Ko'pgina mashina qismlari ish paytida vaqt o'zgaruvchan kuchlanishlarni boshdan kechiradi (odatda tsiklik): krank mexanizmining qismlari, avtomobil o'qi, vites qutisi vallari va boshqalar. Tajriba shuni ko'rsatadiki, o'zgaruvchan kuchlanishlarda, ma'lum miqdordagi tsikllardan so'ng, qismning buzilishi sodir bo'lishi mumkin, vaqt o'tishi bilan o'zgarmagan bir xil kuchlanishda esa buzilish sodir bo'lmaydi. Masalan, sim. Qobiliyatsiz aylanishlarning soni materialga va kuchlanish amplitudasiga bog'liq va keng diapazonda o'zgarib turadi. O'zgaruvchan stresslar ta'sirida materialning yo'q qilinishi charchoq deb ataladi.

Buzilish mexanizmini aytib bering. U mahalliy xususiyatga ega. Charchoq shikastlanishining to'planishi makrokrak hosil bo'lishiga olib keladi. Muvaffaqiyatsizlik charchoq yorilishining rivojlanishidan kelib chiqadi.

Materiallar uchun eng keng tarqalgan va eng xavfli stress o'zgarishining harmonik qonunidir. Stress tsikli quyidagi parametrlar bilan tavsiflanadi:

Maksimal va minimal tsikl stresslari;

O'rtacha tsikldagi stress

Tsikl amplitudasi: ;

Tsikl assimetriya koeffitsienti:

Shakl 1. Stress davrining xususiyatlari

Bunday tsikl nosimmetrik deb ataladi.

Bunday tsikl pulsatsiyalanuvchi deb ataladi.

Barcha atamalar va ta'riflar, agar bilan almashtirilsa, o'zgaruvchan kesish kuchlanishlari uchun ham amal qiladi.

chidamlilik chegarasi

O'zgaruvchan kuchlanishlarda kuchni hisoblash uchun maxsus sinovlar bilan aniqlanadigan materiallarning mexanik xususiyatlarini bilish kerak. Dumaloq kesim va uzunlikdagi silliq silliqlangan novda olinadi. U turli amplitudalarda nosimmetrik aylanishga duchor bo'ladi. Sinov mashinasining sxemasini va sinov tartibini keltiring. Namuna ishlamay qolgan holatga keltiriladi va ishlamay qolgan davrlar soni aniqlanadi. Olingan egri chiziq charchoq egri chizig'i yoki Wohler egri chizig'i deb ataladi. (2-rasm).

Shakl 2. Charchoq egri chizig'i

Bu egri chiziq ma'lum bir keskinlikdan boshlab, deyarli gorizontal ravishda o'tishi bilan ajralib turadi. Bu shuni anglatadiki, ma'lum bir cheklovchi stressdan kamroq stresslarda namuna son-sanoqsiz tsikllarga bardosh bera oladi.

Har qanday miqdordagi aylanishlar uchun material buzilmasdan bardosh bera oladigan maksimal o'zgaruvchan kuchlanish chidamlilik chegarasi deb ataladi va belgilanadi.

Tajribalar odatda tsikllarning asosiy soniga qadar amalga oshiriladi. Karbonli po'latlar, qotib qolgan po'latlar va rangli metallar uchun qabul qilinadi. Empirik bog'liqliklar eksperimental ravishda aniqlangan:

Chidamlilik chegarasining qiymatiga ta'sir qiluvchi omillar

Qismlarning chidamlilik chegarasi nafaqat materialning xususiyatlariga, balki ularning shakli, o'lchami va ishlab chiqarish usullariga ham bog'liq.

Stress kontsentratsiyasining ta'siri.

Ma'lumki, PS qismining o'lchamlari keskin o'zgargan joylarda (teshiklar, pastki kesmalar, filetalar, kalitlar, iplar), ma'lumki, kuchlanishning mahalliy kuchayishi sodir bo'ladi. Ushbu hodisa stress kontsentratsiyasi deb ataladi. Namuna bilan solishtirganda tafsilotlarni kamaytiradi. Ushbu pasayish eksperimental tarzda aniqlanadigan samarali stress kontsentratsiyasi omili bilan hisobga olinadi. Bu silliq namunaning chidamlilik chegaralarining berilgan kuchlanish konsentratoriga ega bo'lgan namunaga nisbatiga teng.

Qiymatlar ma'lumotnomalarda berilgan.

Detallar o'lchamlarining ta'siri.

Eksperimental ravishda namuna hajmining oshishi bilan kamayib borishi aniqlandi. Namuna o'lchamlarining ta'siri eksperimental ravishda aniqlanadigan va nisbatga teng bo'lgan shkala omili bilan hisobga olinadi.

Odatda ular olishadi. Ular qo'llanmalarda keltirilgan.

Qismning sirt holatining ta'siri.

Qismning yuzasida chizish, chizish va tartibsizliklar mavjudligi qismning chidamlilik chegarasining pasayishiga olib keladi. Qismning sirt holati ishlov berish turiga bog'liq. Sirt holatining qismning o'lchamiga ta'siri eksperimental ravishda aniqlanadigan va quyidagilarga teng bo'lgan koeffitsient bilan hisobga olinadi:

Ushbu koeffitsient ma'lumotnomalarda keltirilgan.

Yuqoridagi barcha omillarni chidamlilik chegarasining bir o'zgarish koeffitsienti bilan hisobga olish mumkin.

Keyin qismning chidamliligi chegarasi

Agar biz o'rganilayotgan materialdan standart namunani assimetrik kuchlanish tsikli sharoitida sinab ko'rsak, biz 3-rasmda ko'rsatilgan chegara kuchlanish diagrammasini olamiz.

Shakl 3. Yakuniy kuchlanish diagrammasi

Sinovlarni o'tkazish va diagramma tuzish metodologiyasi haqida gapirib bering.

Ushbu diagramma sizga ish sharoitlarining chegaraga yaqinligini baholash imkonini beradi. Buning uchun diagrammada koordinatali ish nuqtasi (B) chiziladi

bu erda va qismdagi o'rtacha va amplitudali kuchlanishlarning hisoblangan qiymatlari. Bu erda kuchlanish amplitudasi qismning chidamlilik chegarasini kamaytirishni hisobga olgan holda oshiriladi. Ishlash nuqtasining chegara egri chizig'iga yaqinlik darajasi mehnat sharoitlari xavfini baholash uchun ishlatiladi. Agar ish nuqtasi diagrammadan tashqarida bo'lsa, unda charchoqning buzilishi, albatta, sodir bo'ladi.

Ushbu diagrammaning qurilishi ko'p vaqt va moddiy resurslarni talab qiladi. Shuning uchun haqiqiy diagramma to'g'ridan-to'g'ri CD orqali sxematiklashtiriladi. u holda bu diagrammani tajribasiz qurish mumkin.

O'zgaruvchan kuchlanish uchun xavfsizlik omilini aniqlash

Xavfsizlik omili, shubhasiz, OA segmentining OB segmentiga nisbatiga teng (3-rasm). Geometrik konstruktsiyalardan so'ng biz quyidagilarni olamiz:

bu erda - tsiklning assimetriyasiga materialning sezgirlik koeffitsienti.

O'zgaruvchan siljish kuchlanishlari ta'sirida

Koeffitsientlar ma'lumotnomalarda keltirilgan.

O'zgaruvchan normal va kesish kuchlanishlarining bir vaqtning o'zida ta'siri ostida umumiy xavfsizlik omili

