WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA

1. Narysuj wykres Soderberga i zaznacz na nim linie odpowiadającą krytycznym naprężeniom elementu z karbem.

2. Narysuj wykres Soderberga i zaznacz na nim wyraźnie naprężenia o przebiegu narysowanym poniżej (rysunek będzie dołączony)

ogólna postać wykresu Soderberga (nie wiem co będzie trzeba zrobić!!!)

3. Narysuj wykres Soderberga dla elementu z karbem

5. Wyjaśnić (na rysunku) w oparciu o wykres Soderberga jak definiowana jest liczba bezpieczeństwa dla prostego stanu naprężeń (np. rozciągania) zmiennych w czasie.

Liczba bezpieczeństwa

s = σ krytyczne / σ kryterialne

6. Zdefiniuj liczbę kształtu oraz wymień czynniki mające wpływ na jej wielkość.

Jest to wielkość opisująca różne rodzaje karbu. Jest to stosunek naprężeń maksymalnych wywołanych karbem w tworzywie idealnie sprężystym (izotropowym), do naprężeń nominalnych (obliczeniowych, kryterialnych). Jest to funkcja rodzaju obciążenia i cech geometrycznych ujęta za pomocą wykresów, tablic, wzorów.

α_k = σmax/σ

σ = 4P/πd²

USA

α₀ = σmax/σ₀

σ₀ = 4P/πD²

gdzie:

σmax – maksymalne naprężenia w przekroju wywołane spiętrzeniem naprężeń

σ - naprężenia nominalne w przekroju

α_k zależy od:

- rodzaju naprężeń

- rodzaju karbu

Liczbę kształtu można zmniejszyć poprzez zmniejszenie naprężeń maksymalnych.

Największy wpływ karbu na liczbę kształtu jest przy rozciąganiu a najmniejszy przy skręcaniu.

7. Zdefiniuj liczbę kształtu oraz przedstaw sposoby jej zmniejszania

(definicja ta sama co powyżej)

Sposoby zmniejszania liczby kształtu:

- liczbę kształtu można zmniejszyć poprzez zmniejszenie naprężeń maksymalnych

- poprzez karby odciążające

- poprzez stereomechaniczne zmniejszanie naprężeń

8. Zdefiniuj liczbę działania karbu oraz podaj czynniki mające wpływ na jej wielkość.

β_k = Z_o/Z_ok

Stosunek wytrzymałości zmęczeniowej próbki gładkiej Z_o do wytrzymałości zmęczeniowej próbki z karbem Z_ok.

β_k = 1 + η_k (α_k - 1)

η_k – liczba wrażliwości na działanie karbu

9. Opisz wielkości występujące we wzorze β_k = 1 + η_k (α_k - 1)

β_k – liczba działania karbu (stosunek wytrzymałości zmęczeniowej próbki gładkiej Z_o do wytrzymałości zmęczeniowej próbki z karbem Z_ok)

η_k - liczba wrażliwości na działanie karbu (dla tworzyw niewrażliwych na karb: η_k =0, dla tworzyw wrażliwych na karb η_k =1)

α_k - liczba kształtu (jest to wielkość opisująca różne rodzaje karbu. Jest to stosunek naprężeń max. wywołanych karbem w tworzywie idealnie sprężystym (izotropowym), do naprężeń nominalnych (obliczeniowych, kryterialnych), jest to funkcja rodzaju obciążenia i cech geometrycznych ujęta za pomocą wykresów, tablic, wzorów.)

10. Narysuj przykładowy wykres Wohlera (np. dla rozciągania) opisz jego osie, oznacz i opisz podstawową wielkość z niego odczytywaną

N* - graniczna liczba cykli

Z – wytrzymałość zmęczeniowa próbki gładkiej bez karbu (to się chyba odczytuje z wykresu)

Z_or – wytrzymałość zmęczeniowa dla obustronnego rozciągania

Z_jr : Z_og : Z_os:…

11. Rodzaje naprężeń zmęczeniowych - wykresy. Wytrzymałość zmęczeniowa, wykres Wohlera. Określenie współczynników bezpieczeństwa przy wytrzymałości zmęczeniowej.

Pod wpływem sił działających zmiennie w czasie

- obciążenia jednostronnie zmienne (tętniące)

- Obciążenia obustronne zmienne (wahadłowe)

- obciążenia niesymetryczne

ko=zo/x_z

wartość wsp wytzymałości zmęczeniowej określa wg metody Moszyńskiego. Xz = A B C

A- wsp spiętrzenia naprężeń; B- wsp wielkości przedmiotu; C- wsp. Pewności.

A= A1 + A2 -1 A1- działanie karbu A2= wsp stanu powierzchni A1= 1+(alfa -1) * wsp wrażliwości na działanie karbu.

Jedna z hipotez mówi że zmiany obciążeń tworzą histerezę. W praktyce naprężenie max jest małe bo jest już poza strefą sprężystą i odkształcenie plastyczne niweluje część naprężeń.

Rodzaje przełomu - statyczny (włóknisty lub ziarnisty) - zmęczeniowy ( gładki)

Wykres Wohlera

Określanie współczynnika bezpieczeństwa.

( k_rj, k_rc ) przy rozciąganiu

( k_cj ) przy ścinaniu

( k_gs, k_go­ ) przy zginaniu

( k_sj, k_so ) przy skręcaniu

( k_tj, k_to ) przy ścinaniu

(p_j, p_o ) nacisk powierzchniowy