Файл: Баренбойм, А. Б. Малорасходные фреоновые турбокомпрессоры.pdf

Скорость относительной деформации можно определить по формуле

Метод расчетов на ползучесть виден из следующего примера. Определить относительное удлинение детали, выполненной из мате­ риала Стали 15, после 720 часов ее работы при температурах, приведенных в б, если действующее напряжение а равно 600 кг/см2.

По формулам (91) и (92) имеем:

Данный пример иллюстрирует резкое изменение относительной деформации при изменении температуры с 427 до 593°.

10. Т в е р д о с т ь это свойство материала оказывать сопротив­ ление при местных контактных воздействиях, пластической дефор­ мации или хрупкому разрушению в поверхностном слое в опреде­ ленных условиях испытания,

Характеристикой твердости является так называемое «число твердости», определяемое при помощи вдавливания в материал шарика из закаленной стали.

47

Ч и с л о м т в е р д о с т и по Б р и н е л л ю называется частное от деления величины вдавливающей силы на шаровую поверхность лунки отпечатка, которое обозначается через Нв кг/мм2. Между

числом твердости по Бринеллю и величиной предела прочности стали на разрыв существует ориентировочная зависимость

ов ^ 0,36НВ.

§ 15. КОЭФФИЦИЕНТ НЕСИММЕТРИИ ЦИКЛА. ПЕРЕХОД ОТ ИСПЫТУЕМОГО ОБРАЗЦА К ДЕТАЛИ

При расчетах деталей машин на прочность различают несколько видов нагрузок.

1. По признаку изменения нагрузки во времени:

а) постоянные, величина которых не меняется во времени; б) переменные, величина которых меняется во времени.

2. По признаку скорости приложения нагрузки:

а) статические, т. е. такие, при которых внешние нагрузки по­ стоянны или изменяются настолько медленно, что можно прене­ бречь силами инерции и считать, что все время сохраняется равен­ ство между внешней и внутренними силами упругости;

б) динамические, т. е. такие, при которых внешние нагрузки изменяются настолько быстро, что силами инерции пренебречь нельзя.

Частным случаем динамической нагрузки является нагрузка ударная, когда относительная скорость взаимодействующих друг на друга тел изменяется мгновенно.

На практике часто приходится иметь дело с динамическим при­ ложением нагрузки, что увеличивает действующее напряжение по сравнению с тем, какое имело бы место при статической нагрузке.

В практических расчетах такое приложение нагрузки учиты­ вается введением в расчет коэффициента динамичности.

На практике часто приходится иметь дело с переменными на­ грузками, а следовательно, и с переменными действующими напря­ жениями. Иногда, даже при наличии постоянной внешней нагрузки, действующие в детали напряжения будут переменными, что имеет место, например, при работе вала.

Периодическое изменение напряжений или нагрузок характери­ зуется коэффициентом несимметрии цикла, равным отношению минимальной амплитуды цикла к максимальной, и обозначается

через г.

Если рассматриваются периодические изменения нагрузок, то

При рассмотрении периодических изменений напряжений коэф­ фициент несимметрии напряжений будет

-18

для нормальных напряжений

имаксимальные амплитуды цикла.

Вобщем случае амплитуды напряжений зтах и зтіп, или амп­

литуды нагрузки, могут быть и не равны друг другу (рис. 40а).

ка является частным случаем перемен­ ной, а следовательно, величиной коэффициента несимметрии

можно охарактеризовать любой режим напряжений и нагрузок. Как уже указывалось выше, механические характеристики детали могут быть иными, чем характеристики образца, так как деталь обычно отличается от образца формой, качеством поверх­ ностной обработки и размерами. При расчетах деталей на проч­ ность это обстоятельство учитывается делением величины механи­ ческих характеристик образца (приводимых обычно в справочных материалах) на коэффициенты перехода, соответственно, для нор­

мальных напряжений и касательных напряжений.

Как известно, при наличии в детали резких переходов, отверстий и т. п. возникает концентрация напряжений, уменьшающая проч­ ность детали как при переменных напряжениях (для пластичных и хрупких материалов), так и при постоянных (для хрупких мате­ риалов). Влияние надрезов и выточек на величину концентрации напряжений при пластических деформациях еще недостаточно изучено. Однако экспериментальные исследования показывают, что указанные факторы в ряде случаев «упрочняют» деталь, увеличи­ вая предел прочности. Обычно это упрочнение при расчетах на прочность не учитывается. В то же время экспериментальные иссле­ дования показывают, что для пластичных материалов на предел прочности и предел текучести оказывает существенное влияние масштабный фактор, т. е. размеры детали.

Таким образом, величины механических характеристик детали могут быть определены по следующим формулам

где ка - « j R, к, =

^— коэффициент, учитывающий переход от предела вынос­ ливости симметричного цикла для гладкого, полирован­

ного образца, к пределу выносливости конкретной детали (для нормальных напряжений и пластичных материалов);

кт— то же, для касательных напряжений;

kq— коэффициент, учитывающий переход от предела проч­ ности образца к пределу прочности конкретной детали (для нормальных напряжений и хрупких материалов);

кт— то же, для касательных напряжений;

у, масштабный коэффициент, учитывающий влияние размера детали на величину предела текучести;

— масштабный коэффициент, учитывающий влияние раз­ мера детали на величину предела прочности; Значения коэффициентов 7Т и 7„ приведены в табл. 16.

«3, ат — теоретические коэффициенты концентрации напряжений.

50