O'zgaruvchan kuchlanishlarda mustahkamlikni hisoblash Qurilish konstruktsiyalari elementlarini chidamlilik uchun hisoblash shaklning tengsizligini tekshirishga qisqartiriladi (19.3) Vaqt o'tishi bilan o'zgaruvchan bo'lgan kuchlanishlarda mustahkamlik holati yuklanish davrlari sonini hisobga oladigan koeffitsient yv - bog'liq koeffitsient. kuchlanish holatining turi va sikl assimetriya koeffitsienti bo'yicha Masalan, po'lat konstruktsiyalar uchun yv koeffitsienti 19.1-jadvaldan aniqlanadi 19.1-jadval po'lat konstruktsiyalar uchun yv koeffitsientining qiymati "max P Vv kuchlanish Dizayn charchoqqa chidamlilik , shuningdek a koeffitsienti, hisoblangan elementning sirtga ishlov berish sifatini, uning konstruktsiyasini, kuchlanish konsentratorlarining mavjudligini hisobga oladi.Alohida turdagi tuzilmalar uchun (19.3) nisbat biroz boshqacha shaklda bo'lishi mumkin.Demak, po'lat konstruktsiyalarni hisoblashda. ko'priklar uchun quyidagi tengsizlik qo'llaniladi: (19.4) bu erda R - materialning oquvchanligi bo'yicha kuchlanish, siqish va egilishdagi dizayn qarshiligi; m - mehnat sharoitlari koeffitsienti; _ 1 a, 6 - po'lat navini va yuklanishning statsionar emasligini hisobga olgan holda koeffitsientlar; p - o'zgaruvchan kuchlanishlar davrining assimetriya koeffitsienti; (i - samarali kuchlanish kontsentratsiyasi omili. (19.5) ifoda bilan aniqlangan yv koeffitsienti kuchlanish kontsentratsiyasini, materialning sifatini va uning sirtini qayta ishlashni, yuklash rejimini hisobga olgan holda cheklovchi amplitudalar diagrammasining turini tavsiflaydi. va boshqa omillar.19.2-misol.Temir yo’l ko’prigining poyezdning o’tish vaqtidagi po’latdan o’tkazuvchi po’lat oraliq qo’shig’iga o’zgaruvchan eksenel kuch ta’sir qiladi.Eng katta tortish kuchi Nmnn= 1200 kN, eng kichik (siqilish) kuchi Wmr-= 200 kN 15XCHD past qotishma po'latning dizayn qarshiligi R 295 MPa ish sharoitlari koeffitsienti m = 0,9.Ko'ndalang - kesma kompozit (19.20-rasm) va uning maydoni LpsSh ga teng, = 75 sm. 19.20.Temir yo'l ko'prigining po'lat oraliq tirgaklarining konstruktsiyasi Yechim.Tsikl assimetriya koeffitsienti quyidagicha aniqlanadi: IJVmml 1 L "max 6 SNiP 2.05.03 -84 koeffitsientiga muvofiq P 1,5 ga teng, parametrlari a = 0,72 va 5 = 0,24 Keyin maksimal normal kuchlanishni topamiz: N^ 1200 103 ---=--7 = 160 MPa. Lpepo 75 10"4 Tengsizlikning o'ng tomoni (19,4) yvmR= 0,85 0,9 295 = 226,4 MPa>160 MPa qiymatini oladi. Demak, tirgakning charchash kuchining sharti qanoatlantiriladi. § 19.9. Past davrli charchoq tushunchasi Oldingi paragraflarda muhokama qilingan yuqori davrli charchoq etishmovchiligida material elastik tarzda deformatsiyalanadi. Sinish boshlanayotgan yoriqning rivojlanishi natijasida stress kontsentratsiyasi joylarida boshlanadi va mo'rt xarakterga ega (sezilarli plastik deformatsiyalarsiz). Charchoqning yana bir turi past davrli charchoq bo'lib, takroriy elastik-plastik charchoq deformatsiyalari ostida nosozlik tushuniladi; u sinish zonasida makroskopik plastik deformatsiyaning mavjudligi bilan ko'p tsiklli charchoq etishmovchiligidan farq qiladi. Yuqori tsiklli va past davrli charchoq o'rtasida qat'iy chegara bo'lishi mumkin emas.SNiL 11-23--81da temir konstruktsiyalarni past tsiklli charchoq uchun tekshirish o'sayotgandan kamroq tsikllar soni bilan amalga oshirilishi kerakligi qayd etilgan. 19 10 Yu \ Shaklda ko'rsatilgan materialni isloh qilish diagrammasining sxematiklashtirilganini ko'rib chiqing. 19.21, va Yaqin atrofda (19.21, 6-rasm) vaqt o'tishi bilan stress o'zgarishlarining grafigi. OAV egri chizig'i bo'ylab birinchi yuklashda materialning holatini ifodalovchi nuqta deformatsiya diagrammasi bo'ylab OV chizig'i bo'ylab harakat qiladi.Keyin kuchlanishlar kamayadi va xuddi shu nuqta hynia BBiAi bo'ylab harakatlanadi.Zarritish minimal qiymatga yetganda, u kuchaya boshlaydi va deformatsiya davom etadi.Bundan keyin, lekin yopiq chiziq A, ABB, . Bir sikldagi deformatsiyalar diapazoni ^ "max £min> ga teng va plastik deformatsiyalar diapazoni ^pltaya 1L" 11 kuchlanishlarning aritsiklik o'zgarishining maksimal va minimal plastik deformatsiyalari. Past davrli charchoq paytida sinish tabiati materialning tsiklik deformatsiya paytida plastik shakllanishlarni to'plash qobiliyatiga bog'liq. Materiallar *agar qoldiq deformatsiya barcha sikllarda o'zgarmasa * tsikl barqaror deb ataladi. Yuqorida ko'rib chiqilgan misol bunday materiallarning deformatsiyasining xususiyatlarini ko'rsatadi. Tsikli buziladigan materiallar uchun xarakterli xususiyatlar qoldiq deformatsiyalarning ko'payishi va umumiy plastik deformatsiyaning oshishi hisoblanadi. Bu tenglamalardan u va v siljishlarini chiqarib tashlaylik, buning uchun birinchi qatorni y ga nisbatan ikki marta, ikkinchi qatorni x ga, uchinchi qatorni x va y ga nisbatan farqlaymiz. Yuqoridagi ikkita chiziqni qo‘shib, pastki chiziqni ayirib, (20.6) deformatsiyaning moslik tenglamasi hosil bo‘ladi. U deformatsiyalar moslik tenglamasi deb ataladi, chunki u ixtiyoriy uzluksiz siljish funksiyalari uchun mavjud bo‘lgan deformatsiyalar o‘rtasidagi zarur munosabatni beradi u, v (bu biz chiqarib tashladik). Agar deformatsiyadan oldingi tana aqliy jihatdan cheksiz mayda "g'ishtlarga" bo'lingan bo'lsa, ularga ex, ey va y deformatsiyalari haqida xabar berilsa va butun deformatsiyalangan jismga qaytishga harakat qilinsa, u holda ikkita holat yuzaga keladi. mumkin. Birinchisida (20.5-rasm, a) barcha elementlar bir-biriga mahkam o'rnashadi. Bunday deformatsiyalar qo'shma bo'lib, ular doimiy siljishlar maydoniga mos keladi. Ikkinchi holda (20.5-rasm, b) elementlar o'rtasida cheksiz kichik uzilishlar paydo bo'ladi va har qanday uzluksiz siljish maydoni bunday deformatsiyalarga mos kelmaydi. q Uzluksiz siljishlar maydoniga mos keladigan deformatsiyalar maydoni qo'shma deformatsiyalar deyiladi. Deformatsiyalar mos keladi.Aks holda deformatsiyalar mos kelmaydigan - mahalliy va mos kelmaydigan deb ataladi. mahalliy (20.3), (20.5) va (20.7) tenglamalar birgalikda zarur sakkizta tenglamani tashkil qiladi, ularning yechimi ko'rib chiqilayotgan tekislik masalasining sakkizta noma'lum funksiyasini topishga imkon beradi. § 20.3. Tajribadan topilgan siljishlardan kuchlanishlarni aniqlash Quyida biz qandaydir faktorning izolyatorlarini, ya'ni bu omil doimiy qiymatga ega bo'lgan nuqtalar o'rnini ifodalovchi interferension chekkalar oilalarini tajriba yo'li bilan qanday olishini tasvirlaymiz. Shunday qilib, muar usulida va gologramma interferometriyada v = const va u = const siljishlarining izolyatorlarini olish mumkin. Shaklda. 20.6 da plastinkaning tekis kuchlanish holati uchun v; \u003d const izolyatorlari oilasining diagrammasi ko'rsatilgan. Keling, elastiklik nazariyasi tenglamalaridan foydalanib, qanday qilib siljishlardan kuchlanishlarga o'tish mumkinligini ko'rsatamiz. Formulalar (20.5) shtammlarni hisoblash imkonini beradi. 20.6. Vertikal chiziq uchun siljish izolyatorlarining tajribada olingan oilasi bo'yicha deformatsiyalarni sonli aniqlash. Qisman hosilani (dv/dx)j=tgojjni (i - 1) va (/+ 1) nuqtalar orqali o'tkazilgan sekant qiyaligining tangensi sifatida hisoblaymiz. Koordinata y ga nisbatan hosila uchun xuddi shunday davom etib, tekis masalada sonli differentsiatsiyani (20.10) topamiz. Xuddi shunday, u \u003d const izolyatorlar oilasi bilan davom etamiz x va y koordinata o'qlariga parallel chiziqlar to'rini chizamiz. , (20.9) va (20.10) formulalarga muvofiq deformatsiya maydonini, so'ngra o'rganilayotgan modeldagi kuchlanish maydonini quring. Ortogonal to'rning tugun nuqtalari odatda izoliyalar bilan kesishish nuqtalariga to'g'ri kelmasligi sababli, tugunlardagi deformatsiyalar va kuchlanishlarni hisoblash uchun interpolyatsiya formulalari qo'llaniladi. Shaxsiy kompyuterlar uchun qurilmalar va tegishli dasturlar mavjud bo'lib, ular avtomatik rejimda izolyatorlar panjarasini qayta ishlashga imkon beradi. Keyinchalik, egilish plastinkasi bilan tajribani ko'rib chiqing, buning uchun vv = const burilish izoliyalari oilasi olingan (20.7-rasm, a). Plastinkalarni egish nazariyasida tekis bo'laklar gipotezasiga o'xshab, to'g'ridan-to'g'ri normal gipoteza qo'llaniladi, unga ko'ra m-u holatiga o'tadigan m-u chizig'i to'g'ri bo'lib qoladi (1-rasm). 20.7b). Keyin kichik og'ishlar uchun (px-dw/dx, (py-dwjdy) va koordinatasi z bo'lgan ixtiyoriy nuqtaning gorizontal tekisligidagi siljishlar dw v= -(pyz= -z -) bo'ladi. (20.11) Formulalarni (20.11) almashtirish ) ga (20.9) , biz 8 2 u * V "82w 8xdy 82w yxy \u003d -2z (20.12) - Z ey - r chiziqli qonun bo'yicha h plitasining qalinligi bo'yicha taqsimlangan xxy kuchlanishlarni olamiz (20.7-rasm). , v) Guk qonuni (20.8) boʻyicha maʼlum deformatsiyalar uchun (20.12) hisoblanishi mumkin.Bugʻish funksiyasining ikkinchi hosilalarini aniqlash uchun birinchi navbatda interpolyatsiya formulalari yordamida chiziqlarning ortogonal panjarasi tugunlaridagi burilish maydoni olinadi, uning bir qismi 20.8-rasmda ko'rsatilgan.Unda K nuqtadagi hosilalarni raqamli farqlash formulalari yordamida hisoblash mumkin:

