DSCF7349

Dążąc do dokładniejszego ustalenia naprężeń dopuszczalnych przy obciid żcniach zmiennych, zapoznaliśmy się z ustalaniem wytrzymałości zmęczenio wej na podstawie wykresów Wóhlera oraz Smitha lub Haigha. W ccii uwzględnienia innych czynników, mających wpływ na zmęczenie materiału, należy również dokładniej obliczyć wartość całkowitego współczynnika bezpieczeństwa x wg zależności

(1.8)

w której:

fi — współczynnik spiętrzenia naprężeń, uwzględniający łącznic wpływ karbu i stanu powierzchni na wytrzymałość zmęczeniową. e — współczynnik wielkości przedmiotu.

6 — współczynnik pewności, nazywany również rzeczywistym współczynnikiem bezpieczeństwa.

Spiętrzeniem lub koncentracją naprężeń nazywa się lokalne zwiększenie wartości naprężeń spowodowane przez nagłe zmiany przekroju części (np. odsądzenia, pod toczenia, nawiercenia) oraz rysy powierzchniowe, nacięcia korozję itd. Miejsca te nazywa się ogólnie karbami (rys. 1.7). Rozkład naprężeń

Wartość a, zawiera się najczęściej w granicach 1+3. w zależności od ilorazu promienia p na dnie karbu i mniejszego (r = d/2) wy miaro przy karbie oraz od ilorazu większego (R = 0/2) i mniejszego (r) wymiaru przy karbie

Materiały konstrukcyjne wykazują różną podatność na dr latanie karhn. Właściwość tę uwzględnia się w postaci współczynnika wrażffwoścf materia-tu na działanie karbu 17¹. zawartego w granicach O¹-1 Dla materiałów niewrażliwych na działanie karbu (np. dla żeliwa szarego) 17, = O. dSa stali niestopowych (węglowych) —    = 0,4+0.9. przy czym mniejsze wartości fj,

odnoszą się do stali o mniejszej wytrzymałości R_m Najbardziej wrażliwe na działanie karbu jest szkło (fj, = I). Wpływ działania karbu na wytrzymałość zmęczeniową określa się ogólnie w postaci współczynnika karbu fi,

= l+9¹Ut-l)

Na wytrzymałość zmęczeniową wpływa również stan powierzchni, a w przypadku obróbki skrawaniem — chropowatość powierzchni, gdyż Sady po obróbce tworzą tzw. mikro karby. Wpływ ten uwzględnia się w postara współczynnika stanu powierzchni fip. Dla powierzchni polerowanych przyjmuje się fi_p = 1. dla powierzchni dokładnie toczonych — 1.05+1.2. a dh powierzchni blach i prętów walcowanych (nieobrabianych) wartość fi, dochodzi do 3. Stosując różne sposoby ulepszania powierzchniowego, np. obróbkę cieplną i cieplno-chemiczną, umocnienie (zgniot) itp. można uzyskać poprawę stanu powierzchni, wpływającą na zmniejszenie współczynnika fi, do wartości nawet poniżej jedności.

Wpływ działania karbu i mikrokarbów uwzględnia się łącznie w postaci współczynnika spiętrzenia naprężeń fi

/?=/?¹+&-1 ¹-r/jv • '    ,    ^(iiI)

Współczynnik wielkości przedmiotu £ charakteryzuje zmianę w ytrzymało-ści zmęczeniowej w zależności od wymiarów elementu

gdzie:    1 I

Zj — wytrzymałość zmęczeniowa próbki (elementu) o danej sredmes «/.

Z — wytrzymałość zmęczeniowa dla podobnej próbki o średnicy wzorcowej

(7+10 mm).    I. ' ■. Z-L

Wartość współczynnika e wynosi 0.5+1. przy czym dla większych wynn-rów części wartość e jest mniejsza. Oznacza to. że ze wzrostem wymiarów części ich wytrzymałość zmęczeniowa obniża się.    _a    _

Wartości współczynników: a¹ rj„ fi, i t przyjmuje się z w ykresów lub tabbe. znajdujących się w literaturze technicznej dotyczącej zmęczcnia materiałów k

27

1

Niektóre tablice oraz przykłady obliczeń podam ² • Z¹”™    z «*** mmszym

2

A. Rutkowskiego t A. Stępniewskiej. WStP.