Понятие о деформации изгиба прямолин стержней?
При изгибе поперечных сечениях возникают внутренние силы, которые можно привести к силе, действующей в сечении и к моменту внутренних сил действующим в перпендикулярном сечении.
Касат напряж.
Касат. Напряж. Малы по сравн. С нормал. Напряж.
Изгибающий момент в любом поперечном сечении стержня численно равен алгебраической сумме моментов относительно центра масс сечения внешних сил и реакций опор, действующих по одну сторону от сечения.
При изгибе часть продольных волокон (выпуклая часть) испытывает растяжения, часть вогнутая испытывает сжатие, а неизменная часть - нейтральный слой.
Пересечение нейтрального слоят с поперечным сечением называют нейтральной ось. Она всегда прожодит через центр масс сечения.
Нормальное напряжение действующее в сечении опред-ся по формуле
При изгибе деформация в поперечных сечениях опред-ся углом поворота сечения относ-но начальногоположения и величиной прогиба (смещение центра тяжести сечения относ-но начального положения)
Прочность при переодичным изменением напряжения?
Работа механизмов характеризуется определенностью движений и нагружений звеньев, повторяемостью через определенные промежутки времени (периоды) этих движений. Значительная часть элементов механизмов (валы, зубья зубчатых колес и т.д.) испытывает в процессе эксплуатации периодические изменяющиеся по величине и знаку механические нагрузки. Замечено, что при таком нагружении разрушение деталей происходит при напряжениях, значительно меньших предельных напряжений (предела текучести) при статическом нагружении. Характер разрушения материалов при переменных повторяющихся нагрузках существенно отличается от вида разрушения при статическом нагружении. Разрушение начинается с образования на поверхности элементов микротрещин, которые развиваются вглубь материала, уменьшая площадь поперечного сечения детали. Разрушение происходит внезапно при достаточном ослаблении сечения и на поверхности разрушения видны две характерные зоны: зона постепенного развития трещины и зона внезапного разрушения. Процесс постепенного накопления повреждений под действием повторяющихся знакопеременных нагрузок, приводящий к внешне непроявляющемуся изменению свойств (электропроводимость, микротвердость и др.) материала, к зарождению и развитию трещин, и, наконец, к разрушению элемента, называют усталостью. Усталостное разрушение – длительный процесс, связанный с многократным нагружением. Свойство материала (изделия) сопротивляться усталости называют выносливостью, или усталостной прочностью.
|
|
|
Совокупность последовательных значений напряжений (нагрузок) за один период называют циклом напряжений (нагрузок). Замечено, что сопротивление усталости зависит от значений наибольшего и наименьшего напряжений цикла, их отношения и практически не зависит от закона изменения (синусоидальный, треугольный, трапецеидальный и др.) напряжений внутри цикла. Будем считать, что напряжения меняются во времени по закону, близкому к синусоиде (рис. 5.32). Цикл напряжений характеризуется следующими величинами: максимальным σ max и минимальным σ min напряжениями, т.е. наибольшим и наименьшим по алгебраическому значению (с учетом знаков) напряжениями; средним напряжением σ m, равным алгебраической полусумме σ max и σ min (σm = (σmax + σmin)/2); амплитудой цикла напряжений σ a, равной полуразности σ max и σ min (σa = (σmax – σmin)/2); коэффициентом асимметрии цикла R, равным отношению минимального напряжения к максимальному, т.е. R = σmin/ σmax. На рис. 5.32, а показан асимметричный цикл напряжений, когда |σmax| ≠ |σmin|. Наиболее часто на практике встречаются симметричный и отнулевой циклы напряжений. Для симметричного цикла имеем σmax = σ; σmin = –σ; σa = σ; σm = 0; R = –1; а для отнулевого (пульсационного): σmax = σ; σmin = 0; σa = σm = σ/2; R = 0, где σ – максимальное по величине напряжение цикла. Постоянное статическое напряжение (рис. 5.32, г) можно рассматривать как частный случай переменного с параметрами σmax = σmin = σm = σ; σa = 0; R = + 1. Наиболее опасны симметричные циклы нагружения.
|
|
|
|
|
|
Все переменные циклы напряжений, кроме симметричного, называют асимметричными. Циклы с одинаковыми коэффициентами асимметрии R называют подобными. При действии переменных касательных напряжений все приведенные выше характеристики и соотношения остаются в силе с заменой σ на τ.
28/ Требования к конструкционным материалам
Качество детали и механизма зависит в значительной мере от правильного выбора материала. При выборе материала прежде всего учитывают эксплуатационные, технологические и экономические требования, предъявляемые к детали.
Эксплуатационные требования к материалу определяются условиями работы детали в механизме. Для выполнения этих требований учитываются следующие свойства материала: прочность – способность материала сопротивляться разрушению или появлению остаточных деформаций, характеризуется пределом прочности σ u, пределом текучести σ y, условным пределом текучести σ0,2, пределом выносливости σR, твердостью по Бринеллю НВ или Роквеллу HRCэ; износостойкость – способность материала сопротивляться износу, характеризуется твердостью НВ, HRCэ или допустимым удельным давлением qadm; жесткость – способность материала сопротивляться упругим деформациям, характеризуется при растяжении (сжатии) и изгибе модулем упругости Е, при кручении – модулем упругости G; упругость характеризуется пределом упругости σ e и модулем упругости Е; антифрикционность характеризуется коэффициентом трения скольжения f; плотность; удельные характеристики – характеристики, приходящиеся на единицу массы; электропроводность, теплопроводность, коррозионная стойкость, жаропрочность и др.
|
|
|
Технологические требования к материалу определяют возможность изготовления деталей с минимальными трудозатратами. При изготовлении деталей методами обработки давлением (штамповка, прессование и т.д.) учитывают пластичность – свойство материала получать без разрушения значительные остаточные деформации; при изготовлении литьем учитывают легкоплавкость и жидкотекучесть – заполняемость без пустот узких полостей различных форм; при изготовлении методами механической обработки учитывают обрабатываемость резанием. К технологическим требованиям относят также термообрабатываемость – способность материала изменять механические свойства при термической (закалка, отпуск, отжиг) и термохимической (цементация, азотирование и т.д.) обработках и свариваемость – способность материала образовывать прочные соединения при сварке.
Экономические требования к материалу определяются его стоимостью и дефицитностью. Более веским экономическим требованием является себестоимость детали, которая включает как стоимость материала, так и производственные затраты на ее изготовление. Производственные затраты в значительной мере зависят от технологического процесса изготовления детали. Например, при массовом и крупносерийном производствах дешевле изготавливать детали штамповкой, прессованием, с помощью литья, а при единичном или мелкосерийном производстве эти технологии из-за большой стоимости оснастки (штампы, пресс-формы, литейные формы) очень дороги, здесь выгоднее применять детали, полученные с помощью механической обработки. Выбор технологии изготовления детали влияет и на выбор материала.
При изготовлении конструктивных элементов механизмов используют черные металлы (стали и чугуны), цветные металлы и сплавы и неметаллические материалы.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 133; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!