Надрезанные образцы

Надрезанные образцы

При нагружении ненадрезанного образца осевой нагрузкой имеет место практически равномерное распределение напряжения в поперечном сечении. Однако в образцах с надрезом или резким изменением площади поперечного сечения концентрация напряжений заметно понижает их прочность при переменной нагрузке. Наблюдаемое понижение прочности зависит от коэффициента концентрации напряжений, вида цикла напряжения и типа материала.

Показан плоский образец с просверленным в центре отверстием, используемый для определения усталостных характеристик конструкционных сталей, имитации напряженного состояния в элементах или соединениях конструкции и осуществления концентрации напряжений, допускающей удобную оценку расчетным путем.

Испытания показали, что в этом случае концентрация напряжений понижает предел выносливости при пульсирующем цикле растяжения и числе циклов до разрушения 2-Ю6 приблизительно на 8,8 кГ/мм2 по сравнению с аналогичными образцами без отверстия.

Прочность пластинки с отверстием при переменных напряжениях может быть повышена путем специальной обработки поверхности. Удаление окалины после прокатки и полировка поверхности плоских образцов с отверстием повышает их предел выносливости при пульсирующем цикле растяжения и числе циклов до разрушения 2-Ю6 приблизительно на 15%. Это показывает, что эффект концентрации напряжений у отверстия и влияние окалины суммируются. Аналогичный результат получили Кавамото и Секи, проводившие испытания образцов с двумя надрезами. Закономерности суммирования влияния двух или нескольких концентраторов напряжений мало изучены, однако очевидно, что простое сложение в данном случае не имеет места.

Предел выносливости плоского образца с отверстием при симметричном цикле напряжения значительно меньше предела выносливости такого же образца при пульсирующем цикле растяжения. Например, для такого плоского образца с полированной поверхностью отношение предела выносливости при симметричном цикле и 2-Ю6 циклов до разрушения к пределу выносливости при пульсирующем   цикле   растяжения и том же числе циклов до разрушения составляет около. Такое же соотношение пределов выносливости часто встречается при испытаниях на усталость различных элементов конструкций.  Следует отметить, что хотя предел выносливости (т. е. максимальное напряжение цикла) при симметричном цикле меньше, общий размах напряжения за время цикла несколько больше, чем при пульсирующем цикле.

Предел выносливости образцов с надрезом зависит от остроты надреза, материала образца и типа цикла напряжения. Теоретический коэффициент концентрации напряжений изменялся для различных надрезов в пределах от 1,84 до 7,75, однако понижение предела выносливости, обусловленное надрезами, было значительно меньше, чем можно было бы ожидать на основании теоретических значений коэффициента концентрации.

Несовпадение теоретического коэффициента концентрации напряжений и наблюдаемого понижения прочности при переменных напряжениях, по-видимому, объясняется возникновением пластических деформаций, приводящих к перераспределению напряжений в образце или детали и уменьшению фактической концентрации напряжений.

Читайте так же:

008 gazoviy-kotel 002 007 047 043 014 049

Комментарии запрещены.

Явление усталости

037 042 016 019 005 048
Усталость конструкций
Сопротивление усталости