Определение значения _ относительного критерия подобия усталостного разрушения 0О
критерий подобия 0 вычисляют по фор-
L 1
тносительный мулеДт)« 88,3'®'
( L Я£}0«
где d0=7,5 мм; I = —=88,3 мм2 ; L выражается в мм, G в мм~*.
2
Значения функции /'’(0,*)= 7+е-»~ ’ приведены в табл. 4 или
черт. 1 обязательного приложения 4.
Значения функции Г(в, м) Таблица 4
0 - |
Ig е |
F<e,») 1+е |
2 |
|
|||||
при |
|||||||||
о,оі |
0,08 |
0,10 |
0.12 |
0,16 |
. 0,20 |
||||
0,0032 |
-2,5 |
0,885 |
0,774 |
0,720 |
0,668 |
0,569 |
0,480 |
||
0,6100 |
-2,0 |
0,908 |
0,813 |
0,774 |
0,730 |
0,647 |
0,569 |
||
0,0316 |
—1,5 |
0,931 |
0,863 |
0,829 |
0,796 |
0,730 |
0,668 |
||
0,1000 |
—1,0 |
0,954 |
,0,908 |
0,836 |
0,836 |
0,818 |
0,774 |
||
0,3162 |
-0,5 |
0,977 |
0,954 |
0,942 |
0,931 |
0,908 |
0,885 |
||
1,0000 |
0 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
||
3,1620 |
0,5 |
1,023 |
1,046 |
1,058 |
1,070 |
1,092 |
1,115 |
||
10,0000 |
1.0 |
1,046 |
1,092 |
1,115 |
1,137 |
1,182 |
1,226 |
||
Зі,6200 |
- 1,5 |
1,069 |
1,137 |
1,171 |
1,204 у |
1,269 |
1,332 |
||
100,0000 |
2,0 |
1,092 |
1,182 |
1,226 |
1,269 |
1,353 |
1.430 |
||
316,2000 |
2,5 |
1,115 |
1,226 |
1,280 |
1,332 |
1,430 |
1,519 |
||
1000,0000 |
3,0 |
1,137 |
1,269 |
Г, 332 |
1,392 |
1,502 |
1,596 |
||
3162,0000 |
3,5 |
1,160 |
1,312 |
1,382 |
1,449 |
1,508 |
1,667 |
||
10000,0000 |
4,0 |
1,182 |
1,352 |
1,431 |
1,502 |
1,627 |
1,726 |
В формуле для определения F(Q, v) параметр v принимает значения vo при изгибе и растяжении — сжатии и vx при кру
чении.
Определение параметра!
При круговом изгибе или растяжении — сжатии, а также при кручении круглых стержней с кольцевыми канавками, с переходом от одного сечения к другому по галтели, с резьбой или гладких L=nd. При изгибе в одной плоскости круглых стержней L=0,08-nd.
Если при растяжении — сжатии или изгибе- деталей только часть периметра рабочего сечения прилегает к зоне ’ повышенной напряженности, то L вычисляют по формулам, приведенным на черт. 2 обязательного приложения 4.
Опр еде лецие относительного градиента первого главного или касательного напряж е?- и ий G, Gx
Относительные градиенты напряжений G, Gx определяют по формулам, приведённым в табл. 1.
Определение коэффициентов чувствительности металла к концентрации напряжений и масштабному фактору у, и мх
Значения vo, vx определяют по совокупности результа-' тов испытаний на усталость образцов различных форм, размеров, уровней концентрации напряжений, изготовленных из металла одной плавки и испытанных прн различных видах нагружения.
При отсутствии опытных данных для конструкционных: сталей величину ч, приближенно вычисляют по формуле
Ч, -0,2000-0,0001 -ав(<звв МПа). (27)
При кручении для конструкционных сталей величину у» приближенно принимают равной
• vx=l,5y,. ♦ (28)
Определение коэффициентов влияния шероховатости поверхности К Fa , К Fx
Значения коэффициента Kf, , характеризующего снижение пределов выносливости при ухудшении качества обработки поверхности в зависимости от предела прочности и чистоты поверхности, для изгиба и растяжения — сжатия определяют по черт. 3 обязательного приложения 4 илн вычисляют по формуле
Kf° = 1—0,22-lg/?z (1g - 1)(ав в МПа). . (29)
Значения коэффициента Kfx вычисляют по формуле
К Fz=0,575 I 0,425. (30)
Определение коэффициента К ЕОр
Коэффициент Ккэр , характеризующий снижение предела выносливости от влияния коррбзии до испытания иа усталость, приведен в зависимости от предела прочности на черт. 4 обязательного приложения 4.
На кривых указано количество дней, в течение которых образец подвергался воздействию коррозионной среды (пресной воды) да испытания на усталость.
Влияние коррозии при одновременном действии коррозионной среды и переменных напряжений представлено в виде зависимости коэффициента КЕОр от предела прочности стали на черт. 5 обязательного приложения 4.
Коэффициенты К кор соответствуют определенной частоте испытания и числу циклов, указанных в подрисуночных подписях. При других частотах и базах испытания следует вводить поправки в соответствии с экспериментальными данными.
