Расчет на усталостную прочность и долговечность_Космацкий

a11 ,

m1 ,

nt

n 1 Д ;

эпр

n Д N эпр .

n a

VI. Определение запасов прочности и долговечности для варианта m var , a var

Входные параметры:

1 – предел выносливости материала детали;

1 Д – предел выносливости детали;

– число циклов напряжений за базовый период времени;m2 ,…, mj – средние напряжения блоков циклов;

n1 , n2 ,…, n j – число средних напряжений (блоков) циклов;a12 ,…, a1i – амплитуда в первом блоке циклов;

………………………………………………………….

aj1 , aj 2 ,…, aji – амплитуда в j-м блоке циклов;

n11 , n12 ,…, n1i – число амплитуд в первом блоке циклов;

…………………………………………………………….

n j1 , n j 2 ,…, n ji – число амплитуд в j-м блоке циклов; Tз – заданный срок службы детали;

в – предел прочности материала детали.

Алгоритм расчета:

c j

n j

;

n j

zi

n ji ;

nta nt c j zi ;

n

a

nta

Tз ;

k 0,0981 в 7,5;

Naji N0

10( 1 aji ) / k ;

N aээ

zi

;

n ji

N aji

Naэ

1

;

c j

Naээ

aэ 1 k(lg N0 lg Naэ ) ;

mэ mj c j ;

41

0,02 2 10 4 в ;эпр aэ mэ ;

Nэпр N0 10( 1 эпр ) / k ;

n 1 Д ;

эпр

n Д N эпр .

n a

VII. Определение допускаемых запасов прочности и долговечности

Входные параметры:

S1 – коэффициент надежности материала; S2 – степень ответственности детали;

S3 – точность учета действующих сил и напряжений; S4 – число испытываемых деталей;

Алгоритм расчета:

n S1 S2 S3 S4 ;

1	1
n Д 10 k	(1		) .
		n

Структура расчета детали на усталостную прочность и долговечность (для вариантов I – IV) представлена на рис. 15.

10.ПРОГРАММА РАСЧЕТА ДЕТАЛЕЙ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ "AGBAR"

Для автоматизации расчетов деталей металлургического оборудования на усталостную прочность и долговечность разработана программа "AGBAR", реализованная в среде редактора таблиц "Microsoft Excel". Интерфейсы окон программы при их последовательном открытии представлены в приложениях.

Окно заставки программы содержит информацию об авторах программы и организации–разработчике (приложение 1). В следующем окне (приложение 2) предлагается выбрать расчетное сечение детали и отметить наличие в детали предварительного напряжения. Программа предусматривает расчет только одного конкретного сечения детали, поэтому не стоит пытаться вести расчет одновременно двух сечений. В двух последующих окнах (приложения 3, 4) предлагается ввести последовательно характеристики материала детали и параметры выбранного для расчета сечения детали. При вводе исходных данных следует заполнять все строки окна, вводя арабские цифры с использованием для отделения целой части числа точку. Параметры сечения, не используемые в конкретном варианте расчета, вводятся в обязательном порядке в виде единицы.

42

σв

εσ

β0

βy

βф

βk

kσ

k

ψσ

σ–1	σa1	n1	c1	σa2	n2	c2	σai	ni	ci	nta
σ–1Д	n I
										nΣа
		Na1			Na2			Nai
kΣσ										nД
										I
					Naэ					nД
										II
	n
	II				σaэ					σmax
							σm
										σmin
							σэпр

n

nД

III–

III–

Nэпр

IV

44

Рис. 15. Структура расчета детали на усталостную прочность и долговечность (варианты I – IV)

45

При открытии следующего окна (приложение 5) предлагается выбрать вариант нагружения и выводятся промежуточные результаты расчета предела выносливости детали на изгиб σ–1Д и предела выносливости детали на кручение τ–1Д . Следующее окно (приложение 6) служит для ввода исходных данных по амплитуде и количеству циклов нагружения. Далее следует выбор допускаемого запаса прочности, для чего в соответствующем окне (приложение 7) приводятся данные табл. 4. Полученные результаты расчета в виде коэффициентов запаса прочности выводятся в последнем окне программы (приложение 8), причем в этом же окне для сравнения приводятся данные о допустимых значениях этих коэффициентов. В этом же окне предусмотрена возможность выхода из программы или возврата к началу расчета нового сечения детали. Результаты расчета могут быть выведены на печатающее устройство и сохранены для последующих расчетов.

Программа "AGBAR" рекомендуется при выполнении прочностных расчетов деталей металлургического оборудования в курсовых и дипломных работах студентов специальностей 170300 – "Металлургические машины и оборудование" и 110600 – "Обработка металлов давлением".

ЛИТЕРАТУРА

1.Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков А.П. Расчет деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: Справочник. – М.: Машиностроение,

1985. – 224 с.

2.Соколов Л.Д., Гуслякова Г.П., Пряхин В.А. Расчет деталей металлургического оборудования. – М: Металлургия, 1983 – 176 с.

3.Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин: Учебное пособие для машиностроительных спец. вузов. – М: Высшая школа, 1991. – 319 с.

4.Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. – 2-е изд., перераб. и доп. / Под ред. А.П. Гусенкова – М.: Машино-

строение, 1993. – 364 с.

5.Гребеник В.М., Цанко В.К. Надежность металлургического оборудования: Справочник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1989. – 597 с.

6.Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин: Справочник. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989. – 702 с.

45