mastaabitegurid Kdσ ja Kdτ – Tabelist 2 Pinnatöötlustegur KF = 0,97 ... 0,90. Empiirilised tegurid ψτ = 0,1 – legeeritud ja süsinikterastel ning ψσ = 0,25 ... 0,3 – legeeritud ja ψσ = 0,2 – süsinikterastel. Seega Kσ = 1,75; Kτ = 1,6; Kdσ = 0,82; Kdτ = 0,7; KF = 0,95; ψτ = 0,1; ψσ = 0,2. Varutegur paindele σ −1 Sσ = Kσ σ +ψ σ K F K dσ a σ m kus amplituudpinge M 32∙ √ M x + M y 32 ∙ √ 185 +96 2 2 2 2 σa= = 3 = 3 ≈17 MPa W πd r 3,14 ∙ 0,05 ja keskmine pinge σ m =0 σ −1 280 Sσ = = ≈ 7,3
Kontsentratsioonitundlikkuse tegur: Pingekontsentratsioonitegur tsüklilisel koormusel: Pingekontsentratsioonitegur tsüklilisel koormusel on väärtuselt väiksem, kui pingekontsentratsioonitegur staatilisel koormusel. Tsükliline Staatiline 4.RistlõikeBohtlikepunktidekohalikupingeajalistmuutustnäitavgraafik Kohalik paindepinge amplituudväärtus: Kohalik paindepinge keskväärtus: 5. Materjali pöördpainde väsimuspiir = Suurim sümmeetrilise pingetsükli amplituudpinge, mida sellest materjalist katsekeha talub purunemata enam, kui 106 pingetsükli vältel. 6. Ristlõike B kohalik väsimuspiir , kasutades väsimuspiiri alanemise tegurit Väsimuspiiri alanemise tegur: Kkon koormusliigitegur, mille saab valida alltoodud tabelist. Antud juhul . Km on mastaabitegur, mille tarvis ristlõike ekvivalentne läbimõõt arvutada seosega Mastaabitegur Kp on pinnakaredustegur. Selle vajalikud andmed järgnevast tabelist Astme pinnakaredustegur:
Kontsentratsioonitundlikkuse tegur: Pingekontsentratsioonitegur TSÜKLILISEL koormusel: NB! Pingekontsentratsioonitegur TSÜKLILISEL koormusel on väärtuselt väiksem, kui pingekontsentratsioonitegur STAATILISEL koormusel. Ja nii ongi. 4 Ristlõike B ohtlike punktide kohaliku pinge ajalist muutust näitav graafik Kohalik paindepinge amplituudväärtus: Kohalik paindepinge keskväärtus: 5 Materjali pöördpainde väsimuspiir = Suurim sümmeetrilise pingetsükli amplituudpinge, mida sellest materjalist katsekeha talub purunemata enam, kui 106 pingetsükli vältel. 6 Ristlõike B kohalik väsimuspiir , kasutades väsimuspiiri alanemise tegurit Väsimuspiiri alanemise tegur: Kk on koormusliigitegur, mille saab valida alltoodud tabelist 1. Antud juhul . Tabel Km on mastaabitegur, mille tarvis ristlõike ekvivalentne läbimõõt arvutada seosega Mastaabitegur Tabel Kp on pinnakaredustegur. Selle vajalikud andmed tabelist 3 Tabel
Ekvivalentpinge Võlli kontrollarvutus Pingekontsentraatoriks on võlli aste Efektiivsed pingekontsentratsiooni tegurid K ja K saab tabelist 3 (Lisa 1) ja mastaabitegurid Kd ja Kd - tabelist 4. Pinnatöötlustegur KF = 0,97 ... 0,90. Empiirilised tegurid = 0,1 legeeritud ja süsinikterastel ning = 0,25 ... 0,3 legeeritud ja = 0,2 süsinikterastel. Valime R = 1 mm, siis K = 1,96; K = 1,3; Kd = 0,83; Kd = 0,69; KF = 0,95; = 0,1; = 0,2. Amplituudpinge ja keskmine pinge Varutegur paindele Keskmine- ja amplituudpinge Seega üldvarutegur Silmas pidades võlli jäikustugevust soovituslik üldvarutegur [S] = 2,5 ... 3. Seega loeme antud varu rahuldavaks. 7. Laagri valik Kasutame korpuses laagrit. Laagriks tuleb valida iseseaduva laager. Seega kasutame sfäärilise välisvõruga laagrisõlme SY [8]. Sele 9. Korpuses laager
.. 0,90. Empiirilised tegurid = 0,1 legeeritud ja süsinikterastel ning = 0,25 ... 0,3 legeeritud ja = 0,2 süsinikterastel. Valime R = 1 mm, siis K = 1,96; K = 1,3; Kd = 0,82; Kd = 0,7; KF = 0,95; = 0,1; = 0,2. Varutegur paindele M 32 M A 32 185 kus amplituudpinge a = = = = 20,7 MPa W dt 3 3,14 0,045 ja keskmine pinge m = 0 -1 275 S = = = 5,3 Siis K 1,96 a + m 20,7 + 0,25 0 K F K d 0,95 0,82 -1 S = Varutegur väändele K
proovikeha võimet vastu pidada tõmbele. Teimi järgi tehakse tõmbediagramm, millel kajastub varda vastupanu tõmbele alates elastsest deformatsioonist kuni varda purunemiseni.Tehtud katsetega saadud tulemustega saab arvutada konstruktsioonide tugevust ja jäikust. 15. Perioodiliselt muutuvat pinget iseloomustavad näitajad.Koormusetsüklit iseloomustavad järgmised parameetrid: väärtuselt suurim pinge, väärtuselt vähim pinge, keskmine pinge, amplituudpinge, asümmeetriategur. 16. Mis on materjali väsimus?Detaili tugevuse kahanemist kohaliku purunemisprotsessi tagajärjel vahelduvkoormuse toimel nimetatakse väsimuseks. 17.Väsimuspiir.Väsimustugevust iseloomustab väsimuspiir R – maksimaalne pinge, mida materjal talub purunemata mingi N koormusetsüklite juures . 18. Millistel tingimustel tekib materjali väsimuspurunemise oht. Kui materjali pajukordselt tsükliliselt
Pingekontsentraatoriks on võlli aste Efektiivsed pingekontsentratsiooni tegurid K ja K saab tabelist 3 (Lisa 1) ja mastaabitegurid Kd ja Kd tabelist 4. Pinnatöötlustegus KF= 0,97...0,90. Empiirilised tegurid = 0,1 legeeritud ja süsinikterastel ning = 0,25...0,3 legeeritud ja = 0,2 süsinikterasel. Valime R = 1 mm Siis K = 1,96; K = 1,3; Kd = 0,83; Kd = 0,69; KF =0,95; = 0,1 = 0,2. Varutegur paindele kus amplituudpinge 32*370 / 3,14*0,0553 22,7 MPa ja keskmine m = 0 Siis 4,9 Varutegur väändele kus keskmine- ja amplituudpinge 16* 748,8 / 2*3,14*0,05533 11,5 MPa Siis 165 / [1,3/(0,95*0,69) *11,5+ 0,1*11,5] 7 Seega üldvarutegur S= 4,9 * 7 / (4,92+72) 4
Selliste pingetsüklite väsimusohtlikkuse analüüsiks kasutatakse erinevaid valemeid või piirpingediagramme. 15.3.2.1. Rabinovitshi piirpingediagramm Rabinovitch'i piirpingediagrammi (Joon. 15.12) kasutatakse materjali väsimustugevuse hindamiseks, kui tegelik pingetsükkel ei ole sümmeetriline ega ka ühepoolne: Rabinovitchi piirpingediagramm Tsükli amplituudpinge a, [Pa] Y Voolavusjoon Väsimustugevus -1 Väsimustugevus on piisav ei ole piisav B(m,lim; m,lim) a A
Efektiivsed pingekontsentratsiooni tegurid K ja K saab tabelist 6 ning mastaabitegurid Kd ja Kd - tabelist 7 Pinnatöötlustegur KF = 0,97 ... 0,90. Empiirilised tegurid = 0,1 legeeritud ja süsinikterastel ning = 0,25 ... 0,3 legeeritud ja = 0,2 süsinikterastel. Seega K = 1,6; K = 1,5; Kd = 0,82; Kd = 0,7; KF = 0,95; = 0,1; = 0,2. Varutegur paindele -1 S = K , a + m K F K d kus amplituudpinge M 32 M x + M y 32 78 2 + 69,9 2 2 2 a = = = 8,5 MPa W d r3 3,14 * 0,05 3 ja keskmine pinge m = 0 . Siis -1 275 S = = 15,8 K 1,6 a + m * 8,5 + 0,2 * 0 K F K d 0,95 * 0,82 Varutegur väändele
68. Ra = 3,2 µm 69. Lõiketöötluse ja külmvaltsimise korral A = 4,51 ja B = -0,265 70. K p= A Bu =4,51 470-0,265=0,883 0,88 71. Temperatuuritegur: 72. T =120 K t =1 73. Usaldatavustegur: 74. Usaldatavus peab olema 99% K u=0,814 75. Väsimuspiiri alanemise tegur: 76. K=1 0,85 0,88 1 0,814=0,61 77. Ristlõike B kohalik väsimuspiir: D 78. -1 =K -1=0,61 235=143,35 144 MPa 79. Suurim sümmeetrilise pingetsükli amplituudpinge, mida antud terasest ja antud konstruktsiooniga aste talub purunemata enam, kui 106 pingetsükli vältel. 80. Kohalik väsimusgraafik 81. 1000 pingetsükli tingliku väsimuspiiri väärtus - -1E3 =0,9 Rm 82. -1E3 =0,9 Rm =0,9 470=423 MPa 1000 pingetsüklit D 83. -1 =144 MPa - 1000000 pingetsüklit 84. Max, a = 96 MPa 85. 4 Max, a = 4 96 = 384 MPa tinglik väsimuspiir, mille korral saadakse varutegur S = 4
Ra = 3,2 µm Lõiketöötluse ja külmvaltsimise korral A = 4,51 ja B = -0,265 𝐾𝑝 = 𝐴𝜎𝑢𝐵 = 4,51 ∙ 470−0,265 = 0,883 ≈ 0,88 Temperatuuritegur: 𝑇 = 120℃ 𝐾𝑡 = 1 Usaldatavustegur: Usaldatavus peab olema 99% 𝐾𝑢 = 0,814 Väsimuspiiri alanemise tegur: 𝐾 = 1 ∙ 0,89 ∙ 0,88 ∙ 1 ∙ 0,814 = 0,637 Ristlõike B kohalik väsimuspiir: 𝐷 𝜎−1 = 𝐾 ∙ 𝜎−1 = 0,637 ∙ 235 = 149,8 ≈ 150 MPa Suurim sümmeetrilise pingetsükli amplituudpinge, mida antud terasest ja antud konstruktsiooniga aste talub purunemata enam, kui 106 pingetsükli vältel. 7. Ristlõike B kohalik väsimusgraafik, määrata eeldatav pingetsüklite arv purunemiseni 1000 pingetsükli tingliku väsimuspiiri väärtus - 𝜎−1𝐸3 = 0,9𝑅𝑚 𝜎−1𝐸3 = 0,9𝑅𝑚 = 0,9 ∙ 470 = 423 MPa – 1000 pingetsüklit 𝐷 𝜎−1 = 150 𝑀𝑃𝑎 - 1000000 pingetsüklit
6.4 Temperatuuritegur T =120 ℃ Valin tulemuse üleval antud tabelist. K t =1 6.5 Usaldatavustegur Tulemuse usaldatavus peab olema 99%. Valin tulemuse üleval antud tabelist. K u=0,814 6.6 Väsimuspiiri alanemise tegur K=1 ∙ 0,87 ∙0,88 ∙ 1∙ 0,814=0,62 6.7 Astme kohalik väsimuspiir D σ −1 =K ∙ σ −1=0,62∙ 235=145,7 ≈ 146 MPa Suurim sümmeetrilise pingetsükli amplituudpinge, mida antud terasest ja antud konstruktsiooniga aste talub purunemata enam, kui 106 pingetsükli vältel. 7. Ristlõike B kohalik väsimusgraafik 1000 pingetsükli tingliku väsimuspiiri väärtuseks σ −1E3 =0,9 Rm 7.1 Tingliku väsimuspiiri väärtus σ −1E3 =0,9 Rm =0,9 ∙ 470=423 MPa 1000 pingetsüklit D σ −1 =146 MPa astme kohalik väsimuspiir, 1000000 pingetsüklit σ −1E3 =423 MPa MPa
.. 0,3 legeeritud ja = 0,2 süsinikterastel. Valime R = 1 mm, siis K = 1,96; K = 1,3; Kd = 0,83; Kd = 0,69; KF = 0,95; = 0,1; = 0,2. Varutegur paindele S = = -1 , K a + m K F K d kus amplituudpinge M 32M 32 364 a = = 3 = 3 29,7 MPa W d t 3,14 0,05 ja keskmine pinge m = 0 . Siis -1 275 S = = 3,7 K 1,96
K 1,96 a m 30,5 0,2 0 K F K d 0,95 0,82 Varutegur väändele 1 S K a m K F K d Keskmine- ja amplituudpinge max T 16 T 16 1080 m a 11,5MPa 2 2 W p 2 d t3 2 0,062 3 Järelikult 1 165 S 7
kogu ristlõike järgi. Sellist kahjustuste järkjärgulist arenemist nim väsimuseks, tekkivat makropragu väsimuspraoks ja materjali võimet väsimusele vastu panna väsimustugevuseks. Väsimust saab ära hoida madala tööpinge tekitamisega. Perioodilise vahelduvpinge väärtuste hulka tema muutumise ühe perioodi vältel nim pingetsükliks, mille iseloomustamiseks kasutatakse suurusi – maksimumpinge, miinimumpinge, keskpinge, amplituudpinge, asümmeetriategur R. Võrdse asümmeetriateguriga pingetsükleid loetakse sarnasteks. Sarnaste tsüklite iseloomulikuks jooneks on see, et amplituudpinge moodustab kindla osa keskpingest. Kõik nullist erineva keskpingega tsüklid on asümmeetrilised. Asümmeetrilise tsükli erijuhtum on pulsatsioonitsükkel, mille R=0. Staatilise, ajas püsiva pinge R=1. Materjalide ohutu pingetsükli kvantitatiivseks iseloomustamiseks kasutatakse väsimuspiiri mõistet.
Tõmbediagramm- tõmbekatsest saadud taandatud koormus ja suhtelise deformatsiooni graafik Telg- ja polaarinertsimoment on alati positiivsed. Dimensiooniks on 15. Perioodiliselt muutuvat pinget iseloomustavad näitajad. pikkuseühik neljandas astmes, tavaliselt cm4. Koormusetsüklit iseloomustavad järgmised parameetrid: väärtuselt suurim pinge, väärtuselt vähim pinge, keskmine pinge, amplituudpinge, asümmeetriategur 16. Mis on materjali väsimus? Detaili tugevuse kahanemist kohaliku purunemisprotsessi tagajärjel vahelduvkoormuse toimel nimetatakse väsimuseks. 17. Mis on materjali väsimuspiir? Väsimuspiiri mõjutavad tegurid. Väsimustugevust iseloomustab väsimuspiir R maksimaalne pinge, mida materjal talub purunemata mingi N koormusetsüklite juures 18. Millistel tingimustel tekib materjali väsimuspurunemise oht.
kohta hangitakse katseliselt, tõmbeteimidelt, mille puhul uuritavast materjalist varrasproovikeha koormatakse purunemiseni registreerides koguaeg seost koormuse ja pikenemise vahel. Tõmbeteimi tulemused esitatakse tavaliselt tõmbediagrammina. Tõmbediagramm- tõmbekatsest saadud taandatud koormus ja suhtelise deformatsiooni graafik 15. Perioodiliselt muutuvat pinget iseloomustavad näitajad. (joonis natuke vildakas(peavad olema sarnased võnked) a(amplituudpinge a=0,5(max-min) keskmine pinge m=0,5(max+min) R = min assümeetriategur: max On pinget, mis aja jooksul mingisugust keha perioodiliselt mõjutab või pingega mõjutab. Pinge võib muutuda nullist kuni teatud amplituudini või mingist väärtusest kuni teatud amplituudini. Perioodiliselt muutuvat pinget iseloomustab pinge amplituut ning pinge keskväärtus. 16. Mis on materjali väsimus?
mille tagajärjel tekivad märki muutvad pinged (surve-tõmbepinged), mis põhjustavad pragude teket detailide välispindadel. Koormusetsüklit iseloomustavad järgmised parameetrid: - väärtuselt suurim pinge max; - väärtuselt vähim pinge min; - keskmine pinge m max min ; 2 max min - amplituudpinge a ; 2 min - asümmeetriategur R . max Lähtudes koormuse suuruse ja/või suuna muutmisest eraldatakse kolm tüüpilist koormusetsüklit: üldtsükkel, ühepoolne ehk pulseeriv tsükkel ja sümmeetriline tsükkel (Sele 2.6). Neist praktikas enamohtlik on sümmeetriline tsükkel. Pinge Pinge
annaabi.ee 
