Меню

Цикл напряжений это замкнутая



Цикл напряжений. Характеристики цикла. Виды циклов напряжений

date image2015-05-30
views image3136

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Детали многих машин и конструкций при эксплуатации подвергаются действию сил, периодически изменяющихся во времени.

Переменные по величине и направлению внешние силы, моменты и нагрузки, значения которых повторяются через один и тот же определенный промежуток времени, называются повторно-переменными нагрузками. Напряжения в поперечных сечениях стержня от действия повторно-переменных нагрузок называются повторно-переменными напряжениями. Промежуток времени, за который происходит точное повторение напряжений, называется периодом.

Совокупность последовательных значений напряжений за один период изменения называется циклом напряжений. Поэтому, в литературе часто наряду с названием «повторно-переменные напряжения» употребляется название «напряжения, циклически изменяющиеся во времени».

Явление разрушения материала в результате действия повторно-переменных нагрузок называется усталостью.

Способность материала сопротивляться разрушению при действии повторно-переменных нагрузок называется выносливостью.

Введем величины, характеризующие циклы напряжений: (рис. 15)

1.Наибольшее (в алгебраическом смысле) напряжение цикла называется максимальным и обозначается σmax, а наименьшее – минимальным напряжением σmin.

2. Алгебраическая полусумма максимального и минимального напряжений цикла называется средним напряжением и обозначается σm

3.Алгебраическая полуразность максимального и минимального напряжений называется амплитудой цикла

(среднее напряжение цикла может быть как положительным, так и отрицательным, амплитуда цикла всегда положительна)

4. Отношение минимального напряжения цикла к максимальному напряжению называется коэффициентом ассиметрии цикла

Rσ= Циклы с одинаковым коэффициентом асимметрии называются подобными.

При заданных σm и σa можно определить максимальное, минимальное напряжения и коэффициент ассиметрии цикла.0

В случае цикла касательных напряжений соответствующие характеристики обозначаются τmax‚ τmin‚ τm‚ τa‚ Rτ.

В зависимости от величины Rσ циклы делятся на симметричные и асимметричные, знакопостоянные и знакопеременные:

1. симметричный цикл Rσ= -1σ σmaxa

2. асимметричный цикл σ σmax

2а. Знакопостоянный

R>0σаσm

2б. знакопеременный σσmaxR

Источник

ISopromat.ru

В подавляющем большинстве случаев напряжение изменяется периодически (рис. 10.1). Совокупность всех значений напряжений в течении одного периода называется циклом напряжений.

Читайте также:  Переходного процесса по напряжению питания

Характеристиками циклов напряжений являются:

  1. максимальное напряжение цикла – σmax;
  2. минимальное напряжение цикла – σmin;
  3. среднее напряжение цикла –

Циклы, имеющие одинаковые коэффициенты асимметрии цикла, называются подобными.

Подобные циклы

Наиболее распространенными являются:

разновидности циклов

  1. Симметричный цикл (рис. 10.2,а), в котором

При этом σm=0, r=-1.
Отнулевой (пульсирующий) цикл (рис. 10.2,б). Для этого случая

Любой асимметричный цикл можно представить как сумму симметричного цикла и постоянного напряжения.

В случае действительных переменных касательных напряжений остаются в силе все термины и соотношения, с заменой σ на τ.

Для оценки прочности материала при переменных напряжениях используется определяемая опытным путем характеристика – предел выносливости σr, который представляет собой наибольшее в алгебраическом смысле напряжение цикла, при котором образец выдерживает не разрушаясь неограниченно большое число циклов.

Практически установлено, что если стальной образец выдержал некоторое базовое число циклов NБ , и не разрушился, то он не разрушится и при любом другом большем числе циклов. Для стали и чугуна принимают NБ=10 7 .

Для цветных металлов и сплавов пользуются лишь понятием предела ограниченной выносливости при NБ=10 8 , т.к. они при очень большом числе циклов могут разрушиться и при небольших напряжениях.

На величину предела выносливости σr влияют различные факторы:

1) Асимметрия цикла.

Минимальное значение имеет предел выносливости при симметричном цикле ( r = — 1). Он в несколько раз меньше предела прочности, например, для углеродистой стали

для легированной стали

для серого чугуна

2) Вид деформации.

При растяжении-сжатии предел выносливости

3) Концентрация напряжений.

Снижение предела выносливости за счет наличия концентраторов напряжений (выточек, отверстий, шпоночных канавок, резких переходов от одних размеров детали к другим и др.) учитывается действительным коэффициентом концентрации напряжений кστ) > 1.

