Амплитуды нагружения

Созданы специальные станки, которые обеспечивают согласование в процессе обработки следующих параметров: частоты и амплитуды колебания и направления движения брусков, удельного давления брусков на обрабатываемую поверхность и окружной скорости обрабатываемой поверхности. Благодаря сочетанию движения брусков в разных направлениях и вращению детали следы обработки перекрещиваются, и это повышает чистоту поверхности.

Из (145) мы видим, что восстанавливаю- Л щая сила больше для отрицательных значений х, чем для положительных. Поэтому неудивительно, что перемещение, соответствующее (155) и выражающее среднее положение колеблющейся частицы, будет соответствовать положительному направлению оси х, в котором восстанавливающая сила слабее. Смещение (155) пропорционально постоянной ангармоничности s и квадрату амплитуды колебания. Мы знаем из полученных ранее результатов, что энергия гармонического осциллятора пропорциональна Л2. Из статистической физики (т. V) следует, что средняя энергия классического гармонического осциллятора в тепловом равновесии равна kl *), где k — постоянная Больц-мана и Т — абсолютная температура. Если это верно, то приближенно мы можем считать, что

Ширина резонансной кривой определяется относительно не амплитуды колебания, а квадрата амплитуды.

Если амплитуды колебания малы, то, как было показано в § 69, период мате-

Энергия колеба ний и волн (или интенсивность волн) пропорциональна квадрату амплитуды. Колебания или волны распространяются с определенной скоростью (С) — скоростью звука, которая является физической константой упругого материала.

где к—коэффициент пропорциональности, зависящий от механических параметров установки с балансируемым грузом; х0 и хк — максимальные амплитуды колебания рамы, отвечающие дисбалансам С0 и Ск.

где Я „• —термическое сопротивление слоев ограждения; STj = 0,51 j/Xcpp —коэффициент теплоусвоения материалов этих слоев, представляющий отношение амплитуды колебания теплового потока, проходящего через внутреннюю поверхность ограждения, к амплитуде колебания температуры на этой поверхности; А. — коэффициент теплопроводности; ср — теплоемкость и р — плотность материала слоя.

Конструкция. В качестве примера, иллюстрирующего конструкции приборов, рассмотрим механический виброграф (рис. 3.118), предназначенный для измерения и регистрации амплитуды колебания тел. Корпус прибора 1 устанавливается на измеряемый объект 2. Чувствительный элемент состоит из маятника 3 и спиральной

по отношению к маятнику через систему рычагов ТО, выполняющих роль преобразователя и усилителя, преобразуется в линейное перемещение штока //. Шток // связан с пишущим органом регистрирующего устройства, записывающим перемещения на ленту (лентопротяжный механизм с отметчиком времени на рис. 3.118 не показан). Возможность поворота маятника при настройке прибора позволяет замерить амплитуды колебания объекта в различных направлениях.

Величина наибольшего ускорения а зависит от амплитуды колебания и частоты:

>1,41. Обычно это отношение находится в пределах от 2,5 до 5. Если отношение частот будет отвечать неравенству — <1,41, виброзащита будет ухудшать условия эксплуатации, так как в этом случае т > 1 и амплитуда колебания амортизированного прибора будет больше амплитуды колебания основания.

Следует отметить, что в процессе такого макроскопического разупрочнения образца (снижения амплитуды напряжения с ростом числа циклов, рис. 9) элементарные объемы металла упрочняются - в них повышается плотность дислокаций. Своеобразный характер изменения механических свойств железа (макроскопическое разупрочнение, сопровождаемое локальным упрочнением) в процессе циклического деформирования на этой стадии вызван распространением локальных усталостных зон макроскопической деформации с подвижными дислокациями. Преобладающим типом структуры образцов из железа на стадии циклической текучести являются чаще всего вытянутые вдоль одного из направлений плоские скопления дислокаций. С увеличением числа циклов или увеличением амплитуды нагружения сплетения дислокаций увеличиваются в размере и становятся еще плотнее. Отдельные сплетения смыкаются, образуя подобие ячеистой структуры.

новном, связано с тремя циклами максимальной амплитуды нагружения. Следующая нагрузка более низкого уровня приводит к существенно меньшему приросту трещины в виде шага бороздок. А дальнейший цикл уже не вызывает формирования усталостных бороздок. Каждый период составляет 12 циклов. Поэтому можно считать, что только один максимальный уровень амплитуды и еще четыре цикла уменьшающейся амплитуды существенно повлияли на продвижение трещины. Остальные семь циклов вызвали продвижение трещины, соизмеримое с ее продвижением при макси-

При непрерывном изменении амплитуды нагружения сумму в уравнениях (5.93) заменяют соответствующим интегралом.

Скорость распространения усталостных трещин зависит от многих факторов: частоты и амплитуды нагружения, вида напряженного состояния и т. д. На рост микротрещин оказывает существенное влияние концентрация напряжений у рисок, т. е. во впадинах неровностей поверхности деталей. Величина концентрации в свою очередь зависит от глубины рисок и от радиуса закругления их впадин.

Механические стенды для случайных вибраций разрабатываются, главным образом, кривошипного типа. Изменение амплитуды нагружения у этого типа оборудования осуществ-

Кинетика накопления повреждаемости и механизм разрушения определяются прежде всего уровнем амплитуды нагружения, в зависимости от которого на кривой усталости можно выделить следующие четыре области [71] (рис. 14):

Исследование холоднообработанного алюминия, испытанного по двойному изгибу, показало, что характер зависимости микротвердости, величины блоков, остаточной упругой деформации решетки, остаточных макронапряжений от числа циклов в этой области сильно зависит от уровня амплитуды нагружения [92].

значит, что энергии гистерезиса до разрушения Wc случайной и эквивалентной нагрузок должны быть равными. Величина энергии гистерезиса Wc не является, однако, постоянной материала, а зависит от амплитуды нагружения [1] (с уменьшением амплитуды нагружения она увеличивается) и поэтому нельзя выбирать амплитуду эквивалентной гармонической нагрузки сгадкв произвольно. При случайной нагрузке также нельзя детерминистически определить уровень напряжения, при котором сумма энергий от отдельных амплитуд достигает предельной линии, представляющей эту зависимость (см. рис. 1).

где k, т — параметры циклической кривой деформирования; т' — показатель формы петли гистерезиса, зависящий от величины амплитуды нагружения; т' = / (оа) — экспериментальная зависимость, неучет которой не очень влияет на вычисления.

Исследовано изменение предела выносливости сплавов ВТ18У и ВТЗ-1 с увеличением частоты циклического нагружения от 33 Гц до 10 кГц. Для фиксированного уровня амплитуды нагружения на каждой частоте рассмотрена трансформация дислокационной структуры по мере накопления усталостных повреждений.

Метод ступенчатого увеличения амплитуды напряжения. Метод ступенчатого увеличения амплитуды напряжения впервые предложен Эномото [24], который часто называют его именем. При этом методе испытуемую деталь подвергают циклическому нагружению при ступенчатом увеличении амплитуды нагружения со скоростью 10~~6 кгс/мм2 за цикл. Соотношение между разрушающим напряжением ар и пределом выносливости см равно