2.5.2. Метод р. Хейвуда

Расчетный метод Р. Хейвуда базируется на использовании уравнений (2.52) и (2.53).

На рис. 2.6 приведены для сравнения диаграммы предельных амплитуд рассчитанные методами М.Н. Степнова и Р. Хейвуда, и экспериментальные значения для сплава 7075-Т6 [13].

Рис.2.6. Диаграммы предельных амплитуд для сплава 7075-Т6: штриховая линия – расчет по уравнению (2.55), сплошная – по уравнению (2.53); точки – эксперимент; база испытаний N=10⁵ (1), 10⁶ (2), 10⁷ (3) и 10⁸ (4) циклов.

 

Как следует из приведенного графика оба метода удовлетворительно описывают диаграмму предельных амплитуд цикла напряжений как в области положительных значений , так и в области отрицательных , хотя, как было установлено, метод М.Н. Степнова с большей точностью позволяет оценивать предельную амплитуду цикла напряжений, чем метод Р. Хейвуда.

Из других известных уравнений диаграммы предельных амплитуд удовлетворительное соответствие с опытными данными имеет уравнение И.А. Биргера (1.12) и уравнение Петерсона (1.11), хотя их точность заметно ниже уравнения М.Н. Степнова (2.59). Уравнения Гудмана, Гербера и И.А. Одинга и др. из-за больших погрешностей не могут быть рекомендованы для построения диаграммы предельных амплитуд цикла напряжений.

 

2.6. Построение диаграммы пределов выносливости предельных максимальных напряжений цикла

Рассмотренная ранее методика построения расчетным способом диаграммы предельных амплитуд цикла напряжений позволяет построить диаграмму предельных максимальных напряжений (пределов выносливости) и предельных минимальных напряжений (рис. 1.6). С этой целью для определения предела выносливости при асимметричном цикле изменения напряжений к вычисленной по формулам (2.52), (2.53), (2.59) величине следует прибавить значение среднего напряжения цикла, т. е.

                       (2.62)

Для определения предельного минимального напряжения следует из среднего напряжения цикла вычесть значение амплитуды, найденное по формуле (2.52), (2.53) и (2.59), т. е.

                                  (2.63)

С учетом (2.52).(2.59) упомянутые диаграммы можно строить для различных баз испытаний, как это показано на рис. 2.7.

Рис. 2.7. Диаграммы предельных максимальных и минимальных напряжений цикла: N₁< N₂< N₃;

Сплошная линия — , штриховая линия — .

 

2.7. Расчетный метод определения коэффициента чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений

При схематизации предельной нагруженности и в расчетах на прочность деталей, работающих в условиях действия переменных напряжений, в качестве характеристики материала широко используются коэффициенты  и , учитывающие чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений, определяемые по формулам

,    ,                      (2.64)

где  и  — пределы выносливости материала соответственно при симметричном и отнулевом циклах напряжений. В соответствии с ГОСТом 25.504-82 [14] принимают .

В настоящее время используются три метода определения коэффициента чувствительности к асимметрии цикла напряжений  — экспериментальный, эмпирический и расчетный (теоретический).