Aksariyat hollarda o'zgaruvchan kuchlanishlarda ishlaydigan qismlarning mustahkamligi uchun hisob-kitoblar tekshirish sifatida amalga oshiriladi. Bu, birinchi navbatda, chidamlilik chegarasi yoki qismni loyihalash jarayonida umumiy pasayish koeffitsientini faqat taxminan tanlash mumkinligi bilan bog'liq, chunki ishning ushbu bosqichida kalkulyator (dizayner) o'lchami haqida juda taxminiy fikrlarga ega. va qismning shakli. Uning asosiy o'lchamlarini aniqlashga xizmat qiluvchi qismning konstruktiv hisob-kitobi odatda kuchlanishlarning o'zgaruvchanligini hisobga olmagan holda, lekin ruxsat etilgan kuchlanishning kamayishi bilan amalga oshiriladi.

Qismning ishchi chizmasi tugallangandan so'ng, kuchlanishlarning o'zgaruvchanligini, shuningdek, qismning charchoqqa chidamliligiga ta'sir qiluvchi konstruktiv va texnologik omillarni hisobga olgan holda uning aniqlangan tekshirish hisobi amalga oshiriladi. Shu bilan birga, qismning bir yoki bir nechta taxminiy xavfli qismlari uchun hisoblangan xavfsizlik omillari aniqlanadi. Ushbu xavfsizlik omillari ma'lum ish sharoitida ishlab chiqilgan qismlarga o'xshash qismlar uchun tayinlangan yoki tavsiya etilganlar bilan taqqoslanadi. Bunday tekshirish hisobi bilan mustahkamlik holati shaklga ega

Kerakli xavfsizlik omilining qiymati bir qator holatlarga bog'liq bo'lib, ularning asosiylari: qismning maqsadi (uning javobgarlik darajasi), ish sharoitlari; unga ta'sir qiluvchi yuklarni aniqlashning aniqligi, uning materialining mexanik xususiyatlari, stress kontsentratsiyasi omillari qiymatlari va boshqalar haqidagi ma'lumotlarning ishonchliligi. Odatda

Hisoblangan xavfsizlik koeffitsienti talab qilinganidan past bo'lsa (ya'ni, qismning mustahkamligi etarli bo'lmasa) yoki talab qilinganidan sezilarli darajada yuqori bo'lsa (ya'ni, qism tejamkor bo'lmasa), qismning o'lchamlari va dizayniga ma'lum o'zgarishlar kiritish kerak, va ba'zi hollarda hatto uning materialini o'zgartiradi.

Keling, bir o'qli kuchlanish holati va sof kesish uchun xavfsizlik omillarini aniqlashni ko'rib chiqaylik. Ushbu turdagi stress holatining birinchisi, ma'lumki, kuchlanish (siqilish), to'g'ridan-to'g'ri yoki qiyshiq egilish va qo'shma egilish va taranglik (yoki siqish) paytida yuzaga keladi. Esingizda bo'lsin, egilish paytida (to'g'ri va qiya) va egilishning eksenel yuk bilan birikmasi nurning xavfli nuqtasida, qoida tariqasida, kichikdir va kuchni hisoblashda e'tiborga olinmaydi, ya'ni bir o'qli kuchlanish holati deb hisoblanadi. xavfli nuqtada sodir bo'ladi.

Sof kesish dumaloq kesimli buralish chizig'ining nuqtalarida sodir bo'ladi.

Ko'pgina hollarda, xavfsizlik koeffitsienti uning ishlashi paytida hisoblangan qismda yuzaga keladigan kuchlanishlarning ish aylanishi chegara davriga o'xshashligi, ya'ni assimetriya koeffitsientlari R va ish va chegara davrlarining xarakteristikalari bo'lganligi haqidagi faraz asosida aniqlanadi. xuddi shu.

Eng oddiy xavfsizlik omili kuchlanishning nosimmetrik o'zgarishi davrida aniqlanishi mumkin, chunki bunday tsikllar davomida materialning chidamlilik chegaralari odatda ma'lum va hisoblangan qismlarning charchoq chegaralari qiymatlari bo'yicha hisoblab chiqilishi mumkin. ma'lumotnomalardan olingan charchoq chegarasini kamaytirish koeffitsientlari.Xavfsizlik koeffitsienti qism uchun belgilangan chidamlilik chegarasining qismning xavfli nuqtasida yuzaga keladigan maksimal kuchlanishning nominal qiymatiga nisbati. Nominal qiymat - materiallarning qarshiligining asosiy formulalari bilan belgilanadigan kuchlanish qiymati, ya'ni chidamlilik chegarasining qiymatiga ta'sir qiluvchi omillarni hisobga olmasdan (stress kontsentratsiyasi va boshqalar).

Shunday qilib, nosimmetrik tsikllar uchun xavfsizlik omilini aniqlash uchun biz quyidagi bog'liqliklarni olamiz:

egilganda

kuchlanish-siqilishda

buralishda

Asimmetrik tsikl holatida xavfsizlik omilini aniqlashda chegara kuchlanish chizig'ining segmentini qurish uchun zarur bo'lgan eksperimental ma'lumotlarning etishmasligi tufayli qiyinchiliklar yuzaga keladi (7.15-rasmga qarang). E'tibor bering, cheklash amplitudalarining butun diagrammasini tuzishning deyarli hojati yo'q, chunki chidamlilik chegaralari oqish kuchidan yuqori bo'lgan tsikllar uchun xavfsizlik omili rentabellik bilan aniqlanishi kerak (plastik materiallar uchun), ya'ni hisoblash quyidagicha amalga oshirilishi kerak. statik harakat yuklangan taqdirda.

Chegaraviy egri chizig'ining eksperimental ravishda olingan AD kesmasi mavjud bo'lganda, xavfsizlik omilini grafik-analitik usul bilan aniqlash mumkin edi. Qoida tariqasida, bu eksperimental ma'lumotlar yo'q va AD egri chizig'i taxminan har qanday ikki nuqtadan tuzilgan to'g'ri chiziq bilan almashtiriladi, ularning koordinatalari eksperimental tarzda aniqlanadi. Natijada, amaliy quvvat hisoblarida qo'llaniladigan cheklash amplitudalarining sxematik diagrammasi olinadi.

Cheklovchi amplitudalar diagrammasining xavfsiz zonasini sxematiklashtirishning asosiy usullarini ko'rib chiqaylik.

Zamonaviy hisoblash amaliyotida ko'pincha Serensen-Kinasoshvili diagrammasi qo'llaniladi, uni qurishda AD kesmasi cheklovchi simmetrik va nol davrlarga mos keladigan A va C nuqtalari orqali o'tkaziladigan to'g'ri chiziq bilan almashtiriladi (9.15-rasm, a). ). Ushbu usulning afzalligi uning nisbatan yuqori aniqligidir (AC to'g'ri chiziqning taxminan egri chizig'iga yaqin; uning kamchiligi simmetrik sikl uchun chidamlilik chegarasi qiymatidan tashqari, chidamlilik chegarasi bo'yicha eksperimental ma'lumotlarga ega bo'lishi kerak. qiymat) shuningdek, nol sikl bilan.

Ushbu diagrammadan foydalanganda xavfsizlik koeffitsienti chidamlilik (charchoq etishmovchiligi), agar berilganga o'xshash tsikllar nuri to'g'ri chiziqni kesib o'tsa va rentabellik bilan aniqlanadi, agar belgilangan nur chiziq bilan kesishsa.

Bir oz pastroq, lekin ko'p hollarda amaliy hisob-kitoblar uchun etarli bo'lgan aniqlik chegara egri chizig'ining AD kesmasini A nuqtalari orqali o'tkazilgan to'g'ri chiziq segmenti (9.15-rasm, b) bilan yaqinlashtirishga asoslangan usul bilan beriladi (to'g'ri keladi). nosimmetrik tsikl) va B (cheklangan doimiy stresslarga mos keladi).

