IMG00233

Tok przeprowadzania obliczeń zmęczeniowych

Naprężenia dopuszczalne na ściskanie przyjmuje się k_c = 2,5k_r, a wytrzymałość na ściskanie R_c = (3-i-4)i?_r.

Ponieważ żeliwo jest materiałem kruchym, wydłużenie A_s « 0, zatem w obliczeniach nie należy stosować wzorów Hubera, lecz wzory oparte na przykład na hipotezie największych wydłużeń (por. p. 2.6), a więc na naprężenie dopuszczalne na skręcanie lub ścinanie należałoby przyjąć k_s = 0,71 k_r (nie zaś 0,578 k_r, jak dla materiałów plastycznych). Uwzględniając ponadto znacznie większą wytrzymałość na ściskanie, przyjmuje się dla żeliwa naprężenia dopuszczalne na skręcanie k_s- 1,2 k_r. Współczynniki bezpieczeństwa dla żeliwa przyjmuje się dość duże, przeważnie w odniesieniu do wytrzymałości na rozciąganie R_r. Tak na przykład w obliczeniach naczyń ciśnieniowych przyjmuje się dla żeliwa współczynnik bezpieczeństwa na rozciąganie x_r - 7 przy stosowaniu konwencjonalnych wzorów wytrzymałościowych, a więc naprężenia dopuszczalne na rozciąganie wynoszą

k_r=^ = ^ = 0,\4R_r

Zbiorniki ciśnieniowe są często narażone na zmiany temperatury, a ponadto stanowią obiekty zagrażające - w razie wybuchu - poważnym wypadkiem, przeto wartość x_r-l można traktować jako dostatecznie dużą i w mniej odpowiedzialnych konstrukcjach przyjmować nieco niższe wartości, np. x_r = 5-^7, a więc

k_r - (0,14 -5- 0,2)7? _r

Uwzględniając fakt, że żeliwo ma znacznie większą wytrzymałość na ściskanie niż na rozciąganie, w obliczeniach zmęczeniowych nie można posługiwać się tylko górną linią wykresu Smitha (tj. linią AMG według rys. 17.1), jak to się stosuje dla wszystkich materiałów o jednakowych własnościach wytrzymałościowych na rozciąganie i ściskanie. Nie wolno więc zmieniać znaków naprężeń maksymalnych w przypadku, gdy bezwzględna wartość naprężeń ściskających jest większa od bezwzględnej wartości naprężeń rozciągających: |cr_mm|>|cr_max|, lecz wytrzymałość zmęczeniową odczytywać należy wówczas na dolnej gałęzi wykresu Smitha. Wykres Smitha dla żeliwa szarego Z1 250 podano na rys. 17.5. Własności wytrzymałościowe żeliw zamieszczono w tabl. 19.11.

W przypadku działania obciążeń zmiennych żeliwo wykazuje minimalną wrażliwość na działanie karbu (77« 0). Dalszą cechą żeliwa jest duża zdolność tłumienia drgań. Nie należy jednak zapominać, że żeliwo jest materiałem kruchym 04₅ w 0) i wszelkiego rodzaju udarowe działanie sił może łatwo spowodować miejscowe przekroczenie wytrzymałości i zapoczątkowanie pęknięcia doraźnego lub zmęczeniowego. Z tego powodu współczynniki bezpieczeństwa dla żeliwa przy obciążeniach stałych przyjmuje się zazwyczaj dwa razy większe niż dla stali.

233