DSCF7346

Z* podstawę doboru naprężeń dopuszczalnych przy obciążeniach stałych przyjmuje się; R_r — dla materiałów plastycznych (np. stali) oraz R_m — dla materiałów kruchych (np. żeliwa). Przy poszczególnych rodzajach obciążeń jako podstawę doboru naprężeń dopuszczalnych można przyjmować odpowiednie specyficzne własności, np. wytrzymałość (doraźną) przy ścinaniu — R„ granicę plastyczności przy zginaniu — itd. W celu uzyskania określonego stopnia pewności, że dana część nie ulegnie zniszczeniu lub trwałemu odkształceniu. wprowadza się współczynniki bezpieczeństwa, w związku z czym naprężenia dopuszczalne wyznacza się z wzorów:

k — ^ lub * = -£-    (1.4)

*«    x_m

w których:

jc, — współczynnik bezpieczeństwa dla materiałów plastycznych, r. — współczynnik bezpieczeństwa dla materiałów kruchych.

Wartości przyjmowanych współczynników uzależnia się od przeznaczenia konstrukcji lub urządzenia (możliwość wystąpienia nieprzewidzianego wzrostu obciążenia części, stopień „odpowiedzialności” konstrukcji lub urządzenia). Przeciętne wartości współczynników bezpieczeństwa podano w tabl. 1.2.

Przeciętne wartości współczynników bezpieczeństwa

Tablica 1-2

Materiał		■ ^xm	*.
Stałe, staliwa, żeliwo ciągi iwę	2-=-2,3		3.54
Żeliwa szare		3.5	3
Stopy mied/i	3+4		4.5-=-6
Stopy aluminium	3.5-t-4	—	^5^^7 1

Naprężenia dopuszczalne przy obciążeniach zmiennych. Części maszyn poddane obciążeniom zmiennym (tętniącym, wahadłowym lub o nie ustalonym przebiegu) wykazują znacznie niższą wytrzymałość niż przy obciążeniach stałych. Proces zmian występujący w materiale pod wpływem zmiennych obciążeń i wywołanych nimi zmiennych naprężeń nosi nazwę zmęczeń ia materiału. W przypadku obciążeń okresowo zmiennych dla każdego materiału można ustalić doświadczalnie wartość największych naprężeń, przy których badane próbki nie ulegają zniszczeniu w ciągu określonej liczby zmian obciążenia (i wywołanych nimi naprężeń). Wartość tych naprężeń nazywa się ogólnie granicą zmęczenia lub wytrzymałością zmęczeniową i --w zależności od rodzaju obciążenia - oznacza się następująco:

Z„    — przy obciążeniach działających w cyklu wahadłowym.

Z_aJ, Z_rJ% Z_eJ, Z,j — przy obciążeniach działających w cyklu odzerowo tętniącym,

Z₉, Z_r, Z_e. Z_t — przy obciążeniach działających w dowolnym, jednoznacznie określonym cyklu niesymetrycznym.

Zależności umożliwiające wyznaczenie wytrzymałości na zmęczenie w przypadku obciążeń okresowo zmiennych są podane w tabl. 1.3.

Tablica 13

Wyznaczone doświadczalnie zależności umożliwiające określanie wytrzymałości zmęczeniowej podstawowych materiałów konstrukcyjnych (zebrane z literatury [3.19|

Rodzaj obciążenia	Sym bol	Stale staliwa	2ełiwa szare	Stopy miedzi
Rozciąganie i ściskanie	Z*	<055+0.631 Rm śr. 0.59 Rm	'U z.	śr. 050 Rm	——n w. 0.48 Rm
	Zn	(008+0.4) R„ śr. 0,33 R.	śr. 0,7 Z„	śr. 008 Rm	a7Z„*005R.
	z„	z..	(3.4-4) Z„	z«
Zginanie		(0,66-0,75) R. śr. 0,7 Rm	-1JZ„	-liZ,	• U2.
	Z-	śr. 0,45 Rm	śr. 0,4 R.	śr.0J5 R,	śr. 035 Rm
Skręcanie i ścinanie	z*	(0.46-0,5) R. śr. 0,48 R.	-U Z.	-I.7Z.	- 1,7 Z_
	z.	(022+005) R_ śr. 025 Rm	-M2,	-058 Z,,	—056

Przyjmując za podstawę odpowiednią wytrzymałość zmęczeniową, wartość naprężeń dopuszczalnych w przypadku obciążeń okresowo zmiennych wyznacza się z wzoru

* = —    (U)

X-

w którym:

x₂ — współczynnik bezpieczeństwa przy obciążeniach zmiennych.

W tablicach 1.4 i I.S podano wartości liczbowe naprężeń dopuszczalnych w przypadku obciążeń stałych i zmiennych dla wybranych materiałów przy założeniu następujących wartości współczynników bezpieczeństwa: dla stali i staliwa — x, = 1,9-r2A ^x, = 3,4 3,7 oraz dla żeliwa — x_m = 3,5; x, = 3.

Tablice 1.4 i 1.5 stanowią podstawę do większości obłkzcn wytrzymałościowych stosowanych w podręczniku. Przy obliczeniach niektórych części maszyn zachodzi jednak konieczność uwzględnienia np. specyficznych wurun-