Сопротивление материалов: Учебно-практическое пособие, страница 29

При циклически изменяющихся касательных напряжениях в формулы табл.8 подставляются соответствующие значения:

t_max,  t_min, t_a,  t_m,   R=t_min /t_max

Экспериментально установлено, что закон изменения напряжений внутри циклов (рис. 22) не оказывает существенного влияния на сопротивление усталости. Выносливость материала зависит от значений параметров:

s_max (t_max),    s_min (t_min),  Rs (Rt ) и N_ц

Циклы, имеющие одинаковое значение коэффициента асимметрии Rs (Rt), называют подобными.

Рис. 22

15.3.  Предел выносливости при различных циклах нагружения

Для расчетов на усталостную прочность или выносливость необходимо знать величину предела выносливости. Предел выносливости определяется экспериментально при испытании стандартных образцов материала. Для материалов широко используемых в технике значения пределов выносливости приведены в справочниках. Самый опасный – симметричный цикл s_-1

Обозначения предела выносливости:

s_о – для пульсационного цикла, где R_s  = 0;

s_Rs - для асимметричного цикла, R_s  коэффициент асимметрии;

s₁ – при статическом нагружении R_s = 1  s_max=s_min .

Эмпирические соотношения между пределом выносливости и пределом прочности материала:

- предел выносливости при изгибе для стали: s_-1^И  = (0.4……0.5) s_в .;

- предел выносливости при растяжении-сжатии: s^P_-1 = 0.7s^И_-1 = 0.28s_в;

- предел выносливости при кручении: t_-1 = 0.55s_в=0.22s_в;

- для цветных металлов s_-1=(0.25……0.5) s_в.

15.4. Факторы, влияющие на предел выносливости

Предел выносливости зависит не только от физических свойств материала, элемента конструкции или детали, вида нагружения, цикличности напряжений, но и от геометрической формы, линейных размеров, качества обработки поверхности, способов поверхностного упрочнения [2,стр. 544-566].

Определение коэффициентов запаса при совместном действии циклических напряжений изгиба и кручения.

Валы приводов, коленчатые валы и п.т. при работе испытывают совместное действие циклических напряжений изгиба и кручения. При проверочном расчете таких деталей определяются коэффициенты запаса (n_s)от действия изгиба и (n_t)от действия кручения, а затем полный коэффициент запаса по формулам:

     , где       n_s  =     ,  n_t =    

s_-1, t_-1 – пределы выносливости при симметричном цикле изгиба и кручения, МПа

s_a, t_a  - амплитуды циклов изгиба и кручения, МПа

Y_s, Y_t - коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла (табличные величины, см. табл. 9);

k_sД, k_tД – действительные коэффициенты концентраций напряжений; [2], стр. 650… 658.

s_m, t_m – средние напряжения циклов, МПа.

 Таблица 9.

Коэффициент	s-1, МПа
	320…600	600…750	750…1150	1050…1200
ys	0	0,05	0,1	0,2
Yt	0	0	0,05	0,1