В неответственных расчетах и при отсутствии данных величину к можно определять по следующим эмпирическим соотношениям:

  1. при отсутствии острых концентраторов для детали с чисто обработанной поверхностью
  2. при наличии острых концентраторов напряжений

4) Качество обработки поверхности учитывается при помощи коэффициента β >1, значение которого для различного качества обработки поверхности приводится в таблицах и графиках.

5) Абсолютные размеры детали учитываются при помощи так называемого масштабного фактора αм>1. Значение αм для различных материалов в зависимости от диаметра детали определяются из специальных графиков. Приближенно величины масштабного фактора для валов может быть вычислена по эмпирической зависимости

где d – диаметр вала в сантиметрах.

Совместное влияние концентрации напряжений, качества обработки поверхности и размеров детали оценивается коэффициентом

Расчет на прочность при переменных напряжениях (расчет на выносливость) на практике обычно выполняется как проверочный. Условие прочности принято записывать в виде

где [n]=1,4–3,0 – нормативный коэффициент запаса усталостной прочности детали при данном цикле напряжений.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям определяется по формуле

Здесь ψ — коэффициент, учитывающий влияние асимметрии цикла на предел выносливости. В случае, когда известна величина предела выносливости при пульсирующем цикле σ

При отсутствии значений σ) можно принимать

где s = 1400 МПа – для углеродистых и низколегированных сталей; s = 2000 МПа – для легированных сталей.

Наряду с коэффициентом запаса по усталостному разрушению должен быть определен коэффициент запаса по текучести

В качестве расчетного следует принять меньший из коэффициентов nσ и nσT.

Аналогично вычисляют и коэффициенты запаса по касательным напряжениям:

Для плоского напряженного состояния, когда действуют нормальные и касательные напряжения, коэффициент запаса определяется по эмпирической формуле

Источник

ЦИКЛ НАПРЯЖЕНИЙ

совокупность изменений напряжения за один полный период при установившемся режиме нагружения изделия или образца (при испытаниях на выносливость). Различают симметричные Ц. н., когда наибольшее и наименьшее напряжения равны по значению, но противоположны по знаку, и асимметричные Ц. в., когда наибольшее и наименьшее напряжения по значению неодинаковы.

Большой энциклопедический политехнический словарь . 2004 .

Смотреть что такое «ЦИКЛ НАПРЯЖЕНИЙ» в других словарях:

Цикл напряжений — Совокупность последовательных значений напряжений за один период их изменения при регулярном нагружении Источник: СТО Газпром 2 3.5 252 2008: Методика продления срока безопасной эксплуатации магистральных газопроводов … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

цикл напряжений — Совокупность изменений за один полный период при установившемся режиме нагружения. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом … Справочник технического переводчика

цикл напряжений — įtempių ciklas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. stress cycle vok. Spannungszyklus, m rus. цикл напряжений, m pranc. cycle de contraintes, m … Fizikos terminų žodynas

цикл напряжений — [stress cycle] совокупность последовательных значений напряжений за период их изменения. Различают следующие циклы напряжений: асимметричный, при котором максимальное и минимальные напряжения не равны; знакопеременные напряжение изменяется по… … Энциклопедический словарь по металлургии

Цикл — совокупность процессов в системе периодически повторяющихся движений, при которых объект, подвергающийся изменению в определенной последовательности, вновь приходит в исходное положение. Источник: ГОСТ 2846 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

цикл производства — [production cycle (lead)] совокупность процессов, обеспечивающих многократное повторное участие веществ в производстве («незамкнутый цикл») и его сосуществование с окружающей средой соответствие требованиям экологии (ПДК на выбросы). К этим… … Энциклопедический словарь по металлургии

Цикл — [cycle] совокупность взаимосвязанных процессов, работ, явлений, образующих законченный круг развития чего либо: Смотри также: термодинамический цикл цикл напряжений цикл производства … Энциклопедический словарь по металлургии

Цикл нагружения — совокупность последовательных значений напряжений за один период их изменения. Для фиксированной точки ВЗС подкрановой балки один цикл нагружения местным воздействием реализуется при проезде одного катка крана. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Цикл изменении напряжения — 28 . Цикл изменении напряжения изменение напряжения от исходного значения до конечного, равного исходному, при котором достигаются одно максимальное и одно минимальное значения напряжений. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

термодинамический цикл — [thermodynamic cycle] круговой процесс в термодинамической системе. Термодинамический цикл сочетание термодинамических процессов, в первую очередь изотермических, адиабатических, изобарических, изохорических. К термодинамическим отсят циклы:… … Энциклопедический словарь по металлургии

Источник