Ko'rib chiqilayotgan usulning afzalligi - oldingisiga nisbatan talab qilinadigan eksperimental ma'lumotlarning kichikroq miqdori (nol tsikldagi chidamlilik chegarasining qiymati to'g'risidagi ma'lumotlar kerak emas). Xavfsizlik omillarining qaysi biri, charchoq etishmovchiligi yoki rentabellik bilan kamroq bo'lsa, avvalgi holatda bo'lgani kabi aniqlanadi.

Uchinchi turdagi sxematik diagrammalarda (9.15-rasm, v) A nuqta va ba'zi bir P nuqta orqali yaqinlashtiruvchi to'g'ri chiziq o'tkaziladi, uning abssissasi mavjud eksperimental olingan chegara kuchlanish diagrammalarini qayta ishlash natijasida aniqlanadi. Po'lat uchun etarli aniqlik bilan OP - s segmentini teng deb hisoblash mumkin.Bunday diagrammalarning aniqligi Serensen - Kinasoshvili usuli yordamida tuzilgan diagrammalarning aniqligi bilan deyarli bir xil.

Sxematlashtirilgan diagramma ayniqsa oddiy bo'lib, unda xavfsiz zona AL to'g'ri chiziq bilan cheklangan (9.15-rasm, d). Bunday diagramma bo'yicha hisoblash juda tejamsiz ekanligini ko'rish oson, chunki sxematik diagrammada chegara kuchlanish chizig'i haqiqiy chegara chizig'idan sezilarli darajada pastda joylashgan.

Bundan tashqari, bunday hisob-kitob aniq jismoniy ma'noga ega emas, chunki qaysi xavfsizlik omili, charchoq yoki rentabellik aniqlanishi noma'lum. Ushbu jiddiy kamchiliklarga qaramay, rasmdagi diagramma. 9.15 va ba'zan xorijiy amaliyotda qo'llaniladi; so'nggi yillarda mahalliy amaliyotda bunday diagramma qo'llanilmaydi.

Cheklovchi amplitudalarning ko'rib chiqilgan sxematik diagrammalariga asoslanib, charchoqning buzilishi uchun xavfsizlik omilini aniqlash uchun analitik ifodani keltiramiz. Chiqarishning birinchi bosqichida biz chidamlilik chegarasini kamaytiradigan omillarning ta'sirini hisobga olmaymiz, ya'ni birinchi navbatda oddiy laboratoriya namunalari uchun mos formulani olamiz.

Faraz qilaylik, kuchlanishlarning ish siklini ifodalovchi N nuqtasi ushbu sohada (10.15-rasm) va shuning uchun kuchlanishlar nuqta bilan belgilangan qiymatga ko'tarilganda, charchoq buzilishi sodir bo'ladi (yuqorida aytib o'tilganidek, u ish va cheklash davrlari o'xshash deb taxmin qilinadi). N nuqtasi bilan ifodalangan tsikl uchun charchoq xavfsizligi omili nisbat sifatida aniqlanadi

N nuqta orqali chiziqqa parallel chiziq va NE gorizontal chiziqni o'tkazing.

Bu uchburchaklarning o'xshashligidan kelib chiqadi

Shakldan quyidagicha. 10.15,

Olingan OA qiymatlarini va tenglikka (a) almashtiramiz:

Xuddi shunday, o'zgaruvchan kesish kuchlanishlari holatida

Qiymatlar hisoblash uchun qabul qilingan sxematik chegara kuchlanish diagrammasining turiga va qismning materialiga bog'liq.

Shunday qilib, agar biz Sorensen-Kinasoshvili diagrammasini qabul qilsak (9.15-rasm, a ga qarang), keyin

xuddi shunday,

Shaklda ko'rsatilgan sxematik diagrammaga ko'ra. 9.15, b,

(20.15)

xuddi shunday,

(21.15)

Serensen - Kinasoshvili usuli bo'yicha qiymatlar va hisoblashda berilgan ma'lumotlarga ko'ra olinishi mumkin (1.15-jadval).

1.15-jadval

Po'lat uchun koeffitsient qiymatlari

Muayyan qism uchun xavfsizlik omilini aniqlashda charchoq chegarasini kamaytirish omilining ta'sirini hisobga olish kerak.Tajribalar shuni ko'rsatadiki, kuchlanish kontsentratsiyasi, shkala effekti va sirt holati faqat cheklovchi amplitudalar qiymatlariga ta'sir qiladi va amalda ta'sir qilmaydi. chegaralangan o'rtacha kuchlanish qiymatlariga ta'sir qiladi. Shuning uchun, dizayn amaliyotida charchoq chegarasini pasaytirish koeffitsientini faqat tsiklning amplitudali kuchlanishiga murojaat qilish odatiy holdir. Keyin charchoqning buzilishi uchun xavfsizlik omillarini aniqlashning yakuniy formulalari quyidagi shaklga ega bo'ladi: egilishda

(22.15)

buralishda

(23.15)

Kesish-siqishda (22.15) formuladan foydalanish kerak, lekin unda simmetrik kuchlanish-siqish sikli uchun chidamlilik chegarasini almashtirish o'rniga.

(22.15), (23.15) formulalar chegara kuchlanish diagrammalarini sxematiklashtirishning barcha ko'rsatilgan usullari uchun amal qiladi; faqat koeffitsientlarning qiymatlari o'zgaradi

Formula (22.15) manfiy (siqish) o'rtacha kuchlanishli davrlar uchun ijobiy o'rtacha kuchlanishli tsikllar uchun olingan, ya'ni siqish zonasida chegara kuchlanish chizig'i abscissa o'qiga parallel bo'lgan deb taxmin qilish kerak.

Ishlash sharoitida ko'pgina mashina qismlari vaqt o'tishi bilan davriy ravishda o'zgarib turadigan o'zgaruvchan kuchlanishlarni boshdan kechiradi. Sinishi tahlili shuni ko'rsatadiki, o'zgaruvchan yuklar ta'sirida uzoq vaqt ishlaydigan mashina qismlarining materiallari valentlik va oqish kuchidan pastroq kuchlanishlarda ishdan chiqishi mumkin.

O'zgaruvchan yuklarning takroriy ta'siridan kelib chiqqan materialning yo'q qilinishi charchoq etishmovchiligi yoki deyiladi moddiy charchoq.

Charchoqning buzilishi materialda mikro yoriqlar paydo bo'lishi, materiallar strukturasining heterojenligi, ishlov berish va sirt shikastlanishi izlari mavjudligi va stress kontsentratsiyasining natijasidir.

Chidamlilik materiallarning o'zgaruvchan stresslar ta'sirida yo'q qilishga qarshi turish qobiliyati deb ataladi.

O'zgaruvchan kuchlanishdagi o'zgarishlarning davriy qonunlari boshqacha bo'lishi mumkin, ammo ularning barchasi sinusoidlar yoki kosinus to'lqinlarining yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin (5.7-rasm).

Guruch. 5.7. O'zgaruvchan kuchlanish davrlari: A- assimetrik; b- pulsatsiyalanuvchi; V - simmetrik

Bir soniyada kuchlanish davrlari soni deyiladi yuklash chastotasi. Stress davrlari doimiy belgiga ega bo'lishi mumkin (5.7-rasm, a, b) yoki o'zgaruvchan (5.7-rasm, V).

O'zgaruvchan kuchlanishlar tsikli quyidagilar bilan tavsiflanadi: maksimal kuchlanish a max, minimal kuchlanish a min, o'rtacha kuchlanish a t =(a max + a min)/2, sikl amplitudasi s fl = (a maks - a min)/2, sikl assimetriya koeffitsienti rG= min / maks.

Nosimmetrik yuklash davri bilan a max = - ci min; da = 0; g s = -1.

Pulsatsiyalanuvchi kuchlanish aylanishi bilan min \u003d 0 va \u003d 0.

Vaqti-vaqti bilan o'zgarib turadigan stressning maksimal qiymati deyiladi, bunda material noaniq tarzda nobud bo'lishga qarshi tura oladi chidamlilik chegarasi yoki charchoq chegarasi.

Chidamlilik chegarasini aniqlash uchun namunalar maxsus mashinalarda sinovdan o'tkaziladi. Eng keng tarqalgan egilish sinovlari nosimmetrik yuklanish aylanishi ostida. Siqilish-siqilish va buralish chidamliligi sinovlari kamroq tez-tez bajariladi, chunki ular egilish holatiga qaraganda ancha murakkab uskunalarni talab qiladi.

