Wytrzymałość zmęczeniowa wału

 

Współczynnik spiętrzenia naprężeń:

Określa stosunek wytrzymałości znormalizowanej próbki gładkiej do wytrzymałości obliczanego elementu o określonych wymiarach i kształcie, o tym samym materiale.

W przypadku nagłej zaminy geometrii następuje zjawisko spiętrzenia naprężeń .

teoretyczny współczynnik spiętrzenia naprężeń, współczynnik kształtu
Gdy dla materiału nieelastycznego – materiał ulegnie zniszczeniu

 

Dla materiałów plastycznych:

– współczynnik wrażliwości materiału na działanie karbu

 

Owe współczynniki wyznaczane są laboratoryjnie przez niszczenie próbek z odpowiednimi karbami w odpowiednich warunkach z odpowiednim materiałem.

βg– współczynnik spiętrzenia naprężeń przy zginaniu

βs– współczynnik spiętrzenia naprężeń przy skręcaniu

ε– współczynnik poprawkowy wzmocnienia

ξ– współczynnik poprawkowy osłabienia

 

Wyznaczanie współczynnika β  –

  • najpierw wyszukujemy współczynnik spiętrzenia naprężeń
  •  następnie w zależności od karbu uwzględniamy współczynnik poprawkowy
  • w niektórych przypadkach współczynnik wymiarowy – uwzględniający średnicę wałka
  • -na końcu, wyznaczamy współczynnik uwzględniający gładkość powierzchni

Rzeczywiste współczynniki bezpieczeństwa:

współczynnik bezpieczeństwa w odniesieniu do granicy wytrzymałości zmęczeniowej na zginanie obustronne
współczynnik bezpieczeństwa w odniesieniu do granicy wytrzymałości zmęczeniowej na skręcanie obustronne
dla stałych obciążeń skręcających

Dla obliczanego przekroju przy obciążeniach złożonych:

Dla rzadko występujących i krótko trwających szczytowych obciążeń – sprawdzamy statyczną wytrzymałość wału przy szczytowym obciążeniu przyjmując:

x-1,3-1,5 – przy bardzo dokładnych obliczeniach, jednorodnym materiale i dokładnym wykonaniu

x-1,5-1,8 – przy przeciętnych warunkach pracy

x-1,8-2,5 – przy niezbyt dokładnych obliczeniach, dla przypadków statycznie niewyznaczalnych, dla niekorzystnych warunków pracy, dla odpowiedzialnych konstrukcji (zagrożenie zycia)

 

składowe naprężeń zmiennych i stałych, przy zginaniu lub skręcaniu

współczynniki przeliczeniowe naprężeń stałych na naprężenia zmienne

rzeczywiste współczynniki spiętrzenia naprężeń

wytrzymałości zmęczeniowe na zginanie obustronne i skręcanie