Ауыспалы кернелу кезіндегі беріктік қорын коэффициент бойынша есептеу

Жиынтық бірліктерін конструкциялағаннан кейін қүрамына кіретін бөлшекті тексеру ретінде есептеу керек. Бұл кезде бөлшектің абсолюттік көлемін, конструкциялык формасын, беттік жағдайын т.б. есепке ала отырып, оның шаршау кедергісінің қорын бағалау керек.

Беріктік қорының есептік коэффициентін уақыт ішіндегі кернелу өзгерісінің сипатына және кернелу жағдайының типіне сәйкес анықтау керек.

Үнемі болатын кернелу кезінде келесі есептік жағдай болуы мүмкін:

І.Егер кернелу сызықты және ол симметриялық циклмен өзгерсе, онда қалыпты кернелу үшін:

(32)

және жанама кернелу үшін:

(33)

мұнда және - натуралық бөлшектің төзімділік шегі; σ _а. және. τ _а - ақаулық түріне байланысты анықталатын кернелу амплитудасы.

Бөлшектің төзімділік шегі:

(34)

мұнда σ_-1 - симметриялық циклдегі материалдың төзімділік шегі; К_σд — бөлшек төзімділігі шегінің төмендеуін сипаттайтын коэффициент;

. (35)

Соңғы формуладағы К_σ — кернелу концентрациясының тиімді коэффициенті; К_dσ — көлденең қимадағы абсолюттік көлемінің әсерлік коэффициенті; К_F — беткі жағдайдың әсерлік коэффициенті; К_υ — беттік нықталудың әсерліккоэффициенті. Коррозиясы болған жағдайда, К_FК_кор. корррозиясының әсерлік коэффициентімен алмастыру керек. Шаршаудан бұзылудың ұқсастык теориясына сәйкес:

, (36)

мұнда. α_σ - кернелу концентрациясының теориялык коэффициенті; -ұқсастық критерийі; υ_σ - кернелу концентрациясына және масштабтық факторға сезімталдықты сипаттайтын шаршау бұзылысы ұқсастық тендеуінің параметрі; - бірінші негізгі кернеудің σ₁, салыстырмалы градиенті; L - үлгі периметрі немесе оның бір бөлігі.

2.Егер кернелу сызықты болса және кернелу асимметриялық циклмен өзгерсе, онда:

; , (37)

мұнда , - симметриялық циклінің эквиваленттік амплитудасы, өзінің ақаулық әсері бойынша асимметриялық цикл σ _а, τ _а. және σ _т, τ _т параметрлерімен бірдей (σ _т. және τ _т циклдің орташа кернелуі) және - кернелу циклінің асимметриясына сезімталдық коэффициенті; σ₀ және τ₀ - кернелудің нөлдік циклі кезіндегі төзімділік шегі.

3. Егер кернелу жағдайы күрделі болса. онда:

. (38)

Жүйесіз жүктеме кезіндегі шаршау кедергісін орындауға қажет бөлшектер жүктемесінің сандық сипатын алу үшін, нақты кездейсоқ процесс схемаланған процеспен ауыстырылуы керек. Ол шаршаулық ақауының деңгейі бойынша нақты кездейсоқ процеске эквивалентгі болу керек.

Жүйесіз жүктемеде қалыпты кернелу бойынша беріктік қорының коэффициенті:

(39)

мұнда

; (40)

, (41)

ал, жанасу бойынша:

; (42)

.

(40)-(42) формулаларда m_σ. және m_τ - қисықгық шаршау деңгейінің көрсеткіші; λ жүктеме блоктарының саны; ν_бσ.және ν_бτ - блоктағы..амплитуда циклінің кайталану саны; N_0σ және N_0τ - сынақ базасы; а _рσ.және а _рτ - салыстырмалы ұзақ беріктік жиынтығын реттейтін мән.

Беріктік қоры коэффициентін n_σ және n_τ. (38) және (39) формулалар бойынша біртіндеп жақындау әдісімен табу керек, өйткені олар сонымен бірге (40) және (42) формулаларға да кіреді.

