X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Элементарная формула для расчета напряжений обычно основывается на том, что напряжения вычисляются на больших расстояниях от точек приложения сосредоточенных сил. Только при таких условиях обычная балочная формула и формула кручения дают достаточную точность.В современном мире все чаще и чаще в конструкторском деле, машиностроении, промышленности применяются материалы, при расчете прочности которых необходимо учитывать остаточные напряжения и установление связей между ними и сопротивлением деталей усталости. Наиболее актуально выявление зависимости сопротивлений усталости от остаточных напряжений .

В исследовании рассматривалось два критерия учета остаточных напряжений на предел выносливости. Первым является остаточные напряжения на поверхности концентратора.

, (1)

где - предел выносливости упроченной детали.

- предел выносливости неупрочнѐнной детали.

– коэффициент влияния поверхностного упрочнения на предел выносливости по остаточным напряжениям на поверхности, -эквивалентные остаточные напряжения на поверхности детали.

Чаще всего в расчетах используется теория наибольших касательных напряжений. Так как =, а =(обработка дробью, ультразвуковое упрочнение, химико-термическая),то в этом случае формула имеет вид

(1)

Также записывают для приращения

Первый критерий учитывающий остаточные напряжения на поверхности упрочнѐнной детали, может быть применён для расчёта предела выносливости по трещинообразованию. Критерий оценки влияния остаточных напряжений на предел выносливости деталей с концентраторами должен базироваться на учѐте остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя. Прежде всего необходимо установить толщину слоя с сжимающими остаточными напряжениями, ответственную за приращение предела выносливости.

Построим график изменения дополнительных осевых остаточных напряженийна дне трещины, возникающих в результате перераспределения остаточных усилий упрочнѐнных дробью образцов. При этом радиус трещины считался постоянным, глубина трещины t>> ,

1 – Фрагмент излома упрочнѐнного дробью

образца диаметром 10 мм с надрезом = 0,3 мм из сплава

В93: 1– надрез, 2 – нераспространяющаяся трещина,

3 – зона статического долома

Видно, что по мере развития трещины сжимающие остаточные напряжения на еѐ дне растут и, достигнув наибольшей величины, останавливают трещину.

Формула определения дополнительных остаточных напряжений после нанесения надреза полуэллиптического профиля на упрочнѐнную деталь (1)= (2)

Где -среднеинтегральные осевые остаточные напряжения по толщине слоя, равной глубине концентратора.

Таким образом, формула для вычисления приращения предела выносливости упрочнѐнной детали с использованием критерия

будет иметь вид

Литература:

В. Ф. Павлов, В. А. Кирпичѐв, В. С. Вакулюк- “

Остаточные напряжения и сопротивление усталости

упрочнѐнных образцов с концентраторами напряжений” 2011. Минобрнауки России. Самара.

С.П.Тимошенко- “Статические и динамические проблемы теории упругости”.Издательство “Наука”.1952.

Код для цитирования: Скопировать