Выносливости материала

Для построения кривой усталости и определения предела выносливости испытывают не менее 10—15 одинаковых образцов из деформируемых сплавов и не менее 15 из литейных.

Для построения кривой контактной усталости и определения . предела контактной выносливости испытывают не менее 12 одинаковых образцов, из них не менее трех должны быть испытаны на уровне предела контактной выносливости.

Для определения предела выносливости испытывают обычно серию из 8—10 образцов (деталей), после чего строят кривую усталости (рис. 7) в пропорциональных координатах «максимальное напряжение о~тах — число циклов до разрушения JV» или в полулогарифмических и логарифмических координатах (0 — lg N, lg а - lg N).

Для определения предела выносливости испытывают 10... 15 одинаковых образцов. Для первого образца максимальное напряжение обычно составля-

Методика проведения испытаний материалов на усталость регламентирована ГОСТ 25.502—79. Для определения предела выносливости испытывают не менее 15 образцов. Каждый образец испытывают только на одном уровне напряжений — до разрушения или до базового числа циклов. По результатам испытаний отдельных образцов строят диаграммы усталости в координатах максимальное напряжение — число циклов (рис. 2.19, а). Иногда диаграммы усталости строят в полулогарифмических или логарифмических координатах (рис. 2.19, б).

Для одной серии испытаний все конструкционные элементы нагружают одним способом и испытывают на однотипных машинах. Для построения семейства кривых усталости по параметру вероятности разрушения и кривой распределения пределов выносливости, оценки средних значений и квадратического отклонения пределов выносливости испытывают серию объемом выборки не менее десяти одинаковых конструкционных элементов на каждом из четырех-шести уровней напряжения. Кривые усталости строят в полулогарифмических координатах ^тах"!^-^ и™

Для построения кривой усталости и определения предела выносливости испытывают не менее 10—15 одинаковых образцов. База испытания для определения предела выносливости принимается: 10 • 10е циклов для металлов и сплавов, имеющих практически горизонтальный участок на кривой усталости, и 100-10е для металлов и сплавов, не имеющих такого участка. Для сравнительных испытаний база соответственно принимается 5 • 106 и 20-Ю6 циклов.

Для построения кривой контактной усталости и определения предела контактной выносливости испытывают не менее 12 образцов, из

Для построения семейства кривых усталости по параметру вероятности разрушения, построения кривой распределения предела выносливости, оценки среднего значения и среднего квадратиче-ского отклонения предела выносливости испытывают серии объемом не менее 10 одинаковых образцов, на каждом из 4—6 уровней напряжения.

Для построения кривой усталости и определения предела выносливости испытывают не менее 10 одинаковых образцов. При этом каждый образец испытывают только на одном уровне напряжений до разрушения или до базового числа циклов. На уровне предела выносливости должно быть испытано не менее двух образцов.

Для построения кривой усталости и определения предела выносливости испытывают не менее 10—15 образцов. Для первого образца напряжение CTj выбирают до 2/3аь, обычно (0,45 — 0,5) аь, для высокопрочных сталей (0,3—0,4) аь, Напряжение на второй образец определяют в зависимости от числа циклов

Учитывая выражение (2.37), найдем предел выносливости материала, при котором будет обеспечен срок службы Т,

где Т — вращающий момент на тихоходном валу, Н -м; ст_ — предел выносливости материала стального гибкого колеса, МПа, ACT = 1,5 + 0,0015 и — эффективный коэффициент концентрации напряжений; и — передаточное отношение;

Различают разрушение деталей вследствие потери статической прочности или сопротивления усталости. Потеря статической прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала (например, ав). Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Потеря сопротивления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превышающих предел выносливости материала (например, o_i). Сопротивление усталости значительно понижается при наличии концентраторов напряжений, связанных с конструктивной формой детали (галтели, канавки и т. п.) или с дефектами производства (царапины, трещины и пр.).

где a_j — предел выносливости материала болта (см. табл. 1.1); /Са — эффективный коэффициент концентрации напряжений в резьбе (определяют при испытании затянутой резьбовой пары, а не просто стержня с резьбой); i)a«0,l — коэффициент чувствительности к • асимметрии цикла напряжений.

a_i, T-i — пределы выносливости материала гибкого колеса соответственно при изгибе и кручении (можно принимать T-i = 0,6a_i, a_i = 0,43a(, (табл. 8.1); aa — амплитуда цикла напряжений изги-ба в цикле, может быть определена по формуле

где aUm = O-i — предел выносливости материала вала при изгибе с симметричным циклом изменения напряжений (для асимметричных циклов Оцт = а г ); е„ — масштабный фактор, учитывающий понижение прочности деталей при росте их абсолютных размеров (см. рис. 1.5 или табл. 12.2 в зависимости от предварительно найденного диаметра вала); [s] — коэффициент безопасности, который для реверсивных редукторов можно принять [s] = 3 (по симметричному циклу изменяется напряжение изгиба и кручения); [s] = 2 — для нереверсивных редукторов (напряжение кручения меняется по пульсирующему циклу).

где предел выносливости материала оси (сталь 35) 0—1 = 255 Н/мм2; ств = 510 Н/мм3 (табл. 12.13). Принимаем: ест=0,8 (среднее значение для углеродистой стали, табл. 12.9); р = 0,91 (чистое обтачивание табл. 12.9); KL'= I; [s] = 2 (для пульсирующего цикла изменения напряжений); Кд = 2; 1)^=0,03 (см. рис. 1.4, в).

Таким образом, при испытании на усталость стандартных образцов определяется собственно не предел выносливости Материала, а предел выносливости образца, изготовленного из данного материала. При переходе от образца к реальной детали следует вводить ряд поправок, учитывающих форму и размеры детали, состояние ее поверхности

Влияние состояния поверхности. Состояние поверхности деталей зависит от качества механической обработки. Так как разрушение материала от периодически изменяющихся нагрузок начинается с образования на поверхности микроскопических трещин, то очевидно, что их образованию способствует наличие на поверхности острых рисок и царапин. Последнее приводит, естественно, к уменьшению предела выносливости материала.

где п.,, и г,„ постоянные составляющие напряжений; <т„ и „ амплитуды напряжений; о i и i i пределы выносливости материала при знакопеременном симметричном цикле; К„1> и KID общие коэффициенты снижения пределов выносливости деталей при изгибе и при кручении, учитывающие концентрацию напряжений, размер деталей и упрочнение; ф„ и •ф, коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла. Подробнее см. § 16.4.