Обобщенные диаграммы усталости

Обобщенные диаграммы усталости

Диаграммы усталости (см. рис. 159) строят на основании результатов испытания стандартных образцов при определенном виде нагружения (растяжение, сжатие, изгиб, кручение) и постоянных параметрах цикла (при постоянном значении коэффициента асимметрии цикла r).

Из обобщенных диаграмм наиболее распространены диаграммы Смита (рис. 164).

Диаграммы Смита

Линию средних напряжений циклов σm = 0,5(σmax + σmin), являющуюся в то же время нулевой линией амплитуд, проводят под углом α = 45° (или 60°) к оси абсцисс; на оси ординат наносят напряжения. На нулевой линии откладывают найденные из опыта, предельные для каждой данной величины σm амплитуды напряжений σа = 0,5(σmax – σmin). Огибающая АВС точек σmax представляет собой пределы выносливости при растяжении, огибающая DEF точек (–σmax) — при сжатии. При малых амплитудах пульсаций пределы выносливости практически постоянны и близки к показателям статической прочности. Верхней границей для σmax считают предел текучести при растяжении σт.раст (линия ВС), для (–σmax) — предел текучести при сжатии σт.сж (линия DE).

Коэффициент асимметрии r = σminmax, для произвольной точки a определяется как отношение отрезков bc/ab (первый соответствует σmin, второй σmax). Каждый отрезок берут со своим знаком. Коэффициент амплитуды a = σamax, определяется как отношение ad/сb (отрезок ad соответствует σa).

Как видно из шкал r и a на оси абсцисс, пределы выносливости при r > 0,4 (или a < 0,3) совпадают с пределами текучести σт.

Располагая диаграммами Смита для различных материалов и видов нагружения, можно производить расчет на усталость при любом значении коэффициента асимметрии цикла.

Диаграмма Смита для конструкционной стали при круговом изгибе, циклических растяжении, сжатии и кручении

На рис. 165, a приведена диаграмма Смита для конструкционной стали при круговом изгибе, циклических растяжении, сжатии и кручении. Диаграммы для изгиба и кручения строят только по одну сторону оси ординат, так как они охватывают в этой области все возможные виды напряженных состояний. Для практического пользования удобнее диаграммы, изображающие пределы выносливости при различных видах нагружения непосредственно в функции коэффициента асимметрии r или амплитуды a (рис. 165, б) и содержащие в сжатом виде те же данные, что и диаграммы Смита.