Амплитуды переменных

Вследствие малой амплитуды перемещения соприкасающихся поверхностей повреждения сосредоточиваются на небольших площадках фактического контакта. Продукты износа не могут выйти из зоны контакта, в результате чего возникает высокое контактное давление и увеличивается их абразивное действие на основной металл. Относительная скорость движения поверхностей при фреттинг-коррозии, как правило, небольшая. Так, в случае гармонических колебаний с амплитудой 0,025 мм и частотой 50 с~' максимальная скорость составляет 7,5, а средняя - 2,5 мм/с.

Существенно большее быстродействие следящей системы удается получить при применении сервогидравлического или электрогидравлического привода. На рис. 5.2.5 показана амплитудно-частотная характеристика одной из машин фирмы Instron с сервогидравлическим следящим приводом. Предельные частоты в зависимости от величины максимальной нагрузки достигают 100— 200 Гц, понижаясь соответственно с ростом амплитуды перемещения.

из этого выражения, постепенная потеря жесткости образца с\ всегда будет компенсироваться увеличением амплитуды перемещения массы тз. При расположении образца со стороны возбудителя и при соблюдении условия (V. 23) усилие Р\, воспринимаемое образцом, становится равным нулю, поэтому такой вариант размещения элементов схемы не имеет практического применения.

Удельные потери энергии за цикл колебаний, отнесенные к единице площади контакта Wk, возрастали примерно пропорционально квадрату амплитуды перемещения иа. На рис. 32 показаны зависимости удельных потерь Wk от амплитуды колебаний иа при удельном давлении 40 (1) и 100 кгс/см2 (2).

С увеличением силы возбуждения резонансная частота уменьшалась на 1—2%, а зависимость между амплитудами силы возбуждения и перемещения системы становилась нелинейной, что выражалось в повышении уровня ускорений кратных гармоник, особенно если они совпадали с собственными частотами системы. В сухом контакте при амплитудах силы возбуждения до 1 кгс наибольшие уровни колебаний стержень имел на третьей гармонике частоты возбуждения, а с увеличением силы преобладающей •становилась пятая гармоника. Однако потери энергии на высоких гармониках в сравнении с общими потерями незначительны, так как амплитуды перемещения не превышают 10% от перемещения на частоте возбуждения.

Как правило, перепад уровней вибрации между опорными поверхностями амортизатора составляет 10 дБ и более, поэтому его характеристики достаточно определить в условиях жесткого закрепления одной из опорных поверхностей. Входная динамическая жесткость амортизатора, равная отношению амплитуды гармонической силы или момента на входной опорной поверхности к комплексной амплитуде перемещения этой же поверхности, •существенно влияет на колебания механизма только в области низких частот. С повышением частоты входная динамическая жесткость амортизатора определяется в основном инерцией его арматуры. Поэтому, 'если масса арматуры присоединяется к массам механизма и фундамента, при расчете в этом диапазоне частот жесткость можно не учитывать. Потери же колебательной энергии в резиновом массиве 'составляют существенную часть от общих потерь в системе в широком диапазоне частот. Демпфирующие свойства амортизатора можно характеризовать потерями энергии, отнесенными к квадрату амплитуды перемещения одной из опор-

Из (VIII. 32) и (VIII. 33) можно получить различные обобщенные характеристики, если в качестве кинематического параметра взять комплексные амплитуды перемещения х'т, скорости х'т или ускорения х'т. Очевидно, что все эти характеристики будут отличаться между собой -только на некоторый общий множитель, поскольку они связаны соотношениями

Отношение комплексной амплитуды перемещения к комплексной амплитуде силы

Производительность питателя регулируется изменением амплитуды перемещения лотка 2 посредством резинового клина 5, связанного с коромыслом 4 весов. Так например, при малой массе материала на ленте коромысло с клином опускается, амплитуда лотка возрастает, и производительность дозатора увеличивается.

В /106/ изучалось перемещение защемленной по краям пластины, которая моделирует заземленный электрод при электрогидравлическом воздействии без наличия твердой фазы между электродами. Начальный характер перемещения в центре пластины имеет вид двух пиков с последующими затухающими колебаниями. Скорость перемещения пластины до первого пика, связанного с ударной волной, равна скорости возвращения пластины в исходное состояние, а при втором пике, связанном с динамикой парогазовой полости, возвращение пластины в исходное состояние происходит значительно медленней, что связано с временем поддержания давления в гидропотоке. Дальнейшие пульсации парогазовой полости не могут оказать существенного влияния на перемещение пластины, и она совершает затухающие колебания с характерным временем, связанным с размерами пластины. Максимум амплитуды перемещения пластины от ударной волны и парогазовой полости близок, что связано с величиной давления, временем воздействия ударной волны и площади, на которую она воздействует.

Способ, близкий к изложенному, полезно употреблять при серийном производстве для добалансировки вблизи максимальных оборотов отдельных «выпадающих» роторов, уравновешенных на малой скорости в оптимальных плоскостях. Эту операцию удобно выполнять добавочным грузом посередине ротора, угловое положение которого диаметрально противоположно направлению векторной суммы двух первоначальных дисбалансов, определенных на низкооборотном балансировочном станке. При необходимости угловое положение груза уточняется подбором или по замеренному на рабочей скорости вектору амплитуды перемещения одной из опор (либо по их векторной сумме или опорным реакциям) методом динамических коэффициентов влияния. Они находятся опытным лутем на первых образцах. В корпусе машины нужно предусмотреть съемную крышку или люк для смены среднего груза без разборки.