Chidamlilik sinovi uchun kamida 10 ta bir xil namunalar tanlanadi. Sinovlar quyidagicha amalga oshiriladi. Birinchi namuna mashinaga o'rnatiladi va kuchlanish amplitudasi (0,5-0,6) st bo'lgan simmetrik tsikl bilan yuklanadi. (o in - materialning kuchlanish kuchi). Namuna yo'q qilingan paytda, aylanishlar soni mashinaning hisoblagichi tomonidan belgilanadi N. Ikkinchi namuna pastroq kuchlanishda sinovdan o'tkaziladi, halokat ko'proq tsikllarda sodir bo'ladi. Keyin quyidagi namunalar sinovdan o'tkaziladi, kuchlanishni asta-sekin kamaytiradi; ular ko'proq tsikllar bilan parchalanadi. Olingan ma'lumotlarga asoslanib, chidamlilik egri chizig'i quriladi (5.8-rasm). Chidamlilik egri chizig'ida gorizontal asimptotaga moyil bo'lgan qism mavjud. Bu shuni anglatadiki, ma'lum bir kuchlanish a da namuna cheksiz ko'p sonli tsikllarga buzilmagan holda bardosh bera oladi. Bu asimptotaning ordinatasi chidamlilik chegarasini beradi. Shunday qilib, po'lat uchun, davrlar soni N= 10 7, rangli metallar uchun - N= 10 8 .

Ko'p sonli sinovlar asosida egilish chidamliligi chegarasi va deformatsiyaning boshqa turlari uchun chidamlilik chegaralari o'rtasida taxminiy munosabatlar o'rnatildi.

bu yerda st_ |p - kuchlanish-siqilishning simmetrik sikli uchun chidamlilik chegarasi; t_j - nosimmetrik sikl sharoitida burilish chidamliligi chegarasi.

Bükme stressi

Qayerda V = / / u tah - tayoqning egilishdagi qarshilik momenti. Torsion stress

Qayerda T - moment; Wp- qarshilikning qutbli burilish momenti.

Hozirgi vaqtda ko'plab materiallar uchun chidamlilik chegaralari belgilangan va ma'lumotnomalarda berilgan.

Eksperimental tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, strukturaviy elementlarning shakli keskin o'zgargan zonalarda (teshiklar, oluklar, oluklar va boshqalar yaqinida), shuningdek, aloqa zonalarida. stress kontsentratsiyasi- yuqori kuchlanish. Stress kontsentratsiyasini keltirib chiqaradigan sabab (teshik, pastki kesish va boshqalar) deyiladi stress konsentratori.

Po'lat tasma kuch bilan cho'zilsin R(5.9-rasm). Ipning /' kesimida uzunlamasına kuch ta'sir qiladi N= R. Nominal kuchlanish, ya'ni. stress kontsentratsiyasi yo'q degan faraz ostida hisoblangan, a = ga teng R/F.

Guruch. 5.9.

Stress kontsentratsiyasi markazdan masofa bilan juda tez kamayadi, nominal kuchlanishga yaqinlashadi.

Sifat jihatidan turli materiallar uchun stress kontsentratsiyasi samarali stress kontsentratsiyasi omili bilan belgilanadi

Qayerda O _ 1k, t_ va - kuchlanish kontsentratsiyasi va silliq namuna bilan bir xil tasavvurlar o'lchamlariga ega bo'lgan namunalar uchun nominal stresslar bilan belgilanadigan chidamlilik chegaralari.

Samarali stress kontsentratsiyasi omillarining raqamli qiymatlari namunalarning charchoq sinovlari asosida aniqlanadi. Stress kontsentratorlarining odatiy va eng keng tarqalgan shakllari va asosiy strukturaviy materiallar uchun ma'lumotnomalarda keltirilgan grafiklar va jadvallar olinadi.

Chidamlilik chegarasi namunaning ko'ndalang kesimining mutlaq o'lchamlariga bog'liqligi eksperimental ravishda aniqlandi: kesmaning oshishi bilan chidamlilik chegarasi kamayadi. Bu naqsh nomlandi masshtab omili va material hajmining oshishi bilan undagi strukturaviy notekisliklar (shlak va gaz qo'shimchalari va boshqalar) mavjudligi ehtimoli ortib, stress kontsentratsiyasi o'choqlari paydo bo'lishiga olib kelishi bilan izohlanadi.

Hisoblash formulalariga koeffitsientni kiritish orqali qismning mutlaq o'lchamlarining ta'siri hisobga olinadi. G, chidamlilik chegarasi nisbatiga teng o_ld berilgan diametrdagi namuna d geometrik jihatdan o'xshash laboratoriya namunasining a_j chidamlilik chegarasiga (odatda d=l mm):

Shunday qilib, po'lat uchun qabul qiling e a\u003d e t \u003d e (odatda r \u003d 0,565-1,0).

Chidamlilik chegarasiga qismning sirtining tozaligi va holati ta'sir qiladi: sirt tozaligining pasayishi bilan charchoq chegarasi kamayadi, chunki uning tirnalgan joylari va tirnalgan joylar yaqinida stress kontsentratsiyasi kuzatiladi.

Yuzaki sifat omili st_ chidamlilik chegarasining nisbati, berilgan sirt holatiga ega bo'lgan namunaning chidamlilik chegarasi st_, silliqlangan sirtli namuna:

Odatda (3 \u003d 0,25 -1,0, lekin qismlarning sirtini maxsus usullar bilan qattiqlashishi bilan (yuqori chastotali oqimlar bilan qattiqlashish, karbürleme va boshqalar) bir nechta bo'lishi mumkin.

Koeffitsientlarning qiymatlari quvvatni hisoblash bo'yicha ma'lumotnomalar jadvallari bo'yicha aniqlanadi.

Quvvatni hisoblash o'zgaruvchan kuchlanishlarda, ko'p hollarda, ular sinov sifatida amalga oshiriladi. Hisoblash natijasi haqiqiy hisoblanadi xavfsizlik omillari n, ma'lum bir dizayn uchun zarur bo'lgan (ruxsat etilgan) xavfsizlik omillari bilan taqqoslanadi [P], bundan tashqari, l > [n J] sharti qondirilishi kerak.Odatda po'lat qismlar uchun [l] = 1,4 - 3 yoki undan ko'p, qismning turi va maqsadiga qarab.

Stress o'zgarishlarining nosimmetrik tsikli bilan xavfsizlik omili:

cho'zish uchun 0 (siqish)

burish uchun 0

egilish uchun 0

Qayerda A ularning - maksimal normal va kesish kuchlanishlarining nominal qiymatlari; K SU, K T- samarali stress kontsentratsiyasi omillari.

Qismlar assimetrik sikl sharoitida ishlaganda, xavfsizlik omillari n a normal va tangens bo'ylab n x kuchlanishlar Serensen-Kinasoshvilining formulalari bilan aniqlanadi

bu erda |/ st, |/ t - assimetrik siklni bir xil xavfli simmetrikga kamaytirish koeffitsientlari; T, x t- o'rtacha kuchlanish; st-chi, x a- sikl amplitudalari.

Asosiy deformatsiyalar (egilish va burilish, burilish va kuchlanish yoki siqilish) kombinatsiyasi bo'lsa, umumiy xavfsizlik koeffitsienti quyidagicha aniqlanadi:

Olingan xavfsizlik omillarini ularning ruxsat etilgan qiymatlari bilan solishtirish kerak, ular kuch standartlari yoki mos yozuvlar ma'lumotlaridan olinadi. Agar shart bajarilsa n>n keyin strukturaviy element ishonchli deb tan olinadi.

Mashina qismlarida o'zgaruvchan stresslar davrlarning turi va vaqt o'tishi bilan tsiklning o'zgarishi tabiatida farqlanadi. Stress tsikli - bu muntazam yuklanish ostida ularning o'zgarishining bir davri uchun ketma-ket stress qiymatlari to'plami. 4.2-rasmda quyidagi parametrlar bilan tavsiflangan o'zgaruvchan kuchlanish davrlarining har xil turlari ko'rsatilgan:

Stress tsiklining doimiy (ijobiy yoki salbiy) komponentini ifodalovchi tsiklning o'rtacha stressi:

Stress siklining o'zgaruvchan komponentining eng katta ijobiy qiymatini ifodalovchi tsiklning stress amplitudasi:

bu yerda s m ax va s min siklning maksimal va minimal kuchlanishlariga mos keladigan maksimal va minimal sikl kuchlanishlari.

Tsiklning minimal kuchlanishining maksimalga nisbati kuchlanish davrining assimetriya koeffitsienti deyiladi:

simmetrik Maksimal va minimal kuchlanishlar mutlaq qiymatda teng va ishoraga qarama-qarshi bo'lganda tsikl deyiladi. Simmetrik sikl belgi bilan almashinadi va quyidagi parametrlarga ega: s A\u003d s m ax \u003d s min; s T= 0; R = - 1. Nosimmetrik kuchlanish siklining eng keng tarqalgan misoli aylanuvchi milning egilishi (aylanma egilishi). Simmetrik tsiklga mos keladigan chidamlilik chegaralari "-1" indeksiga ega (s -1 ; t -1).

assimetrik Maksimal va minimal kuchlanish turli mutlaq qiymatlarga ega bo'lgan tsikl deyiladi. Asimmetrik kuchlanish davri uchun s max = s m + s a; smin = sm - s a; R ≠ - 1 Assimetrik kuchlanish davrlari, agar kuchlanishlar qiymat va ishorada o'zgarsa, o'zgaruvchan belgilar. Faqat mutlaq qiymatda o'zgarib turadigan kuchlanishlar aylanishi doimiy belgi deb ataladi. Asimmetrik tsiklga mos keladigan chidamlilik chegaralari "R" indeksi bilan belgilanadi (s R ; t R).

