Нагрузки и напряжения в деталях машин

В конструкциях детали работают в различных условиях, которые в совокупности образуют режимы нагружения – закономерности изменения нагрузки в конкретных условиях внешней среды. При этом, под нагрузкой понимают не только механическое воздействие (сила, момент), но и любое другое действие, например тепловое, вызывающее деформацию деталей.

По характеру нагружения внешние силы разделяют на поверхностные, и объемные, сосредоточенные и распределенные.

По характеру изменения нагрузки во времени их подразделяют на статические и циклические.

Статические нагрузки – не изменяющиеся или медленно изменяющиеся во времени.

Циклические нагрузки – нагрузка изменяющаяся во времени.

Циклические нагрузки характеризуются параметрами цикла:

- амплитудой напряжений σа;

- средним напряжением σm,;

- коэффициентом ассиметрии цикла r;

Циклическая нагрузка и соответственно напряжения представляются некоторой беспорядочной кривой, в которой, однако, можно установить определенную закономерность

Схематизированная картина напряжений представляется следующими синусоидальными циклами:

- асимметричный цикл

Нагрузки и напряжения в деталях машин - №1 - открытая онлайн библиотека

Среднее напряжение цикла – Нагрузки и напряжения в деталях машин - №2 - открытая онлайн библиотека ;

Амплитудное напряжение цикла – Нагрузки и напряжения в деталях машин - №3 - открытая онлайн библиотека ;

Коэффициент асимметрии цикла – Нагрузки и напряжения в деталях машин - №4 - открытая онлайн библиотека .

- пульсирующий цикл:

Нагрузки и напряжения в деталях машин - №5 - открытая онлайн библиотека

Среднее напряжение цикла – Нагрузки и напряжения в деталях машин - №6 - открытая онлайн библиотека ;

Минимальное напряжение – Нагрузки и напряжения в деталях машин - №7 - открытая онлайн библиотека ;

Максимальное напряжение – Нагрузки и напряжения в деталях машин - №8 - открытая онлайн библиотека ;

Коэффициент асимметрии цикла – Нагрузки и напряжения в деталях машин - №9 - открытая онлайн библиотека .

- знакопеременный цикл:

Нагрузки и напряжения в деталях машин - №10 - открытая онлайн библиотека

Среднее напряжение цикла – Нагрузки и напряжения в деталях машин - №11 - открытая онлайн библиотека ;

Амплитудное напряжение цикла – Нагрузки и напряжения в деталях машин - №12 - открытая онлайн библиотека ;

Коэффициент асимметрии цикла – Нагрузки и напряжения в деталях машин - №13 - открытая онлайн библиотека .

В зависимости от числа циклов нагружения само нагружение бывает статическим, малоцикловым и многоцикловым.

В соответствии с этим модели разрушения бывают:

- статическая модель разрушения – при действии кратковременных больших сил;

- малоцикловая – 102-105 циклов;

- усталостная - при числе циклов нагружения более 105.