Іфікація навантажень (силових факторів)
Зовнішні сили в спрямують діляться на активні і реактивні (реакції зв'язків) .Нагрузкі - це активні зовнішні сили.
Навантаження за способом застосування
За способом прикладання навантаження бувають об'ємними (власна вага, сили інерції), що діють на кожен нескінченно малий елемент об'єму, і поверхневими. Поверхневі навантаження діляться на зосереджені навантаження іраспределенние навантаження.
Розподілені навантаження характеризуються тиском - відношенням сили, що діє на елемент поверхні по нормалі до неї, до площі даного елемента і виражаються в Міжнародній системі одиниць (СІ) в паскалях, мегапаскалях (1 ПА = 1 Н / м2; 1 МПа = 106 Па) і т.д. а в технічній системі - в кілограмах сили на квадратний міліметр і т.д. (Кгс / мм2, кгс / см2).
У спрямують часто розглядаються поверхневі навантаження. розподілені по довжині елемента конструкції. Такі навантаження характеризуються інтенсивністю, що позначається зазвичай q і виражається в ньютонах на метр (Н / м, кН / м) або в кілограмах сили на метр (кгс / м, кгс / см) і т.д.
Навантаження за характером зміни в часі
За характером зміни в часі виділяють статичні навантаження - наростаючі повільно від нуля до свого кінцевого значення і в подальшому не змінюються; ідінаміческіе навантаження викликають великі сили інерції.
28.Дінаміческое, циклічне навантаження, поняття межі витривалості.
Динамічне навантаження - навантаження, яке з- супроводжується прискоренням частинок рассматри- ваемого тіла або дотичних з ним де- талей. Динамічне навантаження виникає при додатку швидко зростаючих зусиль або в разі ускоренно- го руху досліджуваного тіла. У всіх цих випадках необхідно враховувати сили інерції і виникає рух мас системи. Крім того, динамічні навантаження можна поділити на ударні і повторно-перемен- ні.
Ударне навантаження (удар) - навантаження, при ко-тором прискорення частинок тіла різко змінюють свою величину за дуже малий проміжок часу (раптове додаток навантаження). Зауважимо, що, хоча удар і відноситься до динамічних видів навантаження, в ряді випадків при розрахунку на удар силами інерції нехтують.
Повторно-змінне (циклічне) нагруже- ня - навантаження, мінливі в часі по ве- личині (а можливо і по знаку).
Циклічне навантаження-зміна механічних і фізичних властивостей матеріалу під тривалою дією циклічно змінюються в часі напруг і деформацій.
Межа витривалості (також межа втоми) - в науках про міцність: одна з характеристик міцності матеріалу, що характеризують його витривалість. тобто здатність сприймати навантаження, що викликають циклічні напруги в матеріалі.
29.Понятіе втоми матеріалів, фактори, що впливають на стійкість до втомного руйнування.
Втома матеріалу - в матеріалознавстві - процес поступового накопичення пошкоджень під дією змінних (часто циклічних) напруг, що призводить до зміни його властивостей, утворення тріщин, їх розвитку та руйнування матеріалу за зазначений час.
Вплив концентрації напружень
У місцях різкої зміни поперечних розмірів деталі, отворів, проточек, пазів, різьблення і т.д. як показано в п. 2.7.1, виникає місцеве підвищення напружень, що значно знижує межа витривалості в порівнянні з таким для гладких циліндричних зразків. Це зниження враховується введенням в розрахунки ефективного коефіцієнта концентрації напружень. представляє відношення границі витривалості гладкого зразка при симетричному циклі до межі винослівостіобразца тих же розмірів, але має той чи інший концентратор напруги:
.
2.8.3.2. Вплив розмірів деталі
Експериментально встановлено, що зі збільшенням розмірів випробуваного зразка межа його витривалості знижується (масштабний ефект). Це пояснюється тим, що зі збільшенням розмірів зростає ймовірність неоднорідності структури матеріалів і його внутрішніх дефектів (раковини, газові включення), а також тим, що при виготовленні зразків малого розміру має місце зміцнення (наклеп) поверхневого шару на відносно велику глибину, ніж у зразків великих розмірів.
Вплив розмірів деталей на значення межі витривалості враховується коефіцієнтом (масштабний фактор). що є відношенням межі витривалості деталі заданих розмірів до межі винослівостілабораторного зразка подібної конфігурації, що має малі розміри:
.
2.8.3.3. Вплив стану поверхні
Сліди ріжучого інструменту, гострі ризики, подряпини є осередком виникнення втомних мікротріщин, що призводить до зниження межі витривалості матеріалу.
Вплив стану поверхні на межу витривалості при симетричному циклі характеризується коеффіціентомкачества поверхні. який являє собою відношення границі витривалості деталі з даної обробкою поверхні до межі винослівостітщательно полірованого зразка:
.
2.8.3.4. Вплив поверхневого зміцнення
Різні способи поверхневого зміцнення (механічне зміцнення, хімікотерміческая і термічна обробка) можуть істотно підвищити значення коефіцієнта якості поверхні (до 1,5 ... 2,0 і більше разів замість 0,6 ... 0,8 раз для деталей без зміцнення). Це враховується при розрахунках введенням коефіцієнта.
2.8.3.5. Вплив асиметрії циклу
Причиною втомного руйнування деталі є довготривалі змінні напруги. Але, як показали експерименти, зі збільшенням міцності властивостей матеріалу збільшується їх чутливість до асиметрії циклу, тобто постійна складова циклу «вносить свій внесок» в зниження втомної міцності. Цей фактор враховується коефіцієнтом.