Xarakterli assimetrik tsikl nol kuchlanish sikli bo'lib, u kuchlanish vaqtida noldan maksimalgacha (s min = 0) yoki siqilish vaqtida noldan minimalgacha (s max = 0) o'zgarib turadigan doimiy belgining kuchlanish davrlarini o'z ichiga oladi. Kuchlanishda nol kuchlanish sikli quyidagi parametrlar bilan tavsiflanadi: s m =s. a= s max /2; R = 0. Nol sikldan chidamlilik chegarasi "0" indeksi bilan belgilanadi (s 0 ; t 0). Tishli g'ildiraklar va zanjir tishli tishlarida nol kuchlanish davrlari paydo bo'ladi, ular ulanishga kirganlarida ish paytida yuklanadi va undan chiqib ketganda to'liq tushiriladi.

BILAN charchoqqa chidamlilik nafaqat ishdagi stress davrlarining turiga, balki vaqt o'tishi bilan stress o'zgarishining tabiatiga ham bog'liq. Statsionar yuklanishda tsiklning amplitudasi va o'rtacha kuchlanish qiymatlari vaqt o'tishi bilan o'zgarishsiz qoladi. Burg'ulash mashinalari va uskunalari, yuqorida aytib o'tilganidek, asosan statsionar bo'lmagan yuk ostida ishlaydi.

Davrlarning amplitudasi va o'rtacha kuchlanishi bosqichma-bosqich yoki doimiy o'zgarishlarga ega bo'lishi mumkin (4.3-rasm).

Materialning o'zgaruvchan stresslar ta'siriga chidamliligining miqdoriy tavsiflari silliqlangan sirtga ega, diametri 7-10 mm bo'lgan 15-20 ta bir xil namunalarni charchoqqa sinash orqali aniqlanadi. Sinovlar turli kuchlanish darajalarida amalga oshiriladi. Olingan natijalar asosida charchoq egri chizig'ining grafigi tuziladi (4.4-rasm, a). Grafikning ordinat o'qi berilgan namuna sinovdan o'tkazilgan maksimal kuchlanish yoki tsiklning kuchlanish amplitudasini ko'rsatadi va abscissa o'qi namuna muvaffaqiyatsizlikka qadar bardosh bergan kuchlanish o'zgarishlarining N tsikllari sonini ko'rsatadi. Olingan egri chiziq doimiy o'rtacha tsikl stressida yoki tsiklning assimetriya koeffitsientida bir xil namunalarning kuchlanishlari va aylanish muddati o'rtasidagi munosabatni tavsiflaydi.

Ko'pgina po'latlar uchun havoda sinovdan o'tkazilganda, N = 10 6 ÷ 10 7 davrlar sonidan boshlab charchoq egri chizig'i gorizontal holatga keladi va ko'rsatilgan tsikllar soniga bardosh bergan namunalar amalda cheksiz o'sish bilan ishlamay qoladi. yuklash davrlari soni. Shuning uchun, po'latlarni sinovdan o'tkazish N b sinov bazasini tashkil etuvchi 10 million tsiklga erishilganda to'xtatiladi. Sinov bazasida charchoq buzilishi hali sodir bo'lmagan tsikldagi stressning maksimal mutlaq qiymatiga chidamlilik chegarasi deyiladi.. Chidamlilik chegarasini ishonchli baholash uchun o'zgaruvchan kuchlanishning ma'lum darajasida buzilmaydigan namunalar soni kamida oltita bo'lishi kerak.

H Eng oddiy va shuning uchun eng keng tarqalgan nosimmetrik kuchlanish tsikli (dumaloq egilish) ostida charchoq sinovlari.

Asimmetrik kuchlanish davri bilan charchoq sinovlari maxsus sinov mashinalarida amalga oshiriladi. Logarifmik koordinatalarda chizilgan charchoq egri chiziqlari

(4.4-rasm, b), qiya va gorizontal chiziqlardir. Quvvatni hisoblash uchun charchoq egri chizig'ining chap eğimli qismi sifatida ifodalanadi

bu erda s - samarali stress; T- charchoq egri chizig'ining qiyaligi ko'rsatkichi; N - charchoq etishmovchiligiga qadar davom etadigan stress davrlarining soni (tsiklik chidamlilik); s -1 - chidamlilik chegarasi; N 0 - ikkita to'g'ri chiziq bilan ifodalangan charchoq egri chizig'ining uzilish nuqtasiga mos keladigan davrlar soni.

N 0 qiymati ko'p hollarda 10 6 -3∙10 6 sikl ichida o'zgarib turadi. O'zgaruvchan kuchlanishlar ostida kuch uchun hisob-kitoblarda, charchoq sinovi ma'lumotlari bo'lmaganda, o'rtacha N=2∙10 6 tsiklni olish mumkin.

Charchoq qiyaligi indeksi

qismlar uchun 3 dan 20 gacha o'zgarib turadi va samarali stress kontsentratsiyasi omilining ortishi bilan pasayish tendentsiyasi kuzatiladi. T. Taxminan olinishi mumkin

Qayerda Bilan=12 - payvandlangan birikmalar uchun; Bilan= 12÷20 - uglerodli po'latlardan yasalgan qismlar uchun; Bilan= 20÷30 - ​​qotishma po'lat qismlar uchun.

4.4-jadval

Charchoq egri chizig'ining tenglamasidan siklik chidamliligi N s charchoq chegarasidan s -1 oshib ketadigan kuchlanishlar ta'sirida aniqlanadi.

Charchoq sinovlari natijasida olingan chidamlilik chegaralarining qiymatlari muhandislik materiallari bo'yicha ma'lumotnomalarda keltirilgan. Statistik ma'lumotlar asosida o'rnatilgan kuch va chidamlilik o'rtasidagi nisbatlar jadvalda keltirilgan. 4.5.

4.5-jadval

Yuklash turi	Chelik prokat va zarb qilish	Chelik quyish
	s -1 = 0,47s dyuym	s -1 = 0,38 s in
Kuchlanish - siqish	s -1 p = 0,35s in	s -1 = 0,28 s in
Buralish	t -1 = 0,27 s in	t -1 = 0,22s in

Qismlarning chidamlilik chegarasi muhandislik materiallarining charchoq sinovida ishlatiladigan standart laboratoriya namunalarining chidamlilik chegarasidan past. Chidamlilik chegarasining pasayishi stress kontsentratsiyasining ta'siriga, shuningdek, kesimning mutlaq o'lchamlari va qismlarning sirtining holatiga bog'liq. Qismlarning chidamlilik chegarasining qiymatlari dala sinovlari yoki ushbu omillarning charchoq qismlarining qarshiligiga ta'sirini aniqlaydigan ma'lumotnoma va eksperimental ma'lumotlar bilan aniqlanadi.

To'liq miqyosli testlar odatda keng qo'llaniladigan standart mahsulotlarning chidamlilik chegaralarini va ba'zi eng muhim komponentlar va qismlarni aniqlash uchun ishlatiladi. Shunday qilib, to'liq miqyosli sinovlar asosida burg'ulash mashinalari va uskunalarida qo'llaniladigan burg'ulash quvurlari, burg'ulash dastgohlarining buta-rolik zanjirlari, aylanma arqonlar, podshipniklar va boshqa ba'zi standart mahsulotlarning chidamlilik chegaralari o'rnatildi. To'liq miqyosdagi charchoq sinovlarining murakkabligi sababli, amaliy quvvat hisoblarida, asosan, hisoblash va eksperimental ma'lumotlardan foydalaniladi, ular asosida qismning charchoq chegarasi ifodadan aniqlanadi.

bu yerda s -1d qismning chidamlilik chegarasi; s -1 - qism materialidan standart laboratoriya namunalarining chidamlilik chegarasi; K - chidamlilik chegarasining pasayish koeffitsienti:

Bu erda K s - stressning samarali konsentratsiyasi omili; K F - sirt pürüzlülüğünün ta'sir koeffitsienti; K d - kesmaning mutlaq o'lchamlarining ta'sir koeffitsienti: K υ - sirt qotib qolishining ta'sir koeffitsienti.

Hisoblash va eksperimental ma'lumotlardan olingan kuchlanish kontsentratsiyasining samarali koeffitsientlari va sirt qotib qolish ta'sir koeffitsientlarining qiymatlari jadvalda keltirilgan. 4.1 va 4.2.

Kesmaning mutlaq o'lchamlarining ta'sir koeffitsienti d diametrli silliq namunalarning chidamlilik chegarasining diametri 7-10 mm bo'lgan silliq laboratoriya namunalarining chidamlilik chegarasiga nisbati bilan aniqlanadi:

bu yerda s -1 d - d diametrli silliq namunaning (qismning) chidamlilik chegarasi; s -1 - diametri 7-10 mm bo'lgan standart silliq namunalarda aniqlangan materialning chidamlilik chegarasi.