Төзімділікті есептеуді немесе жағдайында ғана жүргізу керек. Егер бұл шарттар сақталмаса (мысалы, серпімділік тербелісі болғанда бөлшектегі. σ_m тұрақты болады, ал σ _а. өзгереді), онда беріктілік қорының есептік коэффициентін қалыпты және жанама кернеулер бойынша (32) және (33) формулары бойынша анықтауға болады.

Асиммериялық кернелу циклінде σ _а орнына σ _аэк,, ал жүйесіз жүктемеде σ_эк. қою керек.

Күрделі кернелу жағдайында беріктіктің жалпы қорын (38) формуламен есептеу керек.

Конструкцияны есептеу кезінде [n] шамасын тандауға ерекше көңіл бөлу керек. Беріктік қоры коэффициентінің жіберілетін мәнін, жүктемені анықтаудың дәлдігіне және шаршау бұзылысына, кедергі бойынша материалдың сипатына, жасау технологиясы деңгейіне және ақауды қадағалауға, конструкция жауапкершілігіне және материалдың біртектілігіне байланысты алу керек (7,8 кестелер).

7 кесте - n беріктік запасы коэффициентінің шамамен алынған мәні

Жасау шарты	Беріктік шарты	Сенімділікке қойылатын талаптар
Төмен	Орташа	Жоғары
Жоғары	Жоғары Орташа Төмен	1-1,1 1,2-1,4 1,4-1,7	1.1-1,2 1,4-1,6 1,6-2	1,2-1,4 1,5-1,8 1,8-2,3
Орташа	Жоғары Орташа Төмен	1,8-2,0 1,8-2,3 2,0-2,6	1,8-2,4 2,1-2,8 2,4-3,2	2,1-2,8 2,4-3,2 2,6-3,6
Төмен	Жоғары Орташа Төмен	2,2-2,9 2,4-3,2 2,6-23,5	2,6-3,5 2,8-3.9 3,1-4.2	3,0-4,0 3.3-4,5 3,6-5

 

8 кесте - Әртүрлі ститистикалық жүктеме кезінде жіберілетін кернелудің ұсынылатын мәні

Жүктеме түрі	Материал
Созылмалы	Сынғыш
Созылұ
Қысылу
Қыртыстану		-------
Бүктелу
Кесілу
Бұралу

[n] тандаған кезде конструкциялау тәжірибесін, есептеу және есептеу нәтижелерін жұмыс жағдайындағы тоқтау мәліметтерімен салыстыруды ескеру керек.

Машина жасауда, көп жағдайда, беріктік қоры коэффициентінің жіберілетін мәніне 1,5-2,5 ұсынылады. Конструкцияның көлемі мен әсіресе, бөлшектердің бұзылысына байланысты, адамға қауіпті жауапкершілігі өскен сайын, [n] мәнін, жоғарыда көрсетілген аралықпен салыстырғанда, жоғарлату керек.

Эксплуатациялық жүктеме, кернелудің таралуы мен технологиялық жасаудың жоғары деңгейіне және тиісті дефектоскопияны қолданып жасалған түпкілікті зерттеулер нәтижесінде алынған шаршау бұзылысының кедергісіне сипаттама жөніндегі накты мәліметтерде, тіпті бөлшектің жауапты конструкциясы үшін [n]=1,3÷1,5 аз мәні жіберіледі. Мысалы, тұтынудың қатаң мерзімдік шарты мен бөлектер жағдайын күнделікті қадағалауы кезіндегі әуе қозғағышының поршендік бөлшегі.

Егер n>>[n] және бөлшектер көлемі, қаттылык немесе басқа факторлармен емес (конструктивтік, технологиялық), беріктік пен берілсе, онда конструктор оның көлемін кішірейтуі керек.

Шаршау кедергісін есептеуден басқа, статистикалық беріктік шартының орындалуын тексеру керек, ол созылмалы материалдар үшін мына шамамен есептеледі:

және сынғыш материалдар үшін:

.

әсері τ кезінде формулалар бірдей болады.