|
Различают следуюшие основные циклы напряжений:
симметричный знакопеременный - наибольшее и наименьшее напряжения противоположны по знаку и одинаковы по числовому значению;
асимметричный знакопеременный - наибольшее и наименьшее напряжения противоположны по знаку и неодинаковы по числовому значению;
отнулевой (пульсирующий) - напряжения изменяются от нуля до максимума;
знакопостоянный - наибольшее и наименьшее напряжения одинаковы по знаку;
сложные - разнообразные сочетания перечисленных выше циклов.
Основные характеристики циклов:
период цикла - продолжительность одного цикла;
частота циклов - число циклов в единицу времени (величина обратная периоду цикла).
"max - наибольшее по алгебраическому значению напряжение цикла (растягивающие напряжения считаются положительными, сжимающие - отрицательными);
°min - наименьшее по алгебраическому значению напряжение цикла;
стт = 0,5 (сттах + omin) - среднее напряжение цикла;
CTo = 0,5(crmax-o-min)- амплитуда напряжений цикла (величину 2ст0 называют размахом напряжений цикла);
Величина а колеблется от 1 (симметричные циклы) до 0 (статическая нагрузка) и имеет постоянный знак для всех циклов. Пределы выносливости обозначают соответствующим буквенным символом с цифровым индексом а.
Наиболее распространен способ определения предела выносливости при циклическом симметричном изгибе по Велеру. Консольный или двухопорный образец, вращающийся вокруг собственной оси с постоянной частотой, нагружают постоянной по направлению силой. За каждый оборот все точки поверхности образца в опасном сечении один раз проходят через зону максимального напряжения растяжения и один раз - через зону максимального напряжения сжатия, проделывая полный цикл знакопеременного симметричного изгиба. Частота циклов равна частоте вращения образца в единицу времени; суммарное число оборотов до разрушения равно разрушающему числу циклов. Такой вид изгибного иагружения (круговой изгиб) свойствен многим машиностроительным деталям (например, валам зубчатых колес, ременных и цепных передач).
Условия работы материала при этом виде иагружения существенно отличаются от другого часто встречающегося вида иагружения - плоского изгиба (нагружение неподвижной детали симметричной циклически изменяющейся нагрузкой постоянного направления). В последнем случае усталостному нагружению подвергаются только две диаметрально противоположные зоны, расположенные в плоскости действия изгибающего момента. При круговом же изгибе последовательно нагружаются все периферийные зоны сечения. Здесь напряжения растяжения-сжатия, перемещаясь по периферии образца серповидно-охватывающим движением, затрагивают всю периферию образца. Каждая точка поверхности образца в опасном сечении, помимо максимальных напряжений, возникающих при переходе ее через плоскость изгибающего момента, дополнительно подвергается действию последовательно подходящих и уходящих напряжений при вращении образца.
Кроме того, при круговом изгибе напряжения, перекрывая всю периферию сечения образца, находят в нем наиболее слабые точки, становящиеся источником усталостных трещин, тогда как на неподвижном образце слабые точки не обязательно находятся в плоскости действия изгибающего момента
Совершенно различны условия работы образцов с концентраторами типа шпоночных канавок и поперечных отверстий. При плоском изгибе концентратор, расположенный в плоскости изгиба, постоянно находится в зоне изгиба, попеременно подвергаясь напряжениям растяжения и сжатия и испытывая один раз за цикл тепловой отдых. При круговом изгибе концентратор периодически выходит из зоны изгиба, дважды за цикл (во время пересечения нейтральной оси), испытывая тепловой отдых.
| 
