Напряжения переменные во времени

Реферат

на тему: «Напряжения переменные во времени»

Выполнил:

студент гр.

Проверила:

г. Волгоград 2010 г.

Переменные напряжения. Усталость.

Напряжения, переменные во времени, возникают в элементах конструкций под действием нагрузок, переменных по величине или направлению, а также нагрузок, перемещающихся относительно рассматриваемого элемента. Так, например, вагонная ось изги­бается под нагрузкой от веса вагона (рис. 1.15, а). В верхней части каждого поперечного сечения оси возникают нормальные напряжения растяжения (см. эпюру изгибающих моментов на рис. 1.15, 6)

При движении вагона колёса, а также жестко со­единенные с ними оси вращаются и каждая точка оси оказывается то в верхней (растянутой), то в нижней (сжатой) половине сечения. Переменные напряжения возникают также в валах различ­ных машин, в элементах фермы моста при движении по нему поезда и т. п.

Изменение напряжений во времени можно изобразить с помощью графика, по оси абсцисс которого откладывают время t, а по оси ординат—значения нормальных (или касательных) напряжений. Обычно предполагают, что закон изменения напряжений во вре­мени характеризуется кривой, имеющей вид синусоиды (рис. 2.15).

Практически, как показывают многочисленные эксперименты, вид этой кривой не имеет значения; прочность материала при переменных напряжениях зависит в основном от величин наиболь­шего и наименьшего напряжений.

лики и при расчете на прочность ими пренебрегают, т. е. считают, что в опасной точке возникает одноосное напряженное состояние.

Чистый сдвиг возникает в точках работающего на кручение бруса круглого поперечного сечения.

В большинстве случаев коэффициент запаса прочности определяют в предположении, что рабочий цикл напряжений, возникающих в рассчитываемой детали при ее эксплуатации, подобен предельному циклу, т. е. коэффициенты асимметрии R и характеристики р рабочего и предельного циклов одинаковы.

Наиболее просто коэффициент запаса прочности можно опреде­лить в случае симметричного цикла изменения напряжений, так как пределы выносливости материала при таких циклах обычно известны *, а пределы выносливости рассчитываемых деталей можно вычислить по взятым из справочников значениям коэффициентов снижения пределов выносливости ( _д , ) - Коэффициент запаса прочности представляет собой отношение предела выносливости, определенного для детали, к номинальному значению максимального напряжения, возникающего в опасной точке детали.Номинальным является значение напряжения, определенное по основным форму­лам сопротивления материалов, т.е. без учета факторов, влияющих на величину предела выносливости (концентрации напряжений и т. п.).

Изменение напряжений во времени можно изобразить с помощью графика, по оси абсцисс которого откладывают время t_, а по оси ординат—значения нормальных (или касательных) напряжений. Обычно предполагают, что закон изменения напряжений во времени характеризуется кривой, имеющей вид синусоиды (рис. 2.15).

Практически, как показывают многочисленные эксперименты, вид этой кривой не имеет значения; прочность материала при переменных напряжениях зависит в основном от величин наиболь­шего и наименьшего напряжений.

Совокупность всех последовательных значений переменных напря­жений за один период процесса их изменения называется циклом напряжений (рис. 2.15).

Наибольшее (в алгебраическом смысле) напряжение цикла назы­вается максимальным и обозначается (или , если рассмат­ривается изменение касательных напряжений)(для касательных напряжений применяются аналогичные выводы, формулы и примеры расчёта), а наименьшее — минимальным (или ).

Алгебраическая полусумма максимального и минимального на­пряжений цикла называется его средним напряжением (или стати­ческой составляющей цикла):

(1.15)

Алгебраическая полуразность максимального и минимального напряжений называется амплитудой цикла (или его переменной составляющей):

(2.15)

Среднее напряжение цикла может быть как положительным, так и отрицательным. Амплитуда цикла всегда положительна.

Максимальное и минимальное напряжения можно выразить через среднее напряжение и амплитуду цикла:

(3.15)

Если напряжения и _, равны друг другу по абсолютной величине и обратны по знаку, то цикл называют симметричным.График такого цикла показан на рис. 3.15. При симметричном цикле и .

Если напряжения и не равны друг другу по абсо­лютной величине, то цикл называют асимметричным (см. рис. 3.15).

Асимметричный цикл может быть знакопеременным или знакопо­стоянным (см. рис. 3.15).

В частных случаях, когда или , равно нулю (см. рис. 3.15), цикл называют отнулевым или пульсирующим.

Отношение напряжения к называют коэффициентом асимметриицикла. Его обозначают R; таким образом,

(4.15)

Коэффициент асимметрии цикла нормальных напряжений обозна­чают , а касательных .

В некоторых случаях удобно пользоваться понятием характе­ристики цикла, обозначаемой :

(5.15)

Используя зависимости (1.15) и (2.15), легко получить соотно­шение между коэффициентом асимметрии и характеристикой цикла:

(6.16)

Циклы напряжений, для которых коэффициенты асимметрия (или характеристики) имеют одинаковые значения, называют п

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать