Capitolul 15. Stres, variabilă în timp
§ 1.15. tensiune de curent alternativ. OBOSEALA
variator de tensiune în timp, apar în elemente structurale sub sarcină, variabilă în mărime și direcție, precum și sarcini sunt deplasate în raport cu elementul în cauză. De exemplu, axul vagonului se curbează sub sarcina greutății transportului (fig. 1.15, a).
Partea superioară a fiecărei secțiune transversală tensiuni normale de tracțiune apar axe (vezi. O diagrama momentului de încovoiere din Fig. 1.15, b) când antrenarea roților de transport și de conectat rigid la aceasta axa roti și fiecare punct axă apare în partea de sus (extins), la (condensat) jumătate de secțiunea inferioară. Variabilele apar tensiuni în arborii de diferite mașini în elementele de schelete de pod în timpul deplasării pe el, și așa tren. P.
Schimbarea tensiunilor la momentul respectiv pot fi reprezentate utilizând grafice, în care axa abscisa reprezintă timpul t și axa ordonatei - valoarea normală (sau tangențial) tensiuni. De obicei se presupune că variația tensiunii cu timpul, caracterizat printr-o curbă având forma unei sinusoide (fig. 2.15).
Practic, numeroase experimente, sub forma acestei curbe nu contează; rezistența materialului la tensiuni variabile depinde în mod esențial de valorile tensiunii maxime și minime.
Totalitatea tuturor valorilor succesive ale tensiunii AC peste o perioadă de schimbări de proces numit ciclu de stres (Fig. 2.15).
Cel mai mare (în sens algebric) ciclul de tensiune se numește și maxime notate cu (sau, dacă luăm în considerare schimbarea tensiunilor de forfecare), și cel mai puțin - minim (sau).
Algebrice jumătate din suma ciclului maxim și minim de stres este numit de tensiune medie sa (sau a componentei statice a ciclului)
Algebrică jumătatea maximă și tensiunile minime se numește ciclu de amplitudine (sau componenta alternativă)
Ciclul de medie tensiune poate fi pozitiv sau negativ. Amplitudinea ciclului este întotdeauna pozitiv.
Tensiunile maxime și minime pot fi exprimate în termeni de tensiune medie și amplitudinea ciclului:
În cazul în care o tensiune egală în mărime și în semn opus, atunci ciclul se numește simetrică. Orarul un astfel de ciclu este prezentată în Fig. 3.15. Cu un ciclu simetric.
Dacă tensiunile nu sunt egale între ele, în valoare absolută, ciclul se numește asimetric (vezi. Fig. 3.15).
inel Asymmetric poate fi alternativ sau semn constant (vezi. fig. 3.15).
In cazuri speciale, atunci când amax sau egal cu zero (vezi. Fig. 3.15), ciclul se numește otnulevym sau în impulsuri.
Raportul de tensiune la ciclul otah numit coeficientul de asimetrie. Este notat R; astfel
ciclu asimetrici tensiuni normale și tangențiale reprezintă
În unele cazuri, este convenabil să se utilizeze conceptul de caracteristicile ciclului, notat:
Folosind relația (1.15) și (2.15) putem obține cu ușurință relația dintre coeficientul de asimetrie și caracteristica ciclului:
Cicluri de stres pentru care coeficienții de asimetrie (sau caracteristici) au aceeași valoare, menționată ca atare.
Pentru ciclul otnulevogo simetric la ciclu pentru valori pozitive și negative, pentru tensiuni
Valorile u și R (sau) va fi numit parametrii ciclului de tensiune alternativă. Fiecare ciclu este complet determinat de oricare doi parametri ai acestuia; alți parametri sunt ușor determinate de ecuațiile (1.15) - (6.15).
Numeroase experimente au arătat că sub acțiunea alternând tensiuni distrugerea materialelor are loc la tensiuni ogshah și semnificativ mai mică decât periculoasă (limita), tensiunea la o singură încărcare statică.
Motivul pentru aceasta este o parte inevitabilă a neomogenității structurii metalice (prezența în ea a boabelor, fisuri și microscopice m. P.), și prin urmare, punctele individuale din vecinătatea materialului are o rezistență redusă. În singură încărcare conduce la o anumită redistribuire a tensiunilor în materialul, dar nu duce la distrugerea acestuia.
Sub acțiunea stresului repetitiv variabilă în vecinătatea punctelor de slăbiciune care au fisuri microscopice. La capetele fisurilor (fisuri și, de asemenea, în care a existat în materialul înainte de încărcare sale), există o concentrare mare stres (vezi. § 10.2), ceea ce duce la propagarea fisurilor cu creșterea numărului de cicluri.
În cazul în care zona de lucru a membrului secțiunii, ca urmare a cracare scade, astfel încât secțiunea transversală nu rezistă la forțele care apar în aceasta, are loc distrugerea elementului.
Procesul de acumulare treptată a prejudiciului material prin acțiunea tensiunilor re alternativ, ceea ce duce la formarea de fisuri și distrugerea materialului se numește oboseală.
Prin variația tensiunilor în curs de dezvoltare fisuri de suprafață în mod repetat freca unul împotriva celuilalt, prin care acestea sunt la sol. Prin urmare, suprafața de cracare în caz de eșec la oboseală constă din două zone: una are o structură normală de cereale din metal, iar celălalt are o suprafață de teren (Figura 4.15.).
Oboseala insuficienta a pieselor mereu apare brusc (m. E. Ca un material fragil se prăbușește sub efectul sarcinii statice), indiferent dacă din metal sau plastic casant.