12 Переменные нагрузки и их влияние на прочность деталей машин

Переменные нагрузки ( растяжение - г - сжатие) и одновременное действие агрессивной среды вызывают коррозионно-усталостные разрушения металлов. В обычных условиях, ниже определенных значений переменного напряжения ( числа циклов N), так называемого предела усталости, металл не разрушается. 

Переменные нагрузки, действующие на большинство деталей двигателя, вызывают в них переменные, периодически изменяющиеся напряжения. Период Т изменения этих напряжений равен периоду изменения сил Рг давления газов и сил PJ инерции и зависит от режима работы двигателя.

Переменные нагрузки вызывают развитие усталостных трещин с последующим разрушением труб и других элементов колонны.

Переменная нагрузка изменяется циклически, т.е. увеличивается от определенного значения, проходит через максимум и затем уменьшается до исходного значения. В дальнейшем такой цикл повторяется. 

Переменные нагрузки существенно влияют на прочность и износ элементов машин. При оценке статической прочности максимальные значения этих нагрузок входят в суммарную расчетную нагрузку как простые слагаемые, а при расчете на усталостную прочность их влияние является решающим и учитывается различными способами. 

Переменные нагрузки при испытаниях создают либо путем возбуждения колебаний в образцах ПС, либо традиционными способами - изгибом вращающихся ПС, изгибом и кручением вращающихся ПС и т.п. Несмотря на общую природу разрушения ПС при переменных нагрузках, не зависящую от способа их создания, в литературе принято отдельно рассматривать прочность ПС при вибрациях и при переменных нагрузках. 

13 Сопротивление усталости материалов. Виды расчетов

Упрочняющая термическая и химико-термическая обработка деталей из металлов и сплавов широко применяется в ремонтной практике для восстановления изношенных деталей с применением ремонтных размеров и наплавки, для изготовления ремонтных деталей, а также в качестве самостоятельной восстановительной технологии. С помощью этой группы методов стемятся повысить износостойкость и сопротивление усталости материала деталей. 

Окружающая среда может как положительно, так и отрицательно влиять на сопротивление усталости материалов. Наибольшее влияние оказывает углеводородная среда, которая имеет определенную длину углеродной цепи.

Одним из основных параметров циклического деформирования, оказывающим существенное влияние на сопротивление усталости материалов, является асимметрия цикла нагружения. 

расчеты на прочность при переменных нагрузках как по коэффициентам запаса прочности, так и при помощи вероятностных методов расчета требуют знания характеристик сопротивления усталости материала. Для этого разработаны оборудование и методики проведения усталостных испытаний композитов при растяжении, изгибе, межслойном сдвиге и смятии в мало - и многоцикловой областях. Установлено, в частности, что современные углепластики обладают высоким сопротивлением усталости по сравнению с металлическими материалами, что позволяет эффективно применять их при значительных амплитудах переменных нагрузок.