Разрушающимся элементом

Практическое значение параметра К,\с состоит в том, что, зная его, можно определить величину разрушающих напряжений а (рис. 56) в зависимости от формулы и размера дефекта (/Х^Ь и наоборот, зная рабочее напряжение в детали, можно предсказать размер трещин, при достижении которого произойдет разрушение.

Рис. 1.12. Зависимость разрушающих напряжений

Достаточно пластичные металлы разрушаются по механизму вязкого разрушения даже при наличии трещины. О реализации вязкого разрушения можно судить по величине остаточной деформации, фрактографическим особенностям и величине разрушающих напряжений. К примеру, в случае реализации вязкого разрушения в плоских моделях с односторонним надрезом (или трещиной) разрушающие напряжения в нетто-сечении иногда близки уровню временного сопротивления металла. При этом разрушение чаще всего носит сдвиговый характер (под углом около 45° к направлению действия нагрузки). Оценку несущей способности при вязком разрушении производят в основном с использованием двух критериев: предельное сопротивление сдвигу ткр и неустойчивость сопротивления пластическому деформированию (начало образования шейки).

Основные положения. В основе известных расчета на прочность используется линейная механика разрушения. При небольших, сравнительно с пределом текучести, разрушающих напряжениях деталь находится в хрупком состоянии. Тогда справедливы асимптотические оценки напряженного состояния в окрестности вершины трещины и расчет на прочность можно вести по известному критерию Ирвина (К < Кс) линейной механики разрушения. С повышением уровня разрушающих напряжений зона пластических деформаций, окружающая вершину трещины, увеличивается в размерах. Если номинальное разрушающее напряжение больше предела текучести, то разрушение можно назвать квазихрупким. При этом асимптотические оценки напряжений у вершины трещины перестают быть справедливыми, понятие коэффициента интенсивности отсутствует и для расчета детали на квазихрупкое состояние требуются другие методы (даваемые нелинейной механики разрушения). На температурной зависимости разрушающего напряжения области хрупкого и квазихрупкого состояний отделяются так называемой второй критической температурой [10], т. е. той температурой, при которой номинальное разрушающее напряжение образца с трещиной равно пределу текучести при данной температуре. Поскольку разрушающее напряжение зависит от длины трещины, то при изменении длины трещины можем получать области хрупких и квазихрупких состояний при одной и той же температуре детали. Следовательно, желателен единый метод расчета для хрупкого и квазихрупкого состояния, поскольку расчет должен предусматривать варьирование длины трещины путем введения соответ-

Для расчета на прочность необходимо иметь связь разрушающих нагрузок с длиной трещины с помощью всем известных формул, а эту связь доставляет предельный коэффициент К. Отличие от хрупкого состояния заключается в том, что предельная величина К будет зависеть от длины трещины (или, что то же самое, от разрушающих напряжений). Эту зависимость назовем пределом трещиностойкости. Таким образом, мы получаем единое расчетное уравнение, справедливое для хрупких и квазихрупких состояний:

вводится параметр атр, характеризующий чувствительность стали к дефектам и представляющий собой отношение разрушающих напряжений в нетто-сечении aiH к разрушающему напряжению бездефектного элемента ain :

Примем, что конструкция рассчитана на допускаемые напряжения для стали, равные 280 МПа. Отложим по той же оси значения разрушающих напряжений для этой же марки стали (кривая 2). По оси ординат откладываем частоты наблюдаемых в конструкциях реальных напряжений, а также частоты пределов прочности.

Наибольшие плотности их вероятностей группируются вокруг наиболее часто имеющих место расчетных и разрушающих напряжений. Расстояние от точки А кривой / до точки В кривой 2 представляет собой числовое значение запаса прочности в напряжениях рассматриваемых конструкций. Совершенно очевидно, что кривая /, полученная опытным путем, не должна пересекаться с кривой 2.

При циклическом нагружении эффективный коэффициент концентрации напряжений упрощенно определяют на основании кривых усталости гладкого образца и образца с концентратором напряжений (рис, 175) как отношение их пределов выносливости (fe, *= СоЛО или разрушающих напряжений в области ограниченной долговечности при одинаковом числе циклов N (k3 = OO/CT').

одноосного напряженного состояния (растяжения, сжатия) с тем различием, что численные значения разрушающих напряжений гораздо выше и кривые не имеют отчетливо выраженного горизонтального участка предела выносливости.

турно-водородном состоянии ОШЗ с помощью программы регрессионного анализа с применением ЭВМ. В качестве функции отклика выбирались критические значения факторов трещино-образования: количественный состав структуры (SKp), концентрации диффузионного водорода Нд.кр и уровня средних разрушающих напряжений aip:

В качестве предохранительных муфт в машиностроении применяют: муфты с разрушающимся элементом, кулачковые, шариковые (разновидность кулачковых) и фрикционные. Последние три типа муфт стандартизованы (см. ГОСТ 15620-77; 15621—77 и 15622—77).

Муфты с разрушающимся элементом. Муфты этого типа отличаются компактностью и высокой точностью срабатывания. Их применяют, когда по роду работы машины перегрузки могут возникнуть лишь случайно. Конструктивные схемы таких муфт приведены па рис. 20.33.

В качестве предохранительных муфт в машиностроении применяют: муфты с разрушающимся элементом, кулачковые, шариковые (разновидностькулачковых) и фрикционные. Последние три типа муфт стандартизованы (ГОСТ 15620—93, 15621—77 и 15622—77). Предохранительные муфты независимо от типа могут работать только при строгой соосности валов.

Муфты с разрушающимся элементом. Муфты этого типа отличает компактность и высокая точность срабатывания. Их применяют в тех случаях, когда по

6.12. МУФТА С РАЗРУШАЮЩИМСЯ ЭЛЕМЕНТОМ (ПРЕДОХРАНИТЕЛ ЬНАЯ)

Предохранительные муфты — с разрушающимся элементом— цилиндрическим штифтом (нормаль Р95-1, нормаль СКБ-3) или призматической шпонкой; пружинно-кулачковые (ГОСТ 15620—70); пружинно-шариковые (ГОСТ 15621—70); фрикционные дисковые (ГОСТ 15622—70); фрикционные конусные.

Муфты предохранительные с разрушающимся элементом (рис. 15.18, табл. 15.7), Расчет предохранительной муфты со срезным штифтом заключается в определении диаметра штифта по уравнению

Табл. 15. 7. Параметры предохранительной муфты с разрушающимся элементом (рис. 15.18)

Предохранительные муфты или муфты предельного момента служат для защиты механизмов от перегрузки, когда передаваемый крутящий момент достигает предельной величины. В основном применяют предохранительные муфты двух видов. Предохранительные муфты с разрушающимся элементом имеют наиболее простую конст-РИС. 311

Предохранительные муфты с разрушающимся элементом. Муфты этого типа применяют при редких перегрузках. Благодаря малым габаритам они могут быть приближены к источникам перегрузки. Недостатком этих муфт является необходимость замены разрушающихся элементов.

Муфты с разрушающимся элементом, например срезным штифтом (рис. 18.16, а), состоят из двух фланцевых полумуфт, соединенных штифтом. При перегрузке штифт срезается. Диаметр штифта dm проверяют на срез по формуле