II. Obliczenia wytrzymałościowe w przypadku obciążeń zmęczeniowych

ak=^5-    - uobn-

ST


max


(17.1)


gdzie: crmax - naprężenie maksymalne związane z istnieniem zmian kształtu przedmiotu, cr„ - naprężenie nominalne obliczone z konwencjonalnych wzorów wytrzymałościowych dla najbardziej osłabionego przekroju przedmiotu (w przypadku skręcania lub ścinania - odpowiednio rmax i t„).

Wartości współczynnika kształtu ak dla zmian przekroju najczęściej spotykanych w budowie maszyn, ujęte w formie wykresów, podano w rozdz. 18 (rys. 18.11-h18.45).

Aby wyznaczyć współczynnik kształtu ak za pomocą wymienionych wyżej wykresów, należy m.in. znać promień dna karbu p, tj. minimalny promień w miejscu nagłej zmiany kształtu przedmiotu. W przypadku ostrych podcięć promień oblicza się ze wzoru

(17.2)


p = pk + pm

przy czym: pk - promień rzeczywisty (konstrukcyjny) dna karbu, pm - promień minimalny dna karbu (wartość tego promienia należy odczytać z wykresu podanego na rys. 18.8).

Jak wynika z rys. 18.8, dopiero dla dostatecznie dużych promieni dna karbu, gdy pk> 5 mm, promienia minimalnego pm można nie uwzględniać, przyjmując Pk = Pm

17.1.3. Współczynnik działania karbu /?*

Spiętrzenia naprężeń określonego współczynnikiem ak [wzór (17.1)] przy działaniu obciążeń stałych w ogóle się nie uwzględnia w obliczeniach wytrzymałościowych, natomiast w przypadku obciążeń zmiennych spiętrzenie naprężeń powoduje dość istotne zmniejszenie wytrzymałości przedmiotu.

Stosunek wytrzymałości zmęczeniowej próbek gładkich bez karbu (Zbk) do wytrzymałości zmęczeniowej próbek gładkich z karbem (Zk) określa się tzw. zmęczeniowym współczynnikiem działania karbu lub krócej - współczynnikiem karbu [5k


(17.3)

Ponieważ współczynnik karbu (5k zależy od właściwości materiału, przeto


wprowadzono tzw. współczynnik rj wrażliwości materiału na działanie karbu lub krócej współczynnik wrażliwości, określony wzorem


(17.4)

216