Сопротивление материалов: Учебно-практическое пособие, страница 27

       в) при осевом сжатии заклепок.

14. Ударные, инерционные нагрузки

Инерционные нагрузки и соответствующие им напряжения возникают  при движении тела с ускорением (подъем лифта, торможение машины и т.п.). При расчетах  учитывается принцип Даламбера.

Условие прочности  :     s_д  = k_д s_ст ≤ [s]       ,

где s_д  - напряжение при ускоренном (замедленном) движении груза (нагрузки);

s_ст  - напряжение при статическом нагружении;   

 k_д     - коэффициент динамичности нагрузки, учитывающий ускорение;

[s]  - допускаемое нагружение.

При ударных нагрузках в расчет принимается   закон сохранения энергии, который  учитывается коэффициентом -k_д .

Изучение этой темы необходимо при использовании учебников [2, стр. 507-547],  [5, стр. 454-461].

Вопросы к 14

1. Дайте определение ударных нагрузок.

2. Дайте определение инерционных нагрузок.

3. Что такое коэффициент динамичности нагрузки?

4. Условие прочности при динамических нагрузках.

5. Может ли быть коэффициент  динамичности  нагрузки меньше единицы?

Тесты к 14

14.1. Ударная нагрузка – это:

а) нагрузка при соударении тел;

       б) нагрузка при трении;

       в) нагрузка при ударе вертикально движущихся тел.

14.2. Инерционная нагрузка – это:

а) нагрузка при торможении тел;

       б) нагрузка в начале движения;

       в) нагрузка при движении тела с ускорением.

14.3. Условие прочности при ударе:

а) σ_max= F_max / A ≤  [s];

б) σ_уд= k_уд  · s_ст  ≤  [s];

       в) σ_уд= - k_уд  · s_ст  ≤  [s].

14.4. Коэффициент динамичности нагрузки всегда меньше 1.

а) да;

б) нет;

       в) зависит от направления удара.

14.5. Напряжение при ударе зависит от кинетической энергии соударяющихся тел.

а) нет;

б) да;

       в) при учете принципа Даламбера.

15. Прочность при циклически изменяющихся напряжениях

15.1.  Определение предела выносливости

Большинство конструкций и машин работает в условиях нестационарного нагружения. При этом элементы конструкций  и детали машин испытывают действие внешних нагрузок, переменных, циклически изменяющихся во времени по определенному закону (вращающиеся валы и оси, зубья шестерен и колес, клапаны и пружины, поршни, подшипники качения и скольжения и многие другие). Разрушение деталей наступает от переменных напряжений, которые значительно меньше предела текучести и предела прочности. Экспериментально установлено, что разрушение материала зависит от напряжений циклически изменяющихся во времени, вида цикла, числа циклов нагружения и особенностей конструкции детали, приводящих к концентрации напряжений.

Концентраторами напряжений могут быть резьба, шпоночные и шлицевые канавки, сверления и отверстия, забоины, очаги коррозии и т.д. Вблизи концентратора напряжений последние резко увеличиваются и, когда достигают значений пределов текучести или прочности, возникают условия для появления первичной трещины. Трещина, распространяясь в глубь материала, ослабляет сечение детали, и когда оно уменьшается до критической величины, происходит разрушение (излом, разрыв). Разрушение происходит мгновенно без видимых признаков пластических деформаций. Такой вид разрушения материала называется усталостным разрушением. Способность материала противостоять усталостному разрушению называется выносливостью.