Uticaj promene napona na
osnovnu izdržljivost
• Intenzitet promene napona utiče na
zamor materijala i njegovu izdržljivost.
Najveći zamor – simetrično
naizmenična promena napona, kod
koje je intenzitet promene napona
najveći, sr = 0, R = -1.
• Ako sr i R rastu, izdržljivost se povećava,
sve do svojih najvećih vrednosti,  ReH.
• Zavisnost veličine trajne izdržljivosti od
intenziteta promene napona prikazuje se
odnosom srednjeg napona i izdržljivosti u
obliku Smitovog dijagrama.
• Pretpostavka: zavisnost izdržljivosti i srednjeg
napona je linearna (amlituda izdržljivosti a se
linearno smanjuje sa porastom srednjeg
napona sr).
• Funkcija izdržljivosti se definiše na osnovu
podataka za samo dva načina promene
napona:
 simetrično naizmeničnu promenu napona:
sr = 0, R = -1 i
 početnu jednosmernu promenu napona sa
sr = a, R = 0, za trajnu ili bilo koju konačnu
izdržljivost.
1 –trajna izdržljivost
za naizmeničnu
promenu napona
D(-1) pri R=-1;
2 - trajna izdržljivost
za početnu
jednosmernu
promenu napona
D(0);
Smitov dijagram
 se može izračunati
na osnovu vrednosti
D(0) i D(-1);  < 450;
Amplituda izdržljivosti se smanjuje sa povećanjem srednjeg
napona (sa povećanjem statičkog predopterećenja).
Uticaji na izdržljivost
mašinskih delova
• Izdržljivost mašinskih delova može se dobiti
neposrednim ispitivanjem ili korekcijom
veličina dobijenih ispitivanjem standardnih
epruveta pri odgovarajućem naprezanju i
promeni napona (tabela 2.1, Konstruisanje).
Korekcija obuhvata:
 uticaj veličine poprečnog preseka - 1;
 uticaj hrapavosti površina - 2;
 uticaj otvrdnutih površinskih slojeva - 3;
 uticaj korozije - 4;
 uticaj temperature - 5;
 uticaj efektivnog faktora koncentracije
napona k;
Faktor veličine poprečnog preseka - 1
Tab. 7.1, str. 135, Konstruisanje
Najmanji prečnik na mestu
koncentracije napona u
mm
Ugljenični
čelik
Legirani
čelik
10
1
1
1
20
0.91
0.83
0.89
30
0.88
0.77
0.81
40
0.84
0.73
0.78
50
0.81
0.70
0.76
60
0.78
0.68
0.74
70
0.75
0.66
0.73
80
0.73
0.64
0.72
100
0.70
0.62
0.70
120
0.68
0.60
0.68
150
0.60
0.54
0.60
Za savijanje
Za uvijanje (ugljenični i
legirani čelik)
Faktor hrapavosti površina - 2
Slika 7.8, str. 136,
Konstruisanje
Uticaj otvrdnutih površinskih slojeva - 3
Tabela 7.2, str. 136, Konstruisanje – podaci su dobijeni
pri različitim uslovima ispitivanja; za približne proračune
se usvajaju najmanje ili srednje vrednosti.
Uticaj korozije na izdržljivost - 4
Izdržljivost postepeno opada tokom rada.
Opšti konstrukcioni čelici izloženi dejstvu morske vode:
4 = 0.52 posle 106 ciklusa promene savijanja;
4 = 0.12 posle 108 ciklusa promene napona.
Normalizovan čelik Č1531 izložen naponu savijanja i
uvijanja:
4 = 0.76 za N < 106 ciklusa;
4 = 0.41 za N > 107 za rad u morskoj vodi;
4 = 0.84 do 0.68 za rad u slatkoj vodi.
Legirani čelici – znatno povoljniji za rad u agresivnoj
sredini – Č5420 (hrom-nikl čelik):
4 = 0.82 za N < 106 ciklusa;
4 = 0.56 za N > 108 ciklusa promene napona za rad u
morskoj vodi.
Uticaj temperature na izdržljivost - 5
Odražava se na
svojstva, zateznu
čvrstoću, izdržljivost i
dr.
5 predstavlja
odnos kritičnog
napona na
povišenoj ili
sniženoj
temperaturi i
konvencionalnoj
temperaturiod
200C.
Tabela 7.3, str. 137,
Konstruisanje
Izdržljivost mašinskih delova za radne uslove:
 M    1  2  3  4  5  k
[] – izdržljivost epruvete;
1... 5 – uticaji na izdržljivost mašinskih
delova;
k – efektivni faktor koncentracije napona
Određivanje stepena sigurnosti
na osnovu radnih i kritičnih
napona
Merodavna veličina radnih napona  () dobija
se prema nominalnom opterećenju uvećanom
faktorom KA.

 M
S


 M
S

S = 1.25 ... 2
Donje vrednosti su dovoljne ako kritično
stanje ne izaziva poremećaj funkcije
mašinskog sklopa, modula ili mašinskog
sistema. Gornje vrednosti treba
obezbediti za opasne preseke.
Statički napregnuti delovi:
S
ReH


 M
S

S
Rm

S = 1.5 ... 3
Dozvoljene su i veće vrednosti, u
zavisnosti od namene konstrukcije,
funkcije mašinskog dela, odabrane
čvrstoće materijala.
Stepen sigurnosti pri složenom naprezanju
S z  Ss
S
S z  Ss
S
Istorodni naponi
S  S
S  S
2
2
Raznorodni
naponi
Download

Uticaji na napone i izdrzljivost