Ponieważ średnie naprężenia om wywierają istotny wpływ na wytrzymałość zmęczeniową, stosuje się tzw. wykresy Smitha lub wykresy Halgha. uwzględniające ten upływ. Sposoby otrzymywania tych wykresów są podane w literaturze technicznej, m.in. [18]. [19]. Wykres Smitha wykonuje się dla naprężeń osiągających wartość wytrzymałości (doraźnej) Rm. Ponieważ dla materiałów plastycznych naprężenia rzeczywiste nic powinny przekraczać granicy plastyczności Rr. więc stosuje się wykresy praktyczne.
Na rysunku 1.4 przedstawiono praktyczny wykres Smitha dla stali stopowej konstrukcyjnej 20 HG. wykonany dla trzech rodzajów obciążeń okresowo zmiennych: zginających (G), rozciągająco-ściskających (R) i skręcających (S).
Podane wykresy Smitha są sporządzone dla cyklu symetrycznego. W celu określenia z wykresu wytrzymałości na zmęczenie dla danego cyklu niesymetrycznego oblicza się kąt (psi) wg wzoru
2
l+R
2
w którym:
R — współczynnik asymetrii cyklu, równy R =
Punkty przecięcia prostej O W (wykreślonej pod kątem %F) z liniami łamanymi G, R lub S (rys. 1.4) lub z linią AE (rys. 1.5 — punkt G) umożliwiają
Rys. IA. Praktyczny wyknet Smitha dla Mali 20 HG f wg 20]
Rys. 1.5. Uproszczony wykres Smitha
zmęczenie ustaloną dla cyklu symetrycznego (np. Z„). motta sporządzać uproszczony wykres Smitha (rys. 1.5) dla dowolnego gatunku stali. W ■**»-dzie osi współrzędnych: i o. wyznacza się punkty A. 8 (np. tZ.) i C(R.
rozpatrywanego cyklu niesymetrycznego.
Znając wartości Rm. R, (podane w normach PN) oraz wytrzymałość aa
Rm) oraz prostą 0C prowadzoną pod kątem 45°. Po połączeniu limami kreskowymi punktów A i B z punktem C nanosi się na prostej OC punkt D{R,). Z punktu D prowadzi się prostą DE (równoległą do osi oj. a następnie prostą EF (równoległą do osi O- Prosta łamana AEDFB stanowi moszczony wykres Smitha w obszarze odkształceń sprężystych. Po nhlirrrmi wartości kąta Y z punktu O wykreśla się prostą OGv rzędna punktu G określa wartości Z, dla rozpatrywanego cyklu niesymetrycznego.
Wykresy Huigha sporządza się w układzie osi współrzędnych: o. i o_ aa podstawie znanych wartości R, oraz Z* i Z, (lub Z^. Z, itd.). t pcuazczany wykres Haigha (rys. 1.6) powstaje w wyniku naniesienia wartości 4»on
rzędnych (punkt A), R, — na osi odciętych (punkt B) oraz — Z, — na obu osach
(punkt C). Na przecięciu przedłużenia prostej AC z prostą wyprowadzoną z punktu 8 pod kątem 45° otrzymuje się punkt D. Linia łamana ADB stanowi uproszczony wykres Haigha. Obliczone wartości oaX i oml dla rozpatrywanego cyklu niesymetrycznego nanosi się na wykres Haigha. otrzymując punkt £. Przedłużając prostą OE do przecięcia z wykresem Haigha, otrzymuje się punkt F. Na podstawie odczytanych wartości współrzędnych punktu F (o. i o*) oblicza się = o„+oa, co odpowiada wartości Z, (Z* lub Z.) przy danym cyklu niesymetrycznym.
Podany opis sporządzania uproszczonych wykresów Smitha i Haigha jest aktualny w przypadku, gdy podziałki na osi rzędnych i odciętych są jednakowe.
Rys. 1.6 Uproszczony wykres Haigna
25