Расчет на усталость

Прочность детали в расчетах на усталость принято оценивать по значению расчетного коэффициента запаса (n), который сравнивается со значением допускаемого коэффициента запаса прочности , установленного соответствующими нормами. Условие прочности при расчете не усталость:

.

При симметричном цикле расчетный коэффициент запаса прочности определяется как отношение предельного напряжения к расчетному.

При расчете на усталость понятие предельного напряжения относится не к материалу, а к конкретной детали.

Еще раз напомним, что предел выносливости детали при симметричном цикле существенно отличается от соответствующего предела выносливости стандартного образца, который обычно рассматривается как механическая характеристика материала.

Таким образом, расчетный коэффициент запаса прочности при симметричном цикле определяется по формуле: .

Формула для коэффициента запаса при кручении аналогична.

Расчетный коэффициент запаса прочности при ассиметричном цикле определяется по формуле:

, где .

Влияние факторов, снижающих предел выносливости, сказывается только на предельных амплитудных напряжениях цикла () и не отражается на предельных средних напряжениях ().

Коэффициент запаса (n) для асимметричного цикла может быть определен и непосредственно по диаграмме предельных амплитуд.

Сначала определяется коэффициент запаса прочности не для реальной детали, а для гладкого стандартного образца (). Для этого отметим точку M на диаграмме предельных амплитуд (см. рис. 14.4) с координатами и , характеризующими амплитудное и среднее напряжения заданного рабочего цикла. Соединим эту точку прямой линией с началом координат. Продолжим полученный отрезок ОМ до пересечения с кривой AСB (или ). Полученная таким образом точка N соответствует предельному циклу. Тогда коэффициент запаса (n) для стандартного образца будет равен:

.

Предел выносливости зависит от размеров детали, состояния ее поверхности и наличия концентраторов напряжений.

В случае возникновения в опасной точке детали плоского напряженного состояния (например при совместном изгибе и кручении), общий расчетный коэффициент запаса прочности (n) определяется из следующей формуле:

,

где – расчетный коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям , а – по касательным напряжениям .