Állóképességi határ

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2014. augusztus 3-án áttekintett verziótól ; az ellenőrzések 8 szerkesztést igényelnek .

Tartóssági határ (egyben kifáradási határ ) - a szilárdság tudományában: az anyag egyik szilárdsági jellemzője, amely jellemzi a tartósságát , vagyis az anyagban ciklikus feszültségeket okozó terhelések észlelésének képességét .

A kifáradási határ a legnagyobb (végső) maximális ciklusfeszültség, amelynél a minta kifáradási meghibásodása nem következik be tetszőlegesen nagy számú ciklikus terhelés után.

A tartóssági határértéket jelöljük , ahol az R együttható egyenlő a ciklus aszimmetria együtthatójával , amely egyenlő a minimális ciklusfeszültség és a maximum arányával [1] . Így az anyag tartóssági határát szimmetrikus terhelési ciklusok esetén -vel , pulzáló esetén pedig -vel jelöljük . $\sigma _{R}$ $r={\frac {\sigma _{min}}{\sigma _{max}}}$ $\sigma _{min}$ ${\displaystyle \sigma _{max))$ $\sigma _{\text{-1))$ $\sigma _{0}$

A vastartalmú és titánötvözetek esetében beállítható a maximális ciklusfeszültség határértéke, amelynél az anyag nem fog meghibásodni tetszőleges számú terhelés esetén. Más fémek, például a réz vagy az alumínium azonban érzékenyek a kifáradásra, ha tetszőlegesen kis terhelésnek vannak kitéve. Ilyen esetekben szokás korlátozott tartóssági határról beszélni, ahol az N együttható adott számú terhelési ciklusnak felel meg, és általában ciklusnak vagy ciklusnak vesszük. $\sigma _{\text{RN))$ $10^{7}$ $10^{8}$

Kitartási határ meghatározása

Az anyag tartóssági határát azonos minták sorozatának (legalább 10 darab) tesztelésével határozzuk meg: hajlításra , csavarásra , feszítésre-kompresszióra, vagy kombinált terhelési körülmények között (az utolsó két mód az anyag működésének szimulálására szolgál). aszimmetrikus terhelési ciklusok vagy összetett terhelési körülmények között).

A vizsgálatot nagy feszültségeknél kezdik el végezni (0,7-0,5 a szakítószilárdság ), amelynél a minta a legkevesebb ciklusszámot képes ellenállni. A feszültségek fokozatos csökkentésével megállapítható, hogy az acélminták a vizsgálat időtartamától függetlenül nem mutatnak törési hajlamot. Vizsgálataik tapasztalatai azt mutatják, hogy ha a minta nem omlott össze a ciklusok előtt, akkor hosszabb vizsgálatnál sem esik össze. Ezért általában ezt a ciklusszámot veszik vizsgálati alapnak , és beállítják a maximális ciklusfeszültség maximális értékét, amelynél a minta nem esik el a vizsgálati alaphoz. Ezt az értéket veszik kitartási határnak. $10^{7}$

A vizsgálati eredményeket kifáradási görbével ( Weller-görbe , SN diagram is) ábrázolhatjuk, amelyet szimmetrikus terhelési ciklusokra ábrázolunk. Az abszcissza tengelyen logaritmikus skálán a ciklusok számát ábrázoljuk, a feszültség ordináta tengelyén:

A kifáradási (állósági) görbe azt mutatja, hogy a ciklusok számának növekedésével csökken az a minimális feszültség, amelynél az anyag tönkremegy.

A tartóssági határ kapcsolata az anyag egyéb szilárdsági jellemzőivel

A kifáradástesztek nagyon időigényesek, jelentős mennyiségű, kísérleti úton nyert adat beszerzésével és feldolgozásával járnak, és amelyekre az értékek nagy szórása jellemző. Ezért kísérletet tettek arra, hogy a fáradási határt empirikus képletekkel összekapcsolják az anyag ismert szilárdsági jellemzőivel. Erre a célra a legalkalmasabb az anyag olyan jellemzője, mint a szakítószilárdság .

