Лекция_умора_сила
ЗАДНОСТ ПРИ ЦИКЛИЧНО ПРОМЕНЯЩИ СЕ НАПРЕЖЕНИЯ
Много части на машините и механизмите изпитват напрежения, които се променят циклично във времето (пръти и бутала, колянови и разпределителни валове, оси на вагони, релси, зъбни валове и др.)
Помислете например за вал с тежък маховик.
Това означава, че напреженията в произволна точка на вала се променят по синусоидален закон.
Наборът от последователни стойности на напрежението за 1 период се нарича цикъл.
Материалът на вала губи здравина с времето.
Повреда възниква при много ниски напрежения (по-ниски от
Разрушаването настъпва внезапно, без остатъчни деформации, т.е. подходи в природата до крехко счупване.
Явлението умора на материалите е забелязано отдавна. Още през Средновековието осите на конски каруци са били унищожени. Но скоростта на движение беше ниска (15-20 км / ч) и пътниците обикновено се разминаха с натъртвания и подутини. Но се появи железопътен транспорт, скоростите се увеличиха рязко (до 30-40 км / ч) и повредата на оста на вагона стана много опасна за живота на пътниците. Инженери и учени започнаха да изучават този въпрос. Особено много от това беше направено в Англия, защото. беше най-индустриализираната страна в света. Появиха се служители на влака, които по време на спиране на влака вървяха по влака със специални чукове и почукваха по осите на вагоните. Ако звукът е звучен - не е необходим ремонт, ако е глух - колоосът е заменен с нов. Тогава се е смятало, че с течение на времето металът "се уморява" става крехък, оттук и крехките счупвания. По-късно Wöhler, немски инженер, изобретява машина за брояч на цикли за тестване на материали за умора. Основните идеи на тази машина се използват и днес.в съвременните машини за изпитване. Започнаха да се развиват методи за изчисляване на умората.У нас особено голям принос има Сергей Владимирович Серенсен.
Трябва да се каже, че теоретичното изследване на феномена на умората е много трудно, тъй като процесът на зараждане и развитие на микропукнатини на умора се случва на междукристално и дори на молекулярно ниво и зависи от много фактори, които е трудно да се вземат предвид. Следователно трябва да се следва пътя на натрупване на експериментални данни, които служат като основа за създаване на методи за изчисляване на умората.
Терминът "умора" все още се използва, но се разбира като процес на възникване и развитие на пукнатина от умора, водещ до разрушаване на детайла. Свойството на материала да издържа на умора се нарича издръжливост на материала..
Механизъм на възникване на пукнатини от умора
Зареждане на пробата
След определен брой цикли, някъде в материала (по-често на повърхността) се образува уморна микропукнатина.
Постепенно се развива микропукнатина, която преминава към все повече и повече нови кристали. В резултат на това секцията е толкова отслабена поради пукнатината, че се получава разрушаване.
Изглед на унищожена секция
Гладка земна зона
(зона на разпространение на пукнатини)
Едрозърнеста зона (зона на пречупване)
Зоната на счупване изглежда, че материалът е бил крехък. Всъщност свойствата на материала не са се променили. Видът на счупването се обяснява с факта, че в момента на счупване (когато пукнатината мигновено преминава през сечението) на върха на пукнатината възниква обемен NS, близък до хидростатичното напрежение, което, както е известно, увеличава крехкостта на материала.
Установено е, че пукнатини от умора не се образуват, ако максималното циклично напрежение не надвишава определена стойност,наречена граница на умора (граница на издръжливост) на материала.
Основни характеристики на цикъла на променливо напрежение
- средно напрежение (постоянен компонент на цикъла)
амплитуда на цикъла (променлив компонент на цикъла)
– характеристика на цикъла (коефициент на асиметрия на цикъла)
Циклите са постоянни и редуващи се