О п р е д е л е н ие коэффициента влияния поверхностного упрочнения Ко и коэффициента анизотропии Ка
Методика определения коэффициента влияния поверхностного упрочнения Ко приведена в рекомендуемом приложении 5.
Коэффициенты анизотропии; приведенные в табл. 5, учитывают, если первое главное напряжение прд изгибе и растяжении — сжатии направлено перпендикулярно направлению прокатки материала.
При кручении анизотропию не учитывают.
Таблица 5
Значения коэффициентов анизотропии К А
-» ав, МПа |
КА |
До 600 |
0,90 |
Св. 600. до 900 |
'0,86 |
» 900 » 1200 |
0,83 |
» 112.00 |
0,80 |
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ВЫНОСЛИВОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ЗАДАННОЙ
ВЕРОЯТНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ |<Г_]д1р
При наличии достаточного объема статистической информации для оценки коэффициента вариации пределов выносливости деталей машин (еа или v т ), используя вычисленное для заданной базы по формулам (1) или (4) медианное значение предела выносливости детали (о_ід или т _дд ), определяют пределы выносливости детали на той же базе для любых заданных вероятностей разрушения Р в предположении справедливости нормального закона распределения по формулам:
(о-1д)р=о-1д-
(1+гр-^_1д), . (32)
где zp —квантиль нормального распределения, соответствующая заданной вероятности разрушения Р.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВАРИАЦИИ ПРЕДЕЛОВ
ВЫНОСЛИВОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ
ЗЛ. Коэффициент вариации предела выносливости детали вычисляют по формуле
•
(33)
3. ,—Ід —
°-ІД
где 5 о и а_ід — среднее квадратическое отклонение и сред-
~1д/ - ' 1
нее (на совокупности всех плавок) значение предела выносливости детали соответственно.
Результирующий коэффициент вариации предела выносливости детали при отсутствии сварки, поверхностного упрочнения и при стабильной технологии вычисляют по формуле
^1д=]/<х+и1,Н • (34)
где v„ — коэффициент вариации максимальных разрушающих гпах
напряжений в зоне Концентрации, соответствующий пределам выносливости деталей (при испытании идентичных деталей, изготовленных из металла одной плавки), связанный со структурной неоднородностью металла (наличием различных фаз, включений, искажений кристаллической решетки и т. д.) ;
t»a-i —коэффициент вариации средних (в пределах одной плавки) значений пределов выносливости гладких лабораторных образцов диаметром 7,5 мм, учитывающий межплавочное рассеяние механических свойств металла и вычисляемый по формуле
• (35)
ГДЄ=V"TiZT Sp-u-o-i )s; (36)
(37)
с-н — значение «-і для 1-й плавки; п — число плавок;
Va° —коэффициент вариации теоретического коэффициента концентрации напряжений ао , учитывающий отклонения фактических размеров деталей (особенно в зонах концентрации напряжений) от номинальных (в пределах допусков).При нестабильной технологии, неоднородности свойств металла, 'наличии остаточных напряжений и технологических дефектов коэффициенты вариации предела выносливости деталей определяют путем проведения усталостных испытаний деталей.
Определение коэффициентов вариации
При достаточно стабильной технологии, однородности свойств металла в объеме детали, отсутствии.остаточных напряжений коэффициенты вариации максимальных разрушающих напряжений Уа вычисляют по формуле
Определение коэффициентов вариации
Коэффициент определяют по статистическим данным о межплавочном рассеянии пределов выносливости по формулам (35)—(37).
Если данных по межплавочному рассеянию величин c_i нет, то, учитывая практически линейную зависимость между пределами выносливости и пределами прочности, в первом приближении допускают
где ц, — коэффициент вариации предела прочности металла на
Множестве всех плавок (v„_ =0,04—0,10).
Определение коэффициентов вариации
'3.4.1. Колебания радиусов кривизны в зоне концентрации напряжений р характеризуются коэффициентами вариации vp. Коэффициенты вариации находят по результатам измерения партии деталей (не менее 30—50 шт.) в условиях производства.
С
(40)
(41)
₽
З
(42>
ависимость ао от р представляют функцией«а =<?(?)•
Коэффициент вариации va° вычисляют по формуле
(43)
г
I о— абсолютное
<?р Г
де а0 —среднее значение а? , соответствующее р =р ;з
соответст
начение производной, котороевует средним значениям определяющих параметров.
Для нахождения производной в выражении (43) допускается осуществлять линейную аппроксимацию функции. (42) в ок- рестности заданных значений параметров, используя уравнение прямой, проходящей через две точки.
-
(44)
«a, d ~( d )1“ Я),- (1).'
где ~— заданное значение отношения параметров р и d (вместо p/d может быть рД и т. п.);
и —отношения £, близкие к заданному
значению;
а,, и аа, — значения аа , соответствующие (p/d)2 и (p/d)i.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КРИВЫХ УСТАЛОСТИ т
И Na И КОЭФФИЦИЕНТОВ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К АСИММЕТРИИ
ЦИКЛА НАПРЯЖЕНИЙ И
Для расчета на прочность левую наклонную часть кривой усталости представляют в виде
am-N=^l-Na, (45)