Eksperimental ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, ko'ndalang o'lchamlarning oshishi bilan qismning chidamlilik chegarasi kamayadi. Bu charchoq buzilishlarining statistik nazariyasi bilan izohlanadi, unga ko'ra, o'lchamning o'sishi bilan yuqori kuchlanish zonalarida qismlarda ichki nuqsonlar mavjudligi ehtimoli oshadi - miqyosli effekt. O'lchov effektining namoyon bo'lishiga materialning bir xilligining yomonlashishi, shuningdek, katta qismlarni ishlab chiqarish jarayonlarini nazorat qilish va barqarorligini ta'minlash qiyinligi yordam beradi. O'lchov effekti asosan ko'ndalang o'lchamlarga va qisman uzunligiga bog'liq.

IN metall bo'lmagan qo'shimchalar, gözenekler va boshqa ichki va tashqi nuqsonlari bo'lgan quyma qismlar va materiallar, shkala effekti yanada aniqroq. Qotishma po'latlari ichki va tashqi nuqsonlarga ko'proq sezgir va shuning uchun ular uchun mutlaq o'lchamlarning ta'siri uglerodli po'latlarga qaraganda muhimroqdir. Quvvatni hisoblashda kesmaning mutlaq o'lchamlarining ta'sir koeffitsientlarining qiymatlari grafik bo'yicha tanlanadi (4.5-rasm).

Sirtning pürüzlülüğü, shkalasi va korroziyasi charchoqqa chidamliligiga sezilarli ta'sir qiladi. Shaklda. 4.6 ishlov berish sifati va sirt holati har xil bo'lgan qismlarning chidamlilik chegarasining o'zgarishini tavsiflovchi eksperimental grafikni ko'rsatadi. Pürüzlülük ta'sir koeffitsienti sirti R dan katta bo'lmagan silliq namunalarning chidamlilik chegarasi nisbati bilan aniqlanadi. a GOST 2789-73 bo'yicha = 0,32, berilgan sirt pürüzlülüğü bo'lgan namunalarning chidamlilik chegarasiga:

bu erda s -1 - ehtiyotkorlik bilan sayqallangan namunalarning chidamlilik chegarasi; s -1p - berilgan sirt pürüzlülüğü bo'lgan namunalarning chidamlilik chegarasi.

Masalan, qo'pol silliqlashda 1500 MPa cho'zilish kuchiga ega bo'lgan po'latdan yasalgan qismning chidamlilik chegarasi 750 MPa kuchlanishli po'latniki bilan bir xil ekanligi aniqlandi. Qismning sirt holatining charchoqqa chidamliligiga ta'siri qismning tashqi zonalarida egilish va buralish natijasida yuzaga keladigan kuchlanishning yuqori darajasi va uning pürüzlülüğü tufayli sirt qatlamining zaiflashishi va ish paytida kristall donalarining yo'q qilinishi bilan bog'liq. kesish.

P Shunga o'xshash formulalar bilan kesishish kuchlanishlari ta'sirida qismlarning chidamlilik chegaralari aniqlanadi.

O'zgaruvchan kuchlanishlarning nosimmetrik tsikli uchun mustahkamlik shartlari quyidagi shaklga ega:

oddiy stresslar ta'sirida

siljish kuchlanishlari ta'sirida

Qayerda P σ , P t - normal va siljish kuchlanishlari uchun xavfsizlik omillari; s -1d, t -1d - qismning chidamlilik chegaralari; s a, t a - o'zgaruvchan kuchlanishlarning amplitudalari; [ P σ ], [ P t ] - normal va kesishish kuchlanishlari uchun xavfsizlik chegarasining minimal ruxsat etilgan qiymati.

Bir vaqtning o'zida egilish va burilish yoki kuchlanish-siqish va buralish holatlarida yuzaga keladigan ikki o'qli kuchlanish holatida dizayn qismidagi xavfsizlik chegarasi ifodadan aniqlanadi.

M Xavfsizlik koeffitsientining minimal ruxsat etilgan qiymati dizayn yuklarini tanlashning to'g'riligiga va qismning chidamlilik chegarasiga ta'sir qiluvchi dizayn, texnologik va operatsion omillarni hisobga olishning to'liqligiga bog'liq. Burg'ulash mashinalari va uskunalarini chidamlilik uchun hisoblashda xavfsizlik omillarining minimal ruxsat etilgan qiymatlari jadvalda ko'rsatilgan sanoat standartlari bilan tartibga solinadi. 2P ilovalari. Sanoat standartlari mavjud bo'lmaganda ruxsat etilgan xavfsizlik chegaralari [n] = 1,3÷1,5 qabul qilinadi.

Asimmetrik davrlar ta'sirida qismlar chegara kuchlanish diagrammasi (4.7-rasm) asosida mustahkamlik uchun hisoblab chiqiladi, bu ma'lum chidamlilik uchun chegara kuchlanishlari va o'rtacha tsikl kuchlanishlari o'rtasidagi munosabatni tavsiflaydi. Diagramma turli xil o'rtacha tsikl kuchlanishlari uchun olingan chidamlilik chegaralarining eksperimental qiymatlariga muvofiq tuzilgan. Bu maxsus dastur bo'yicha uzoq muddatli sinovlarni talab qiladi. Amaliy hisob-kitoblarda simmetrik va nol davrlarning chidamlilik chegarasining eksperimental qiymatlariga va tanlangan materialning oquvchanlik kuchiga muvofiq qurilgan oddiyroq sxemalashtirilgan chegara kuchlanish diagrammalaridan foydalaniladi.

Chegara kuchlanish diagrammasida A nuqta (0, s -1) nosimmetrik siklning chidamlilik chegarasiga, B nuqtasi (s 0 /2; s 0) nol kuchlanish davrining chidamlilik chegarasiga mos keladi. Ushbu nuqtalardan o'tadigan to'g'ri chiziq o'rtacha kuchlanishga qarab maksimal cheklovchi kuchlanishlarni, tsikllarni aniqlaydi. ABC darajasidan past kuchlanishlar sinov bazasiga mos keladigan N 0 tsikllar sonida halokatga olib kelmaydi. ABC to'g'ri chiziq ustida joylashgan nuqtalar N tsikllar sonida nosozlik yuzaga keladigan kuchlanish davrlarini tavsiflaydi.

Yuqori qismda oquvchanlik kuchi s t, ya'ni plastik deformatsiyaga qarshilik bilan chegaralangan ABC to'g'ri chiziq chegara kuchlanish chizig'i deb ataladi. Koordinatalari (0, s -1) va (s 0 /2; s 0) bo'lgan ikkita A va B nuqtadan o'tuvchi to'g'ri chiziq tenglamasi bilan ifodalanadi:

Biz olishimizni bildiradi

Kesish kuchlanishlari ta'sirida formula (25) shaklni oladi

ph s va ph t koeffitsientlari normal va kesish kuchlanishlari ta'sirida (texnik adabiyotlardan olingan) mos ravishda, kuchlanish davrining assimetriyasiga materialning sezgirligini tavsiflaydi. Agar diagramma bo'yicha koordinatalarning kelib chiqishidan 45 ° burchak ostida to'g'ri chiziq chizsak (koordinata burchagi bissektrisasi), u holda OB" == BB"-BB" segmenti o'rtacha kuchlanishga mos keladi va BB segmenti tsiklning cheklovchi amplitudasiga mos keladi

qayerda s A- cheklovchi sikl amplitudasi, ya'ni berilgan o'rtacha sikl kuchlanishida chidamlilik chegarasiga mos keladigan kuchlanish amplitudasi.

O'rtacha sikl kuchlanishining ortishi bilan s T chidamlilik chegarasi s T bolta ortadi va siklning cheklovchi amplitudasi s A kamayadi. Uning kamayishi darajasi ph s koeffitsienti bilan tavsiflangan tsiklning assimetriyasiga materialning sezgirligiga bog'liq.

4.6-jadval

Deformatsiya turi	Yakuniy quvvat s b, deputat a
Egilish va cho'zish (ph s)
Burilish (ph t)

Bir xil assimetriya koeffitsientlariga ega bo'lgan tsikllar o'xshash deb ataladi va chegara kuchlanish diagrammasida mos keladigan b burchak ostida chizilgan bir xil nurda yotgan nuqtalar bilan ko'rsatiladi. Buni formuladan ko'rish mumkin

Silliq namunalar va stress konsentratsiyasi bo'lgan namunalarning cheklovchi amplitudalarining nisbati o'rtacha tsikl stressiga bog'liq emasligi eksperimental ravishda aniqlangan. Bunga ko'ra, nosimmetrik va assimetrik davrlar uchun kuchlanish kontsentratsiyasi omillari bir xil deb qabul qilinadi va qism uchun bo'ylama kuchlanish amplitudasi formula bilan aniqlanadi.

