simetric (figura 10.3, b). Dacă Smin = 0, Rs = 0 - otnulevym (Figura 10.3 ,.).

Cicluri în care asimetrie raporturi Rs-odi Nakova, a declarat a fi similare.

În cazul tensiunilor de forfecare variabile sunt osta în vigoare toți termenii de mai sus și relația-TION cu înlocuirea s t. Dacă perioada ciclului T, atunci intervalul de timp de t-ing numărul de cicluri N = t / T.

Cel mai periculos este simetrică lea ciclu de încărcare (Fig. 10.3, b).

Pentru calcularea rezistenței sub variabile de stres repetate trebuie să cunoască caracteristicile mecanice ale materialului. Acestea sunt determinate de testarea probelor în mașini speciale. Cel mai simplu și mai comun este proba test cu un ciclu de stres simetric atunci când Rs = -1. Acest ciclu este desemnat R-1. Ciclul Symmetrical efectuat etsya, de obicei, în timpul încărcării probei conform schemei, așa-numitul al doilea, îndoire circulară: o probă de formă cilindrică se rotește în planul de acțiune al sarcinii la încovoiere constantă aplicată prin schema de încovoiere pură sau transversală. În acest caz, tensiunea la secțiunea periferie-TION a punctelor de eșantionare sunt schimbate sinusoidal. Utilizate pe scară largă ca pulsatorie sau otnulevoy ciclu imersie (Fig. 10.3, B), este ușor de realizat atunci când este testat pe Pulsator pax.

Rezultatele testului sunt reprezentate ca curbele de oboseală care reflectă dependența numărului de cicluri pentru a completa distrugere prin NK-maxi mal modulo tensiune ciclu | s | max la un Rs predeterminate (figura 10.4.).

După testarea primului eșantion punctul A din diagrama apare a cărei coordonate N1 și S1 max (sau pur și simplu s1).

Apoi a testat un al doilea eșantion, făcându-l să nu-mult mai puțin stres s2 În mod firesc, el cade din nou, un număr mai mare de cicluri de N2. În diagrama sunt aplicate coordonatele punctului B-ter N2 și s2, și așa mai departe. D.

După ce a testat toate probele și punctele de conectare A, B,

C și t. D. O linie netedă, care primesc non-

Fig. 10.4 Curba ABCD, așa-numita curbă Thoraya

oboseală (sau curba Wohler) .Acest curbă caracterizată prin faptul că, pornind de la o anumită tensiune, se extinde în mod substanțial orizontal (porțiunea CD). Aceasta înseamnă că, la o anumită tensiune

s-1 probă nu este distrus, tu, păstrați un număr infinit de cicluri.

Cea mai mare valoare a valorii maxime a ciclului de tensiune, material care poate rezista fără eșec nemarginita Chenno lung numita limită de rezistență (limita oboseală) și este notat s-1.

Experiența arată că eșantionul de carbon-sute dacă rezista 10 7 cicluri (acest număr se numește bază stagiar, Tany) perfecționate de încărcare-SRI poate rezista la un număr nelimitat de cicluri. Prin urmare, după 10 7 cicluri pentru probele de oțel este oprit experimente.

Tensiunea s-1. corespunzând la N = 10 7. luată ca limita de rezistenta.

Pentru metale neferoase și oțeluri întărite, care nu poate fi obosit construi un număr de cicluri, care trebuie să suporte, eșantionul nu va fi distrus în viitor. Pentru aceste cazuri, a introdus conceptul de rezistență limitată pre-la, ca cea mai mare Sheha ciclu de tensiune maximă la care un eșantion este capabil să reziste la un anumit număr de cicluri (de obicei, N = 10 august).

În prezent, mai multe materiale sunt găsite limitele rezistenței și în referințele bibliografice. Din aceste date este evident că pentru cea mai mare limita de metale rezistenta la ciclu simetric mai mic decât efortul de curgere. De obicei, pentru oțel, limita de oboseală a flexiune s-1 „(0,4 ¸ 0.5) RVS. Pentru oțeluri de înaltă rezistență s-1 „(400 + 0.167 RVS) MPa. Pentru s'1 metale feroase „(0,25 ¸ 0.5) RVS. Torsională pentru oțelurile convenționale au t-1 »s-1 0,56. Pentru metale fragil t-1 »0,8 s-1.

Firește, se determină experimental limita la oboseală pentru fiecare dintre valorile posibile ale coeficienților de tensiune R imposibil. În practică, venind în modul următor: (. Figura 10.5) un număr de valori caracteristice sunt R diagrama limită oboseală sR și rezistența la oboseală construi-ma Therians, unde valorile abscisei sm medie tensiune. iar axa verticală - de exemplu, amplitudinea zheniya-sa. cicluri limită.

Fiecare pereche de valori sm și SA. care caracterizează ciclul limită este reprezentat printr-un punct de pe această diagramă. Colectarea acestor puncte formează o curbă AB (Fig. 10.5) care separă regiunea sigură (care conține originea coordonatelor) a zonei de distrugere ciclice. Fig. 10.5 punctul A din diagrama corespunde cu rezistența la tracțiune la încărcare elect-ically și punctul B - la simetric încărcare ciclu SG-TION. Orice poate fi un ciclu coș de mo-Jette fi afișate în această diagramă, punctul de operare (P.T.) cu coordonatele (sm. Sa), și în funcție de care dintre zonele afectate punct poate fi judecat cu privire la siguranța ciclului.

10.2.1 Efectul concentrației stresului, starea suprafeței

și detalii cu privire la dimensiunile pe rezistență la oboseală

Amploarea influenței, limita de oboseală de mai mulți factori. Luați în considerare nekoto secară dintre ele. Unul dintre factorii principali care au o influență semnificativă asupra rezistenței la oboseală este subliniază con-centrarea.

Principalul lung exponent de stres local, este factorul de concentrare de stres:

în cazul în care Smax - tensiunea mai mare locale-set;

s - tensiunea nominală.

De exemplu, pentru o bandă cu o gaură (fig. 10.6) a longitudinal forța F în secțiuni inelare, avem: