Механические и физические свойства материалов: Методические указания к выполнению курсовой работы, страница 2

Рис.5. Схематизация диаграммы предельных амплитуд

Левая часть диаграммы (рис. 5) аппроксимируется прямой, проходящей через точку А и имеющей угловой коэффициент ψ, численные значения которого приведены в таблице 2.

Таблица 1.

Формулы для определения предела выносливости

Материал	Расчетная формула	Единица измерения
Конструкционные стали		кг/мм2
Углеродистые стали		МПа
Высокопрочные стали		МПа
Титановые сплавы		МПа
Алюминиевые сплавы		МПа
Медные сплавы		МПа

Правая часть диаграммы (рис. 5) аппроксимируется прямой, проходящей через точку В под углом 45^о.

Таблица 2.

Значение углового коэффициента левой части диаграммы

Материал
Углеродистые стали Легированные стали Цветные сплавы Титановые сплавы	0,1…0,2 0,2…0,3 0,25…0,35 0,27…0,35

Диаграмма предельных напряжений строится на основании диаграммы предельных амплитуд.

2. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ УЗЛА ТРЕНИЯ

Процесс изнашивания отличается высокой степенью стохастичности, в отдельных случаях достигающей 30% и более. Характеристики надежности поверхности трения при изнашивании представлены на рис. 6.

Рис. 6. Характеристики надежности при изнашивании

На рис. 6.а. представлены кривые накопления износа во времени. Величина допустимого износа h_доп определяет ресурс работы узла трения до принятого критерия затупления. Влияние случайных различных факторов приводит к тому, что ресурс работы становится вероятностной величиной со своим законом распределения f(t), один из возможных вариантов которого представлен на рис.6.б. Средний ресурс работы Т_ср определяется математическим ожиданием распределения f(t).

На рис.6.в. показаны характер изменения вероятности безотказной работы Р(t) и вероятности отказа Q(t) в процессе изнашивания, сумма которых равна 1. На рис. 6.г. представлен сложный показатель безотказности – интенсивность отказов λ(t).

В общем случае интенсивность отказов определяется

                                                                           (10)

При экспоненциальном законе распределения ресурса работы интенсивность отказов принимает постоянное значение во времени λ₀, при этом основные параметры надежности могут быть рассчитаны

                                                              (11)

Средний ресурс работы можно определить по интенсивности изнашивания

                                                                                           (11)

где I – интенсивность изнашивания; υ – скорость скольжения.

Интенсивность изнашивания определяется режимами контактного взаимодействия при трении и рассчитывается по эмпирической зависимости

                                                                                              (12)

где q – нормальная удельная нагрузка в МПа; К и m – константы изнашивания, численные значения которых приведены в [1, стр. 258-260], а некоторые значения в таблице 3.

Надежность сложных систем определяется характером и структурой связей между отдельными элементами. К простейшим связям относят последовательное и параллельное соединение элементов (рис. 7).

При последовательном соединении (рис. 7.а) параметры надежности вычисляются

                                                                              (13)

                                                                                           (14)

                                                                                            (15)

Рис. 7. Простейшие схемы соединения элементов

При параллельном соединении (рис. 7.б) параметры надежности вычисляются

                                                                                   (16)

                             (17)

Рис.8. Триботехнический узел (а) и его структурная схема для

определения надежности (б): 1 – неподвижный элемент: 2 – подвижный элемент

Таблица 3

Значение коэффициентов в степенной зависимости

интенсивности изнашивания (12)