M assimetrik davrlarning maksimal chegara kuchlanishi

Shaklda ko'rsatilgan qismning kuchlanish chegarasi diagrammasi. 4.8 xavfsizlik chegaralarini aniqlash uchun ishlatiladi. Stresslar bo'lsin (s max, s a , σ m) M nuqtadagi qismga ta'sir etsa. Agar kutilayotgan ortiqcha yuklar oddiy yuklanish shartiga to'g'ri kelsa, ya'ni doimiy assimetriya darajasida (R = const) yuzaga kelsa, u holda ko'rib chiqilayotgan tsikl uchun yakuniy kuchlanish N nuqtada bo'ladi va xavfsizlik chegarasi

AC va ON chegaralovchi kuchlanish chiziqlari tenglamalarini birgalikda yechish natijasida N nuqtaning ordinatasi va normal kuchlanishlar ta’sirida xavfsizlik chegarasi aniqlanadi.

(29)

Xuddi shunday, kesish stresslari ta'siri ostida

Agar ortiqcha yuklanish paytida o'rtacha kuchlanish o'zgarmasa (s m= const) va amplituda o'sadi, ya'ni ish kuchlanishlari M to'g'ri chiziq bo'ylab ortadi. " P, keyin xavfsizlik chegarasi

Burg'ulash mashinasi qismlari odatda oddiy yuklash sharoitida ishlaydi va xavfsizlik chegarasi formulalar (29) va (30) yordamida hisoblanishi kerak. Oddiy va kesish kuchlanishlarining birgalikdagi ta'siri ostida xavfsizlik chegarasi (24) formula bilan aniqlanadi.

R Statsionar bo'lmagan yuk ostida chidamlilik hisoblari quyidagi taxminlarga asoslanadi. R 1 , P 2 ,..., P yuklar bo'lsin i(yoki stresslar s 1 , s 2 , ….s i) mos ravishda N 1 ….N 3 ....N davomida harakat qiling i yuklash davrlari (9-rasm). Haqiqiy tsikllar sonining nisbati N i ba'zi stress s i- tsikllar soniga N j bunda namuna bir xil kuchlanish s ta'sirida yo'q qilinadi i sikl munosabati deyiladi.

Charchoq shikastlanishining yig'indisi gipotezasiga ko'ra, har bir yuk guruhining ta'siri ularning almashinish tartibiga bog'liq emas va har xil kattalikdagi ortiqcha yuklarning bir xil sikl nisbati bir xil darajada sabab bo'ladi.

charchoqning shikastlanishi.

Charchoq shikastlanishining chiziqli to'planishini taxmin qilish

Qayerda A- eksperimental o'rnatilgan koeffitsient, olingan (zaxirada) birga teng.

Qabul qilingan yozuv bilan, chidamlilik egri chizig'ining tenglamasi 1 (9-rasm) quyidagi shaklga ega:

bu erda s R - N 0 tsikllarning asosiy soni uchun chidamlilik chegarasi.

Qabul qilingan taxminlarga asoslanib, statsionar bo'lmagan yuklama ba'zi ekvivalent statsionar yuk bilan almashtiriladi, uning ta'siri haqiqiy statsionar bo'lmagan yukga ekvivalentdir. Amalda, statsionar bo'lmagan yukni ekvivalent statsionar yuklarga kamaytirish uchun turli xil variantlar qo'llaniladi.

Har qanday harakat qiluvchi yuk P i(ko'pincha P max) yoki undan kelib chiqadigan stress s i(s max) yuklanish darajasiga mos keladigan ekvivalent tsikllar soni deb ataladigan N 3 davomida ta'sir qiluvchi doimiy deb hisoblanadi. Keyin, masalan, (32) va (33) formulalarga asoslanib, s max ga teng stressni olamiz ( A = 1)

(35)

yuklanish rejimi koeffitsienti qayerda.

(35) formuladan kelib chiqadiki, tsikllarning ekvivalent soni bilan N e

Kamaytirishning boshqa versiyasida statsionar bo'lmagan yuklanish R e (s e) yuklanishning doimiy ekvivalent darajasiga ega bo'lgan rejim bilan almashtiriladi, u ma'lum bir xizmat muddati uchun ishlaydi, SN tsikllarining umumiy soni bilan belgilanadi. i yoki chidamlilik egri chizig'ining burilish nuqtasiga mos keladigan N 0 raqami. Shunga ko'ra

formula quyidagi hisob-kitoblar uchun qulay shaklda olinadi:

(37)

ekvivalentlik koeffitsienti qayerda.

Ekvivalentlik koeffitsientini hisoblash uchun statistik ma'lumotlar ekspluatatsiya jarayonida qismda yuzaga keladigan yuklarning kattaligi va bitta tipik quduqni burg'ilashga to'g'ri keladigan bitta yuklash blokida ularning takrorlanish davrlari soni bo'yicha qo'llaniladi. Amalda, ekvivalentlik koeffitsientlarining qiymatlari 0,5 ≤ K 0e ≤ 1 oralig'ida o'zgaradi.

Tangensial kuchlanishlar bo'yicha hisoblashda K 0e ekvivalentlik koeffitsientining qiymati (36) formula bo'yicha aniqlanadi, bunda normal kuchlanishlar tangensial, induksiyalangan, uzatiladigan momentlar bilan almashtiriladi.

Statsionar bo'lmagan yuk ostida xavfsizlik chegaralari quyidagi formulalar bilan aniqlanadi:

nosimmetrik o'zgaruvchan kuchlanish davrlari uchun

assimetrik o'zgaruvchan kuchlanish davrlari uchun

Shuni ta'kidlash kerakki, ekvivalentlik koeffitsientlarining qiymatlari bitga kirishga, mexanik burg'ulash tezligiga va burg'ulash mashinalari va jihozlarining yuklanishi va aylanishini aniqlaydigan boshqa ko'rsatkichlarga bog'liq. Bitta penetratsiyaning oshishi bilan ko'tarish mexanizmining yuklanishi kamayadi. Loy nasoslari va rotor burg'ulash tezligining oshishi bilan xuddi shunday ta'sir qiladi. Bu burg'ulash ko'rsatkichlarida sezilarli o'zgarishlar yuz berganda ekvivalentlik omillarini takomillashtirish zarurligini ko'rsatadi.

Chidamlilikni hisoblash uchun dastlabki ma'lumotlarning ta'rifi uzatish elementlari . Chidamlilikni hisoblashda turli darajadagi amplitudalarning uzatish elementlariga takroriy ta'sir qilish bilan chiziqli zararni to'plash qonuni qo'llaniladi.

Dastlabki dizayn ma'lumotlarini aniqlash chidamlilik omili bilan hisobga olingan asosiy yukning mahsuloti ko'rinishidagi ekvivalent yuklarni hisoblash uchun qisqartiriladi.

Ekvivalent yuk shunday yuk bo'lib, uning ta'siri zararni to'plash ta'siri bo'yicha haqiqiy yukning ta'siriga teng.

Transmissiya elementlarining ekvivalent yuklarini aniqlash usullari quyidagi asosiy qoidalarga asoslanadi.

1. Transmissiyalarning operatsion yuki o'rtacha qiymat bilan belgilanadi
va o'zgaruvchanlik koeffitsienti v moment, uning amplitudalarining statistik taqsimoti kesilgan normal deb hisoblanishi mumkin.

2. O'rtacha yuk sifatida
quvvat pallasida tanaga barqaror momentni amalga oshirishga mos keladigan moment olinadi M y dvigatellar.

3. O'zgaruvchanlik koeffitsienti bilan hisoblangan eng yuklangan organni uzatish uchun dinamik yuklar maqbul deb hisoblanadi. v≤ 0,6. v uchun ≥ 0,6 bo'lsa, uni kamaytirish uchun choralar ko'rish kerak, masalan, damping qurilmalaridan foydalanish kerak va hokazo.

O'zgaruvchanlik koeffitsientlarining raqamli qiymatlari v hisoblangan bog'liqliklardan yoki hisoblash tajribasi natijalaridan yoki analog mashinalarning eksperimental tadqiqotlari ma'lumotlaridan aniqlanishi mumkin.

Bu erda - maksimal uzoq muddatli moment; - maksimal uzoq muddatli moment amplitudasi; R dl - tomonidan belgilanadigan rulmanlardagi maksimal uzluksiz yuk M uzunligi

Chidamlilik koeffitsientlarining qiymatlari bog'liqliklar bilan belgilanadi.

1. G'ildirak tishlarini chidamlilik uchun hisoblash uchun:

aloqa

sirt qattiqligi HB > 350 bo'lgan qismlar uchun egilish

sirt qattiqligi HB bo'lgan qismlar uchun egilish< 350

2. Millarni hisoblash uchun:

egilish chidamliligi uchun

burilish charchoq kuchi

3. Bilyali va rulmanli podshipniklarning ishlash muddatini hisoblash uchun:

Bu erda uzatish elementlarining yuklanish davrlarining hisoblangan soni; P - qismning aylanish chastotasi, rpm; T R - qismning taxminiy ishlash vaqti, h (odatda 5000 soat davom etadi); N o - tavsiyalarga muvofiq qabul qilingan yuklash davrlarining asosiy soni (yuqoriga qarang)

Tegishli ekvivalentlik omillari, qarab olinadi v.

GOST 21354-87 bo'yicha g'ildirak tishlarining chidamliligini hisoblashda, dizayn kuchlanishlarini aniqlashda yuk olinadi. M dl va belgilashda: