Диаграммы усталости

В табл. 4 приведены некоторые диаграммы ускорений ведомого звена за время его удаления из крайнего ближнего в крайнее дальнее положение. Предполагаем, что обратное движение звена характеризуется аналогичными диаграммами.

Диаграммы ускорений ведомого звена кулачковых механизмов

перемещений. Поэтому диаграммы ускорений, скоростей и перемещений в начале проектирования строят по осям ординат в неопределенных масштабах. В итоге для периодов удаления и возвращения одной и той же диаграммы эти масштабы могут оказаться разл 1ЧНЫМИ, что не всегда удобно. Ниже приведено условие, руко-водс'вуясь которым этого можно избежать.

На рис. 9.11, а, б построены диаграммы ускорений и перемещений толкателя. Из диаграммы ускорений видно, что наибольшая сила инерции Ри тах, способствующая отрыву толкателя от кулачка, появляется при приближении толкателя в положение Т

Силы инерции в любом положении толкателя по абсолютной величине можно получить из диаграммы ускорений, приняв кривую их изменения за график сил инерции (не учитывая знаки) в масштабе р,р = тц0.

коэффициентом заполнения диаграммы ускорений (рис. 4.8, в)

Классификация законов движения строится на основании изучения диаграммы ускорений, ее аналога или инварианта подобия. Различают следующие виды законов движения в зависимости от характера изменения ускорения или скорости за фазу прямого или обратного хода (рис. 4.9):

Зная величину массы двигающегося звена и определив его ускорение из плана ускорений (или диаграммы ускорений) или аналитическим методом, нетрудно подсчитать величину полной силы инерции. Направление ее вектора противоположно вектору ускорения.

Выбирая для отдельных участков диаграммы перемещений ведомого звена различные кривые, можно получить движение по самым разнообразным законам. Например, можно начать движение ведомого звена по параболическому закону, затем перейти плавно на синусоидальный закон и т. п. Рассмотренные законы движения показывают, что спокойный и безударный ход толкателя можно обеспечить только при условии, если кривая касательных ускорений at (ф) — непрерывная функция. В этом случае первый и второй интегралы движения (кривые скорости и(ф) и перемещений «(ф) будут также непрерывными функциями. Поэтому при проектировании кулачкового механизма с динамической точки зрения целесообразно исходить из графика ускорений. Например, можно задаться диаграммой ускорений в виде двух равных равнобочных трапеций. Эта диаграмма, отличаясь простотой построения, дает плавное изменение ускорения. Диаграмму скоростей можно получить графическим или аналитическим интегрированием диаграммы ускорений. Интегрирование диаграммы скоростей дает график перемещений.

Конкретизируя полученные результаты для механизмов циклового действия, на основании (3.69) в первую очередь следует обеспечить не только непрерывность второй передаточной функции механизма П" и функции 7i, характеризующей внешнюю нагрузку, но и определенную минимальную величину отрезка времени, соответствующего изменению возмущения между экстремумами. Последнее особенно важно при выборе диаграммы ускорений и соответствующих безразмерных характеристик.

В процессе рационального динамического синтеза законов движения при учете влияния колебаний ведомого звена возникает задача с противоположными тенденциями влияния длительности переходного участка диаграммы ускорений. Действительно, включение в диаграмму ускорений переходного участка в виде линейной или гармонической характеристики уменьшает так называемый коэффициент заполнения и тем самым увеличивает экстремальное значение- идеальных ускорений (см. п. 1). В то же время введение этого участка уменьшает дополнительные ускорения, вызванные колебаниями, поэтому при выборе параметров закона движения отмеченные факторы должны быть учтены совместно.

Диаграммы усталости строят в координатах сг — N (рис. 159, а), полулогарифмических ет — ]g.
Рис. 159. Диаграммы усталости

для практического пользования диаграммы усталости в координатах а„ — JV, где а„ — предельные амплитуды циклов (рис. 159, е).

На основании логарифмической диаграммы усталости (рис. 162) для произвольных точек 1 и 2 нисхо-дящей ветви кривой усталости.

ОБОБЩЕННЫЕ ДИАГРАММЫ УСТАЛОСТИ

Диаграммы усталости (см. рис. 159) строят на основании результатов испытания стандартных'образцов при определенном виде нагруже-ния (растяжения, сжатия, изгиба, кручения) и постоянных параметрах цикла (при постоянном значении коэффициента асимметрии цикла г).

Рис. 165. Обобщенные диаграммы усталости

Обобщенные диаграммы усталости ............284

Асимметрия цикла. Во многих случаях, кроме циклической составляющей напряжения, имеется статическая (постоянная) составляющая, т.е. нагружение происходит асимметрично. При возрастании статической составляющей напряжений циклические напряжения, приводящие металл к разрушению, снижаются, так как фактически разрушение определяется суммированием статических и циклических напряжений. Наиболее простой случай одновременного статического и циклического нагружения — наложение статического растяжения (или сжатия) при циклическом одноосном растяжении—сжатии. В этом случае напряжения алгебраически складываются и металл подвергается асимметричному растяжению-сжатию, пульсирующему растяжению или пульсирующему сжатию. На рис. 104, 105 представлены так называемые полные диаграммы усталости сплавов ВТЗ-1 и Ti—6 % AI—4 % V (типа сплава ВТ6) при различных температурах и различной концентрации напряжений (круговой надрез) [95 и др.]. Эти диаграммы представляют зависимость разрушающих циклических напряжений, которые уменьшаются при наложении возрастающего статического напряжения растяжения. Предельной точкой этих диаграмм является величина статического напряжения, равная пределу текучести материала, когда практически нулевые циклические напряжения могут привести к разрушению. Циклическая состав-

Рис. 104. Диаграммы усталости сплавов ВТ6 (а) и ВТЗ-1 (б) при температурах испытания, °С: .

Имеются попытки представить полные диаграммы усталости в аналитической форме [ 165] . Для определения предела выносливости сплавов ОТ4 и ВТ6 при асимметричном нагружении с достаточной достовер-