Читайте также:
|
Критерий – это "мерило значения чего-либо", граница допустимости решения, ограничение целевой функции.
Важнейшими критериями работоспособности деталей машин являются прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость, вибрационная устойчивость.
При конструировании работоспособность деталей обеспечивают выбором материала и расчетом размеров по основному критерию. Выбор критерия обусловлен характером воздействия нагрузки, среды и вызываемым видом отказа.
В настоящее время самым распространенным критерием работоспособности является прочность.
Прочность – это способность детали сопротивляться разрушению или потере формы под действием приложенных к детали нагрузок. Этому критерию должны удовлетворять все детали и узлы.
На основании принципа независимости действия сил любое сложное напряженное состояние можно разложить на простые виды: растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг (кручение), срез – это внутренние напряжения в сечениях деталей.
На поверхности соприкосновения (контакта) двух деталей под нагрузкой возникают поверхностные напряжения. Если размеры площадок контакта одного порядка с другими размерами деталей, то говорят о напряжениях смятия sсм. Если хотя бы один из размеров площадки контакта существенно мал по сравнению с другими размерами, то возникают контактные напряжения.
Исследованием контактных напряжений занимался Генрих Герц (Hertz). В его честь эти напряжения обозначают с индексом " Н ": s Н, τ Н.
В "Теории упругости" различают две контактные задачи:
а) с первоначальным (до приложения нагрузки) контактом по линии,
Вследствие упругих деформаций под действием сжимающей нагрузки w = F / l линия контакта переходит в узкую полоску шириной 2 а (2 а << r), на которой возникают контактные напряжения s Н, изменяющиеся по эллиптическому закону.
Формула Герца для первоначального контакта по линии: s Н = ZE (w / rпр)1/2 £ [s H ], (1.1)
где w = F / l – удельная (на 1 мм длины линии контакта) линейная нагрузка, Н/мм; ZE – коэффициент влияния механических свойств материалов деталей;
|
Рис. 1.1 Рис. 1.2
б) с первоначальным контактом в точке, например, сжатие шара на плоскости (рис. 1.2).
Числовые значения s Н намного превышают другие виды напряжений и даже пределы текучести sТ и прочности sВ. Например, в подшипниках качения s Н max = = 4200 МПа, а sТ = 1700 МПа и sВ = 1900 МПа у стали ШХ15 для них.
Кроме s Н, в зоне контакта возникают также касательные напряжения
t Н max = 0,3s Н max в точке, отстоящей от поверхности контакта на глубину 0,78 а.
Отсутствие мгновенного разрушения объясняется тем, что в зоне действия s Н и t Н материал находится в условиях всестороннего объемного сжатия.
Рассчитав величины отдельных составляющих напряжений, по принципу суперпозиции (наложения) с учетом векторного характера, можно определить суммарное или эквивалентное напряжение s Е. Например, для совместных напряжений изгиба s и кручения t: s Е = (s2 + 3t2) 1/2 £ [s].
По критерию [s] делают оценку прочности изделия.
Дата добавления: 2015-01-05; просмотров: 26 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
