Сопротивление материалов Теория механизмов и машин (стр. 7 из 16)
Рисунок 2. Кривая усталости
Эта кривая примечательна тем, что, начиная с некоторого напряжения, она идет практически горизонтально. Это значит, что при напряжениях меньших некоторого предельного напряжения образец может выдержать бесчисленное множество циклов.
Максимальные переменные напряжения, который материал способен выдержать без разрушения, при любом числе циклов, называют пределом выносливости и обозначают
.Опыты обычно производят до базового числа циклов. Для углеродистых сталей принимают
, для закаленных сталей и цветных металлов 
. Опытным путем установлены эмпирические зависимости: 
7.4 Факторы, влияющие на величину предела выносливости
Предел выносливости деталей зависит не только от свойств материала, но и от их формы, размеров, способов изготовления.
Влияние концентрации напряжений.
В местах резкого изменения размеров ПС детали (отверстия, выточки, галтеки, шпоночные пазы, резьбы) как известно, возникает местное повышение напряжений. Это явление называется концентрацией напряжений. Она снижает
детали по сравнению с образца. Это снижение учитывается эффективным коэффициентом концентрации напряжений 
, который определяется экспериментально. Он равен отношению пределов выносливости гладкого образца к 
образца с данным концентратором напряжений. 
Значения
приводятся в справочниках.Влияние размеров деталей.
Экспериментально установлено, что с увеличением размеров образца,
понижается. Влияние размеров образца на учитывается масштабным коэффициентом 
, который определяется экспериментально и равен отношению 
Обычно берут
. Они приводятся в справочниках.Влияние состояние поверхности детали.
Наличие на поверхности детали рисок, царапин, неровностей приводит к уменьшению предела выносливости детали. Состояние поверхности детали зависит от вида механической обработки. Влияние состояния поверхности на величину
детали учитывается коэффициентом 
, который определяется экспериментально и равен: 
Этот коэффициент приводится в справочниках.
Все вышеуказанные факторы можно учесть одним коэффициентом изменения предела выносливости.
Тогда предел выносливости детали
.7.5 Диаграмма предельных напряжений
Если провести испытание стандартного образца из исследуемого материала в условиях несимметричного цикла напряжений, то получим диаграмму предельных напряжений, показанную на рисунке 3.
Рисунок 3. Диаграмма предельных напряжений
Рассказать о методике проведения испытаний и построения диаграммы.
Эта диаграмма позволяет судить о близости рабочих условий к предельным. Для этого на диаграмму наносится рабочая точка (В)с координатами
и 
где
и 
расчетные значения среднего и амплитудного напряжения в детали. Здесь амплитуда напряжения увеличена с учетом снижения предела выносливости детали. По степени близости рабочей точки к предельной кривой судят об опасности рабочих условий. Если рабочая точка окажется за диаграммой, то непременно произойдет усталостное разрушение.Построение этой диаграммы требует больших затрат времени и материальных ресурсов. Поэтому реальную диаграмму схематизируют прямой CD. тогда эту диаграмму можно построить без проведения экспериментов.
7.6 Определение коэффициента запаса при переменных напряжениях
Коэффициент запаса очевидно равен отношению отрезка ОА к отрезку ОВ (рисунок 3). После геометрических построений получим:
где
коэффициент чувствительности материала к ассиметрии цикла.При действии переменных касательных напряжений
Коэффициенты
приводятся в справочниках.При одновременном действии переменных нормальных и касательных напряжений общий коэффициент запаса
ТЕМА 8. Соединения
Введение в курс деталей машин (ДМ)
Задачей курса ДМ является изучение методов расчета и конструирования различных деталей и узлов.
Деталь является такой частью машины, которую изготовляют без сборочных операций. Примеры. Детали объединяются в узлы. Узел – это законченная сборочная единица, состоящая из ряда деталей, имеющих общее функциональное назначение (подшипник, редуктор).
Детали общего назначения классифицируются следующим образом: элементы соединений, детали передач, детали обслуживающие вращательное движение. Дать расшифровку классификации.
Основные требования, предъявляемые к деталям:
· работоспособность;
· надежность;
· безопасность;
· наиболее высокие эксплуатационные показатели;
· технологичность.
Разъяснить эти требования.
Работоспособность – это такое состояние детали, при котором она способна выполнять заданные функции с сохранением свойств прочности, жесткости, устойчивости, теплостойкости и виброустойчивости. Перечисленные свойства являются критериями работоспособности деталей. Пояснить критерии. Работоспособность обеспечивается путем проведения соответствующих расчетов по этим критериям.
Соединения
Под соединением понимают жесткое скрепление отдельных элементов. Соединения делят на разъемные и неразъемные.
Неразъемными называют соединения, которые нельзя разобрать без разрушения скрепленных элементов (сварные, клепочные, паяные, прессованные).
Разъемными называют соединения, которые можно разобрать без разрушения скрепленных элементов (резьбовые, шпоночные, шлицевые, штифтовые).
Неразъемные соединения
8.1 Сварные соединения
8.1.1 Общие сведения
Это наиболее совершенный и распространенный тип неразъемного соединения. Оно основано на нагреве соединяемых участков деталей.
Применяется в основном газовая, контактная и электродуговая сварка.
При газовой сварке место сварки нагревают струей горящего газа. Применяют для тонкостенной конструкции.
При контактной сварке место сварки нагревается током и прижимается силой (стыковая, точечная, роликовая).
Дуговая сварка осуществляется методом плавления кромок свариваемых элементов и металлического стержня (электрода) посредством электрической дуги.
При электродуговой сварке различают соединения встык, в нахлестку и втавр (рис1).
Рисунок 1. Виды сварных швов
8.1.2 Соединение встык (рис.1,а)
Соединение работает на отрыв. Условие прочности
. (1)8.1.3 Соединение в нахлестку (рис.1,б)
Различают фланговые, лобовые и комбинированные швы. Сечение шва равнобедренный прямоугольный треугольник с катетом k. Швы работают на срез.
Фланговые швы.
Условие прочности
. (2)Лобовые швы.
Условие прочности
. (3)