Uticaj promene napona na osnovnu izdržljivost
Uticaj promene napona na
osnovnu izdržljivost
• Intenzitet promene napona utiče na zamor materijala i njegovu izdržljivost.
Najveći zamor – simetrično naizmenična promena napona, kod koje je intenzitet promene napona najveći, sr = 0, R = -1.
• Ako sr i R rastu, izdržljivost se povećava, sve do svojih najvećih vrednosti, ReH.
• Zavisnost veličine trajne izdržljivosti od intenziteta promene napona prikazuje se odnosom srednjeg napona i izdržljivosti u obliku Smitovog dijagrama.
• Pretpostavka: zavisnost izdržljivosti i srednjeg napona je linearna (amlituda izdržljivosti a se linearno smanjuje sa porastom srednjeg napona sr).
• Funkcija izdržljivosti se definiše na osnovu podataka za samo dva načina promene napona:
simetrično naizmeničnu promenu napona: sr = 0, R = -1 i početnu jednosmernu promenu napona sa sr = a, R = 0, za trajnu ili bilo koju konačnu
izdržljivost.
Smitov dijagram
1 –trajna izdržljivost
za naizmeničnu
promenu napona
D(-1) pri R=-1;
2 - trajna izdržljivost
za početnu
jednosmernu
promenu napona
D(0);
se može izračunati
na osnovu vrednosti
D(0) i D(-1); < 450;
Amplituda izdržljivosti se smanjuje sa povećanjem srednjeg
napona (sa povećanjem statičkog predopterećenja).
Uticaji na izdržljivost
mašinskih delova
• Izdržljivost mašinskih delova može se dobiti
neposrednim ispitivanjem ili korekcijom
veličina dobijenih ispitivanjem standardnih
epruveta pri odgovarajućem naprezanju i
promeni napona (tabela 2.1, Konstruisanje).
Korekcija obuhvata:
uticaj veličine poprečnog preseka - 1;
uticaj hrapavosti površina - 2;
uticaj otvrdnutih površinskih slojeva - 3;
uticaj korozije - 4;
uticaj temperature - 5;
uticaj efektivnog faktora koncentracije
napona k;
Faktor veličine poprečnog preseka - 1 Tab. 7.1, str. 135, Konstruisanje
Najmanji prečnik na mestu
koncentracije napona u
mm
Za savijanje Za uvijanje (ugljenični i
legirani čelik) Ugljenični
čelik
Legirani
čelik
10 1 1 1
20 0.91 0.83 0.89
30 0.88 0.77 0.81
40 0.84 0.73 0.78
50 0.81 0.70 0.76
60 0.78 0.68 0.74
70 0.75 0.66 0.73
80 0.73 0.64 0.72
100 0.70 0.62 0.70
120 0.68 0.60 0.68
150 0.60 0.54 0.60
Faktor hrapavosti površina - 2
Slika 7.8, str. 136,
Konstruisanje
Uticaj otvrdnutih površinskih slojeva - 3
Tabela 7.2, str. 136, Konstruisanje – podaci su dobijeni
pri različitim uslovima ispitivanja; za približne proračune
se usvajaju najmanje ili srednje vrednosti.
Uticaj korozije na izdržljivost - 4 Izdržljivost postepeno opada tokom rada.
Opšti konstrukcioni čelici izloženi dejstvu morske vode:
4 = 0.52 posle 106 ciklusa promene savijanja;
4 = 0.12 posle 108 ciklusa promene napona.
Normalizovan čelik Č1531 izložen naponu savijanja i
uvijanja:
4 = 0.76 za N < 106 ciklusa;
4 = 0.41 za N > 107 za rad u morskoj vodi;
4 = 0.84 do 0.68 za rad u slatkoj vodi.
Legirani čelici – znatno povoljniji za rad u agresivnoj
sredini – Č5420 (hrom-nikl čelik):
4 = 0.82 za N < 106 ciklusa;
4 = 0.56 za N > 108 ciklusa promene napona za rad u
morskoj vodi.
Uticaj temperature na izdržljivost - 5
5 predstavlja
odnos kritičnog
napona na
povišenoj ili
sniženoj
temperaturi i
konvencionalnoj
temperaturiod
200C.
Tabela 7.3, str. 137,
Konstruisanje
Odražava se na svojstva, zateznu čvrstoću, izdržljivost i dr.
Izdržljivost mašinskih delova za radne uslove:
kM 54321
[] – izdržljivost epruvete;
1... 5 – uticaji na izdržljivost mašinskih
delova;
k – efektivni faktor koncentracije napona
Određivanje stepena sigurnosti
na osnovu radnih i kritičnih
napona
Merodavna veličina radnih napona () dobija se prema nominalnom opterećenju uvećanom faktorom KA.
MS
S = 1.25 ... 2
Donje vrednosti su dovoljne ako kritično
stanje ne izaziva poremećaj funkcije
mašinskog sklopa, modula ili mašinskog
sistema. Gornje vrednosti treba
obezbediti za opasne preseke.
MS
Statički napregnuti delovi:
eHR
S
S = 1.5 ... 3
Dozvoljene su i veće vrednosti, u
zavisnosti od namene konstrukcije,
funkcije mašinskog dela, odabrane
čvrstoće materijala.
MS
mRS
Stepen sigurnosti pri složenom naprezanju
sz
sz
SS
SSS
Istorodni naponi
22
SS
SSS
Raznorodni
naponi