Страницы статьи: 1 2 3 4 5 6 |
Коэффициент восприимчивости материала к надрезам ηк зависит от самого материала и от его состояния. Для серого чугуна коэффициент ηк близок к нулю, что, как известно, обусловлено наличием в чугуне очень мелких надрезов, вызванных включениями пластинок графита. Для стали коэффициент ηк тем ближе к единице, чем выше ее прочность, и обычно-колеблется в пределах от 0,5 до 0,8.
Следующим фактором, влияющим на местную концентрацию напряжений, является состояние поверхности изделия. Неудовлетворительное состояние поверхности уменьшает усталостную прочность образца в βр раз по сравнению с прочностью хорошо отполированного образца. Коэффициент βр называется коэффициентом состояния поверхности. Для чугуна βр ≈ l, для стали (в зависимости от состава и степени гладкости обработки) βр составляет 1,1-1,5; а для деталей травленых, подвергающихся воздействию морской; воды, коэффициент может увеличиться в 2-3 раза и даже больше.
Для уменьшения коэффициента βр целесообразно применять такие методы обработки, которые вызывают сжимающие напряжения в поверхностном слое (например, дробеструйная обработка, накатка, вальцовка, поверхностная закалка). Сочетая действие надреза и влияние состояния поверхности,, можно определить так называемый коэффициент концентрации напряжений р. Действительное местное максимальное напряжение будет равно
σmax = βσn кГ/мм2
при этом β = βк + βр - 1.
Кроме упомянутых выше факторов, следует принимать во внимание влияние размера изделия. Это влияние обусловлено уменьшением прочности материала при увеличении сечения отливки. Оно зависит также от рода материала и от величины коэффициента ак. Вопросы влияния толщины сечения на прочность будут рассмотрены несколько позже.
Разберем теперь несколько примеров, касающихся усталостной прочности литых деталей.
В табл. 1 приведены значения предела выносливости при изгибе, полученные при испытании чугунных и стальных образцов, гладких (полированных) и с надрезами глубиной 0,2 мм по окружности, которые соответствуют рискам при грубой механической обработке.
Таблица 1. Влияние надрезов на предел выносливости чугуна и стали
Рис. 12. Чугунный образец с отверстием.
Рис. 13. Различные способы
L-образного сочленения
стенок отливки
Из табл. 1 следует, что уменьшение предела выносливости из-за надрезов значительно больше у стальных образцов,чемучугунных.Опыты показывают, что даже довольно глубокие надрезы (например, до 1 мм) на поверхности чугунных образцов оказывают очень незначительное влияние на предел выносливости. Из таблицы также следует, что уменьшение предела выносливости чугунных образцов вследствие надрезов будет тем незначительнее, чем меньше предел прочности чугуна.
На рис. 12 показан чугунный образец с просверленным поперечным отверстием. Отверстие уменьшает предел выносливости (по сравнению с пробой без отверстия) на 20, 30 и 50%, в зависимости от значения предела прочности чугуна при растяжении соответственно 18, 33 и 41 кГ/мм2.
На рис. 13 показано несколько способов выполнения сочленения стенок отливок в виде буквы L. Из табл. 2 видно влияние величины радиуса r на значения предела выносливости отливки с литейной коркой (σ′-1) и без нее (σ′′-1) по сравнению с прочностью полированного образца (σ-1= ±14,5 кГ/мм2). При увеличении радиуса закругления г от 0 до 12 мм предел выносливости при изгибе отливки увеличился в 1,5 раза.
Характерно, что достаточно применить более плавный переход от одного сечения к другому (конфигурация 4), чтобы при том же самом г - 6 мм (конфигурация 2 и 4) можно было достигнуть увеличения предела выносливости с 6,7 до 8,7 кГ/мм2, т. е. на 30%.
Таблица 2. Влияние величины радиуса закругления в месте сочленения стенок чугунной отливки на ее предел выносливости
Страницы статьи: 1 2 3 4 5 6 |
Опубликовано: 2014.09.01 Обновлено: 2014.09.12 | 
