1: МІЦНІСТЬ ПРИ ЗМІННИХ НАВАНТАЖЕННЯХ Лекція 4. проф. Шукаєв С. М. Національний технічний університет України Київський політехнічний інститут 2012 р.
2: Зміст лекції ВПЛИВ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ФАКТОРІВ НА ВЕЛИЧИНУ ГРАНИЦІ ВИТРИВАЛОСТІ Вплив напруженого стану на границю витривалості Вплив неоднорідності напруженого стану Теорія Серенсена Теорія Писаренка-Лебедєва Узагальнений критерій Біргера Врахування асиметрії циклу при складному напруженому стані
3: Вплив напруженого стану на границю витривалості Вплив напруженого стану на границю витривалості визначається неоднорідністю напруженого стану і відношеннями головних напружень. Напружений стан, при якому значення головних напружень залишаються незмінними по всій робочій довжині зразка, називають однорідним (розтягання-стискання, чистий зсув). Напружений стан, при якому значення головних напружень змінюється по висоті або іншому виміру зразка, називають неоднорідним (згинання, кручення, концентратори напружень).
4: Вплив напруженого стану, продовження Величиною, яка характеризує степінь неоднорідності напруженого стану, є градієнт напружень
5: Вплив напруженого стану, продовження Аналіз впливу неоднорідного напруженого стану на границю витривалості дозволяє зробити наступні висновки: границя витривалості підвищується за неоднорідного напруженого стану у порівнянні із однорідним, що спостерігається як при лінійному (згин, розтягання-стискання) так і при плоскому (кручення) напруженому стані. Наприклад, для маловуглецевої сталі з границею міцності в400МПа відношення границі витривалості при чистому крученні отриманому на суцільних і трубчастих зразках складає:
6: Вплив напруженого стану, продовження збільшення G призводить до суттєвого збільшення місцевих напружень, у тому числі й у концентраторах, які відповідають границі витривалості; за умов неоднорідного напруженого стану, границі витривалості металів і сплавів у випробуваннях залежать від форми поперечного перерізу зразка і схеми навантажування. Границя витривалості збільшується із зменшенням обєму металу, який знаходиться у зоні максимальних напружень. Тобто фактично проявляється масштабний ефект.
7: Вплив напруженого стану, продовження для сталей і алюмінієвих сплавів
8: Вплив напруженого стану, продовження Для приблизної оцінки границь витривалості при розтяганні-стисканні, згинанні та крученні рекомендуються наступні співвідношення:
9: Вплив напруженого стану, продовження Як в умовах статичного так і циклічного навантажування критерії граничного стану, як правило, формуються за допомогою концепції еквівалентних параметрів (напружень, деформацій, енергії за цикл). В термінах еквівалентних напружень умова граничного стану записується наступним чином:
10: Вплив виду напруженого стану, продовження
11: Вплив виду напруженого стану, продовження
12: Вплив напруженого стану, продовження Дослідження в області фізики твердого тіла демонструють, що реалізувати процес руйнування тіла тільки від нормальних або тільки від дотичних напружень практично неможливо. Досягнення граничного стану обумовлено здатністю матеріалу здійснювати опір як дотичним так і нормальним напруженням. До теорій, які одночасно враховують механізми руйнування як за дотичними, так і нормальними напруженнями, відносяться: теорія Геста-Мора, теорія Серенсена, теорія Писаренка-Лебедєва.
13: Теорія Серенсена Серенсен вважав, що умовою міцності, яка достатньо повно охоплює втомні властивості конструкційних металів, є гіпотеза октаедричних дотичних напружень, яка крім того враховує ще і вплив нормальних октаедричних напружень на міцність .
14: Теорія Писаренка-Лебедєва Г. С. Писаренко та А. О. Лебедєв (ІПМ НАН України) запропонували шукати критерії міцності у вигляді інваріантних по відношенню до напруженого стану функцій дотичного і максимального напруження. Лінійній варіант критерію записується так
15: Теорія Писаренка-Лебедєва, продовження При узагальненні критерію Писаренка-Лебедєва на випадок втомного руйнування можна одержати наступну залежність
16: Узагальнений критерій Біргера Біргер запропонував узагальнений критерій, який включає в себе багато відомих критеріїв як часткові випадки.
17: Узагальнений критерій Біргера, продовження
