Переменной нагрузкой

действия напряжений амплитуды 0,-; N;— число циклов, необходимое для разрушения при этом напряжении по кривой усталости. Накопленная П. зависит от суммарного числа циклов напряжений и амплитудного спектра переменной нагруженности.

Повышение рабочих температур в энергетических установках и в ряде технологических процессов потребовало (особенно в послевоенное время) разработки вопросов усталости металлов в условиях высоких температур. Прочность деталей в условиях нестационарной переменной нагруженности, свойственная многим узлам металлообрабатывающих станков, всережимных двигателей, автомобилей и других конструкций, связана с закономерностями суммирования усталостного повреждения.

Старение деталей машин, их несущая способность и прочность при переменной нагруженности зависят от концентрации напряжений, абсолютных размеров, свойств материалов и качества поверхностного слоя деталей, окружающей среды и Других факторов. Металлографические, рентгеновские и исследования, выполненные с помощью электронных микроскопов, позволили открыть ряд новых явлений, сопровождающих повторную деформацию и последующее (часто внезонное) разрушение материалов под действием повторных нагрузок. Это явление называется пределом выносливости металлов. Субмикроскопические трещины усталости образуются на ранней стадии деформирования, после числа циклов, составляющего 10—20% общей долговечности. Видимая трещина образуется незадолго до окончательного разрушения детали. С помощью методов дефектоскопии в ряде случаев можно контролировать величину и скорость распространения трещин в деталях машин и определять пределы безотказной работы при медленно развивающихся трещинах усталости.

Стохастический характер внешних воздействий и характеристик сопротивления усталости и разрушению заставляет особое внимание уделять совершенствованию вероятностной модели ресурса парка авиаконструкций, обеспечивающей введение минимально необходимых запасов за счет рациональности учета рассеяния переменной нагруженности, долговечности, скорости распространения трещин, остаточной прочности и "обнаруживаемое™" дефектов элементов конструкций.

Два принципа ускоренных испытаний для различных случаев переменной износостойкости объекта рассмотрены в работах [2] и [3]. Один из них — принцип «запросов» — пригоден для модели 2, другой — принцип параллельной экстраполяции по нагрузке и по времени — применяется для всех рассмотренных моделей форсирования. Эти принципы относятся к экспериментальным методам учета переменной нагруженности и износостойкости.

На рис. 3 представлены некоторые возможные схемы учета переменной нагруженности. В качестве примера на основе известных зависимостей И. Я. Штаермана учитывается переменное удельное давление на контурную поверхность контакта при увеличении зазора цилиндрического подшипника скольжения вследствие изнашивания на постоянной нагрузке Я) .

44. Сервисен С. В., Когаев В. П. Вероятностный расчет на прочность при стационарной переменной нагруженности и условия подобия усталостного разрушения. — Вестник машиностроения, 1969, № 1, с. 13—18.

В настоящей книге изложены основные понятия о характеристиках сопротивления усталости, методах их определения, факторах, влияющих на сопротивление усталости и традиционных детерминистических методах расчета на усталость по коэффициентам запаса прочности; приведены методы статистической интерпретации случайной переменной нагруженности деталей и вероятностные методы расчета их на усталость. Эти методы касаются расчетов ресурса до появления первой макроскопической трещины усталости в тех деталях, которые испытывают за срок службы суммарное число циклов повторения амплитуд напряжений Л^суМ > 10s циклов, т. е. расчетов на многоцикловую усталость. Даны примеры, поясняющие использование изложенных методов расчета.

Статистическая оценка характеристик переменной нагруженности деталей машин

Несмотря на эти трудности, теория Раиса может использоваться для оценки уровня случайной переменной нагруженности при расчетах на усталость на стадии проектирования новой машины, когда отсутствует опытный экземпляр и невозможно произвести тензометрирование в условиях эксплуатации или на полигоне. В этом случае спектральная плотность процесса может быть найдена методами статистической динамики, и по приведенным выше формулам оценена нагруженность для расчета на выносливость.

на выносливость при нерегулярной переменной нагруженности

Расчет коэффициента /Ср связан с определением угла перекоса •»>• При этом следует учитывать не только деформацию валов, опор и самих колес, но также ошибки монтажа и приработку зубьев. Все это затрудняет точное решение задачи. Для приближенной оценки /Ср рекомендуют графики, составленные на основе расчетов и практики эксплуатации — рис. 8.15. Графики рекомендуют для передач, жесткость и точность изготовления которых удовлетворяет нормам, принятым в редукторостроении. Кривые на графиках соответствуют различным случаям расположения колес относительно опор, изображенных на схемах рис. 8.15 (кривые la — шариковые опоры, 16 — роликовые опоры). Влияние ширины колеса на графиках учитывается коэффициентом tybd^bwld\. Влияние приработки зубьев учитывается тем, что для различной твердости материалов даны различные графики. Графики разработаны для распространенного на практике режима работы с переменной нагрузкой и окружной скоростью и<15 м/с.

изготовляют из быстрорежущей стали, а также из твердого сплава. При черновой обработке заготовок из стали по корке с неравномерным припуском и переменной нагрузкой.

При черновой обработке заготовок из чугуна с неравномерным припуском и переменной нагрузкой применяют резцы из твердого сплава ВК2 и ВК4.

где Т„ — номинальный, длительно действующий момент; Тл — динамический момент; К — коэффициент динамичности. Для машин с небольшими разгоняемыми массами и при спокойной работе /( = = 1 ... 1 ,5. Для машин со средними массами и переменной нагрузкой (поршневые компрессоры, строгальные станки, мельницы) К=1,5...2. Для машин с большими массами и ударной нагрузкой (молоты,

Продолжи те л ьный режим с переменной нагрузкой характеризуется диаграммой (рис. 14, а); мощность выбранного го каталогу двигателя Як ^ Р3, где

Если при повторно-кратковременном режиме выбирают двигатель общепромышленного типа, мощность которого маркирована по продолжительному режиму (например, двигатель серии А2), то определение эквивалентного тока производится по формуле, приведенной для продолжительного режима с переменной нагрузкой, причем номинальный ток выбранного двигателя не должен быть меньше эквивалентного.

работы с переменной нагрузкой и окружной скоростью v< 15 м/с. При постоянной нагрузке и твердости хотя бы одного из колес <350 НВ и скорости v<\5 м/с происходит полная приработка зубьев; при этих условиях принимают А'р = 1.

Влияние неравномерности распределения нагрузки на прочность зубьев различно по контактным и изгибным напряжениям (коэффициенты /Сяр и Kpf, на рис. 32.16). Каждая из кривых на графиках соответствует определенному положению колес относительно опор на валах передач, схемы которых показаны в верхней части рис. 32.16. Графики разработаны для распространенного на практике режима работы с переменной нагрузкой и окружной скоростью v < 15 м/с.

Для турбин, работающих с переменной нагрузкой, целесообразно применять количественное парораспределение, при котором изменяется количество поступающего в турбину пара, а качество его остается постоянным. Однако осуществить такое регулирование в чистом виде не представляется возможным и поэтому применяют смешанное регулиро-

Если при повторно-кратковременном режиме выбирают двигатель общепромышленного типа, мощность которого маркирована по продолжительному режиму (например, двигатель серии А2)-, то определение эквивалентного тока производится по формуле, приведенной для продолжительного режима с переменной нагрузкой, причем номинальный ток выбранного двигателя не должен быть меньше эквивалентного.

переменной нагрузкой