Расчеты на прочность деталей ДВС при напряжениях, переменных во времени. Гоц А.Н. - 45 стр.

UptoLike

Составители: 

45
Отношение величины наибольшего местного напряжения, не превос-
ходящего предела упругости, к величине номинального напряжения назы-
вается теоретическим
коэффициентом концентрации напряжений:
;
max н
σ
σ=α
σ
н
τ
τ
=
α
τ
max
. (26)
Численные значения теоретического коэффициента концентрации на-
пряжений α для различных видов концентраторов даны в обширной спра-
вочной и учебной литературе [3, 5, 6, 7]. Напряжения σ
max
и τ
max
большей
частью определяются экспериментально поляризационно-оптическим ме-
тодом или вычисляются методами теории упругости в предположении пол-
ной упругости и изотропности материала. Поэтому теоретический коэф-
фициент концентрации напряжений отражает лишь влияние формы кон-
центратора на величину местных напряжений. Как показывают опыты, ко-
эффициент концентрации зависит не только от формы, но и от материала
образца, его абсолютных размеров, коэффициента несимметрии цикла и
других факторов. Он тем ниже, чем пластичнее материал, так как пласти-
ческие свойства материала, способствующие перераспределению напря-
жений в зоне концентрации, смягчают концентрацию напряжений.
Поэтому наряду с теоретическим коэффициентом концентрации вво-
дится понятие эффективного коэффициента концентрации
K
σ
или K
τ
, кото-
рый представляет собой отношение предела выносливости при симмет-
ричном цикле гладкого образца к пределу выносливости при симметрич-
ном цикле образца того же диаметра с концентрацией напряжений
;
к1
1
σ
σ
σ
=K
к1
1
τ
τ
τ
=K . (27)
Надежное значение эффективного коэффициента концентрации на-
пряжений можно получить только из опыта. Если для данного вида кон-
центратора напряжений отсутствуют экспериментально установленные ве-
личины эффективных коэффициентов концентрации
K
σ
и K
τ
, то их при-
ближенные значения можно определить по формулам
),1(1);1(1
α
+
=
α+=
τ
τ
σ
σ
qKqK (28)
где
qкоэффициент чувствительности материала к концентрации напря-
жений при симметричном цикле.
Если
q = 1, то K = α и материал обладает полной чувствительностью к
концентрации напряжений (пики максимальных напряжений не сглажива-
ются). Для высокопрочных легированных сталей величина
q близка к еди-
нице. Для конструкционных сталей в среднем
q = 0,6…0,8, причем более
    Отношение величины наибольшего местного напряжения, не превос-
ходящего предела упругости, к величине номинального напряжения назы-
вается теоретическим коэффициентом концентрации напряжений:
                      ασ = σ max σн ;  α τ = τ max τн .         (26)
    Численные значения теоретического коэффициента концентрации на-
пряжений α для различных видов концентраторов даны в обширной спра-
вочной и учебной литературе [3, 5, 6, 7]. Напряжения σmax и τmax большей
частью определяются экспериментально поляризационно-оптическим ме-
тодом или вычисляются методами теории упругости в предположении пол-
ной упругости и изотропности материала. Поэтому теоретический коэф-
фициент концентрации напряжений отражает лишь влияние формы кон-
центратора на величину местных напряжений. Как показывают опыты, ко-
эффициент концентрации зависит не только от формы, но и от материала
образца, его абсолютных размеров, коэффициента несимметрии цикла и
других факторов. Он тем ниже, чем пластичнее материал, так как пласти-
ческие свойства материала, способствующие перераспределению напря-
жений в зоне концентрации, смягчают концентрацию напряжений.
    Поэтому наряду с теоретическим коэффициентом концентрации вво-
дится понятие эффективного коэффициента концентрации Kσ или Kτ, кото-
рый представляет собой отношение предела выносливости при симмет-
ричном цикле гладкого образца к пределу выносливости при симметрич-
ном цикле образца того же диаметра с концентрацией напряжений
                              σ              τ
                        K σ = −1 ; K τ = −1 .                        (27)
                              σ −1к         τ −1к
    Надежное значение эффективного коэффициента концентрации на-
пряжений можно получить только из опыта. Если для данного вида кон-
центратора напряжений отсутствуют экспериментально установленные ве-
личины эффективных коэффициентов концентрации Kσ и Kτ, то их при-
ближенные значения можно определить по формулам
                 K σ = 1 + q( ασ − 1); K τ = 1 + q( α τ − 1),       (28)
где q – коэффициент чувствительности материала к концентрации напря-
жений при симметричном цикле.
    Если q = 1, то K = α и материал обладает полной чувствительностью к
концентрации напряжений (пики максимальных напряжений не сглажива-
ются). Для высокопрочных легированных сталей величина q близка к еди-
нице. Для конструкционных сталей в среднем q = 0,6…0,8, причем более
                                                                       45