Megállapítást nyert, hogy az acéloknál a hajlítási teherbírás határa általában a szakítószilárdság fele:

$\sigma _{\text{-1}}\approx (0.4...0.5)\sigma _{\text{BP}}$

Nagy szilárdságú acélok esetén a következőket veheti igénybe:

$\sigma _{\text{-1}}\kb. 400+1/6\sigma _{\text{BP}}$

Színesfémek esetében elfogadhatja :

$\sigma _{\text{-1}}\approx (0,25...0,5)\sigma _{\text{BP}}$

Szénszálhoz használhatja :

$\sigma _{\text{-1}}\kb. 0,8\sigma _{\text{BP}}$

Hasonlóan, a torziós vizsgálatok elvégezhetők ciklikusan változó igénybevételek körülményei között. A közönséges acélok esetében ebben az esetben a következőket veheti igénybe:

$\tau _{\text{-1}}\kb. 0,6\sigma _{\text{-1}}$

Törékeny anyagokhoz ( erősen ötvözött acél, öntöttvas ) ebben az esetben a következőket használhatja:

$\tau _{\text{-1}}\kb. 0,8\sigma _{\text{-1}}$

Ezeket az arányokat óvatosan kell használni, mivel bizonyos terhelési feltételek mellett (hajlítás és csavarás) érhetők el. A húzó-nyomó vizsgálatok során a tartóssági határ körülbelül 10-20%-kal alacsonyabb, mint a hajlításnál, és az üreges minták csavarásakor kiderül, hogy eltér a szilárd minták torziójával kapott értéktől.

Aszimmetrikus ciklusok esetén a mintákat nem hajlításra, hanem feszítésre-kompresszióra vagy torzióra vizsgálják hidropulzátorok segítségével . Az aszimmetrikus ciklusokhoz úgynevezett limitáló amplitúdódiagramot építünk. Ehhez keresse meg a tartósság határait a kiválasztott egyenfeszültség értékhez a megfelelő amplitúdó mellett . Az A pont ebben az esetben nyilvánvalóan a szimmetrikus ciklus tartóssági határa, és a B pont, amelynek nincs amplitúdókomponense, és lényegében állandó feszültség, valójában a végszilárdság : ${\displaystyle \sigma _{m))$ $\sigma _{a}$ $\sigma _{\text{BP}}$

lásd a képet

A határamplitúdók diagramjának gyakorlati alkalmazása az, hogy a diagram felépítése után csak a és a meghatározott értékekre végezzük el a vizsgálatokat . Ha a munkapont a görbe alatt helyezkedik el, akkor a minta korlátlan számú ciklust képes kibírni, ha a görbe felett van, akkor korlátozott. ${\displaystyle \sigma _{m))$ $\sigma _{a}$

A ciklus aszimmetriájának hatása

Az aszimmetrikus ciklus kitartási határai magasabbak, mint a szimmetrikusé. Az átmeneti vonal használatakor vegye figyelembe, hogy , ahol . Parabola használatakor: [2] . $\sigma _{r}=\sigma _{-1}(1-{\frac {\sigma _{m}}{\sigma _{pr}}})+\sigma _{m}$ $\sigma _{m}={\frac {1}{2}}(\sigma _{max}+\sigma _{min})$ $\sigma _{r}=\sigma _{-1}(1-({\frac {\sigma _{m}}{\sigma _{pr}}})^{2})+\sigma _{m}$

Lásd még

Jegyzetek

↑ Zinovjev V. A. Rövid műszaki hivatkozás. 1. kötet - M..-L. Tekhteorizdat, 1949. - p. 344
↑ Zinovjev V. A. Rövid műszaki hivatkozás. 1. kötet - M..-L. Tekhteorizdat, 1949. - p. 345

Irodalom

Feodosiev V.I. Anyagellenállás . - M .: MSTU kiadó im. N. E. Bauman, 1999. S. 479-483. ISBN 5-7038-1340-9