Концентрація напружень значно знижує межу витривалості матеріалу. Це враховується в практичних розрахунках на витривалість ефективним коефіцієнтом концентрації напруженьKσ ( Kτ ), що безпосередньо визна-

чається за графіками (рис. 6.3 – 6.7) [4] у залежності від типу концентратора напружень, деформацій, розмірів деталі і тимчасового опору матеріалу σв.

K , K
2.4
2.2
2.0			1
1.8			2
1.6
1.4
1.2	400	600	800	1000	, МПа
Рис. 6.3. Ефективний коефіцієнт концентрації напружень:
		1 – при згинанні; 2 – при крученні

K
2.2		d=30 - 50 мм
		1
2.0		2
1.8			do
1.6			d
1.4400	600	800	1000	, МПа
Рис. 6.4. Ефективний коефіцієнт концентрації напружень при:
1 – d0	d = 0,05 −0,1; 2 – d0		d = 0,015 −0,25

147

K
	d=30 - 50 мм
1.8				do
1.6			d
1.4	600	800	1000	, МПа
400
Рис. 6.5. Ефективний коефіцієнт концентрації напружень
	при крученні і d0		d = 0,05 −0,25
K
			r
				t
2.0	t		D	d
				t
	r =2

= 500 МПа

1.5 tr =1

1.0					r
					d
	0.05	0.10	0.15

Рис. 6.6. Ефективний коефіцієнт концентрації напружень при крученні

K
1.8				D d		D/d=2
1.6		=800				=1200
1.4
1.2			=400
1.00	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	r/d

Рис. 6.7. Ефективний коефіцієнт концентрації напружень при розтяганні і d = 30 −50 мм

При відсутності графіків для визначення Kσ ( Kτ ) спочатку визначають Kσ′ ( Kτ′) за графіками, наведеними на рис. 6.8, 6.10 і 6.12 [4]. Потім, за

148

графіками на рис. 6.9, 6.11 і 6.13, визначають поправковий коефіцієнт η( η′) і обчислюють ефективний коефіцієнт концентрації напружень Kσ ( Kτ ) за формулою

Kσ =1+η(Kσ′ −1) або Kτ =1+η′(Kτ′ −1) .

(6.11 )

K

			r
3	2 1		D	d
2	3				D/d=2
	4
1
	0.1	0.2	0.3	0.4	r /d

0.8
0.6
0.4
0.2
1.0	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	D/d

Рис. 6.8. Ефективний коефіцієнт концентрації напружень при σв в МПа: Рис. 6.9. Поправковий коефіцієнт на

1 – 1200; 2 – 1000; 3 – 800; 4 – 400

відношення D/d до рис. 6.8

Якщо відсутні графіки коефіцієнтівKσ′(Kτ′) , то ефективний коефіцієнт концентрації напружень Kσ(Kτ) можна визначити за емпіричною формулою

Kσ = 1+q(ασ − 1) ,

(6.12)

де ασ – теоретичний коефіцієнт концентрації;

q = (0–1) – коефіцієнт чутливості матеріалу до концентрації напружень. Для чавуну він близький до нуля, а для високоміцних сталей – до одиниці. Він визначається за графіками, наведеними на рис. 6.14.

K `
2.2		D	d
2.1
2.0
1.9		D/d=1.4
1.8
1.7
1.6
1.5	3
1.4
1.3	3		1
1.2
1.1			r /d
1.0	0.1
0			0.2

	0.8
	0.6
	0.4
	0.2
	0			1.3	D /d
	1.0	1.1	1.2

Рис. 6.10. Ефективний коефіцієнт	Рис. 6.11. Поправковий коефіцієнт на
концентрації напружень при σв	відношення D/d до рис. 6.10 в МПа:
	1 – 1200; 2 – 600; 3 – 400

149