В этих формулах ов и та — амплитуды переменных составляющих циклов напряжений, а ат и тт — постоянные составляющие

гибе и кручении (табл. 24.1); аа и т„ — амплитуды переменных напряжений цикла при изгибе и кручении; стт и тт — средние напряжения цикла при изгибе и кручении; ka и /с, — эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении (табл. 24.2 — 24.4); е„ и е, — коэффициенты масштаб-' ного эффекта (табл. 24.5); р„ и р\ — коэффициенты, учитывающие состояние поверхности (технологию изготовления и обработку вала) при изгибе и кручении (табл. 24.6); \/„ и \1/т — коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений (см. табл. 24.1).

Запас прочности стыковых соединений при пропорциональном возрастании среднего напряжения цикла ат и амплитуды переменных напряжений ав

Снижение амплитуды переменных нагрузок, сопровождающееся снижением СРТ ниже 5-10~8 м/цикл, может проявлять структурную чувствительность материала, что, очевидно, связано с малыми размерами зоны пластической деформации в вершине усталостной трещины. Выражается структурная чувствительность в зарождении и росте трещины по границам раздела о^- и ргфаз [87, 83]. Очаг разрушения при этом представляет фасетку излома с выраженной двухфазовой пластинчатой структурой материала, наблюдаемой обычно при исследовании материала в плоскости шлифа.

ных бороздок, что характерно для распространения трещины на второй стадии по мере увеличения длины трещины при неизменном, в среднем, уровне напряжения. Оказалось, что усталостные бороздки не были сформированы в изломе лопатки даже при подходе к границе перехода к зоне долома. Между зоной распространения усталостной трещины и зоной долома, в которой выявлен только ямочный рельеф, имеется макроскопически и ме-зоскопически резкая граница. Это свидетельствует о том, что окончательное разрушение лопатки произошло при резком возрастании уровня напряжения. Подобное возрастание связано не с резким увеличением амплитуды переменных напряжений при сохранении неизменным максимального уровня напряжения, а является результатом возрастания максимального напряжения.

Максимальный участок излома, соответствующий начальному росту трещины с формированием псевдобороздчатого рельефа, П-участок длиной около 25 мм, отвечал повреждению материала на относительном радиусе лопасти R = 0,085, т. е. около основания лопасти. Во всех остальных сечениях развития трещин размер этого участка был меньше, но связи его размера с относительным радиусом лопасти не установлено. Это объясняется тем, что с расположением сечения развития усталостной трещины на возрастающем расстоянии от основания лопасти происходит возрастание переменных нагрузок при некотором снижении статической нагрузки от растяжения лонжерона при его вращении. Происходит одновременное возрастание амплитуды переменных нагрузок, но при этом происходит снижение асимметрии цикла. Оба указанных фактора влияют на размер П-участка противоположным образом: возрастание амплитуды приводит к снижению его размера, а снижение растягивающей нагрузки — к возрастанию его размера. Результатом такого влияния и является неоднозначная связь размера П-участка с расположением вдоль лопасти сечения лонжерона, в котором происходило распространение усталостной трещины.

По мере перехода от зоны ЗК с максимальным растягивающим напряжением к ее центральному отверстию, где она располагается на валу редуктора, напряжения от контакта зубьев уменьшаются из-за их перераспределения между соседними зубьями и ограниченным перемещением или возможной деформацией самих зубьев. При этом динамические напряжения от вращения ЗК возрастают и нарастает максимальный уровень коэффициента интенсивности напряжения, если рассматриваемая траектория изменения напряжений вдоль радиуса колеса совпадает с траекторией возрастающей длины усталостной трещины. По мере продвижения усталостной трещины от периферии ЗК к ее оси происходит нарастание асимметрии цикла нагружения при уменьшении амплитуды переменных напряжений. Возникает естественный вопрос о длительности процесса зарождения и последующего роста трещины на основе анализа вида повреждающего цикла нагружения, который определяет продвижение трещины в ЗК за один цикл запуска и остановки двигателя.

Представления о статистической природе усталостного разрушения и двух механизмах усталостного повреждения конструкционных материалов легли в основу гипотезы о бимодальном распределении логарифма числа циклов до разрушения при действии переменных напряжений с постоянной амплитудой. Кривые распределения lg N по вероятности разрушения Р при аа — const были построены по результатам испытаний на усталость гладких образцов из конструкционной стали с пределом прочности сгв — 1200 МПа (рис. 1). Искажение линейной зависимости Р — f (lg N) объясняется появлением разрыва кривой усталости в области относительно малых значений амплитуды переменных напряжений и высоких значений числа циклов до разрушения ./V>-10e.

Для разных металлич. сплавов оптимальные режимы Т. могут существенно отличаться. Эффект Т. особенно сильно выражен при постепенном увеличении амплитуды переменных напряжений, когда суммируются нарастающие изменения от нластич. деформаций. Увеличение предела усталости на пластичных сталях при этом может достигать 20—30%. С. в. Сервисен.

Поскольку для определения прочности лопасти необходимо знать амплитуды переменных усилий и момента, формулы (3) можно переписать в виде

Р. Хейвуд предложил следующее соотношение для предельной амплитуды переменных напряжений в связи с влиянием масштабного фактора