Ad 1) Narysować przykładowy wykres Wohlera dla stali

Żeby określić wytrzymałość zmęczeniową materiału należy przeprowadzić badania na próbkach i narysować na ich podstawie krzywą Wohlera.

W tym celu rejestrujemy naprężenie max. i odpowiadającą temu liczbę cykli jaką ta próbka wytrzymała do zerwania karzdy z tych pomiarów wykonujemy wielokrotnie i wyznaczamy z nich wartość średnią

Б_{max 1}→N₁, N₁', N₁", ... itd. → N_1śr

Następnie zmieniamy Б_max i ponownie wyznaczyć liczbę cykli

Б_{max 2}→N₂, N₂', N₂", ... itd. → N_2śr

Б_{max 3}→N₃, N₃', N₃", ... itd. → N_3śr

Itd.

Z_re - granica wytrzymałości zmęczeniowej na rozciąganie i ściskanie

N_G- graniczna liczba cykli

Wykres Wohlera można podzielić na dwie części

I - Zakres ograniczonej wytrzymaości zmęczeniowej ( zmiana naprężenia w zależności od cykli )

II - Zakres nieograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej ( wartość granicznego naprężenia nie zależy od liczby cykli)

Ad 2 )Przykładowy wykres naprężeń elementu z karbem . Zdefiniować współczynnik kształtu

d

Б_max = Б_{śr *} α_k

ς

Б_śr α_k - współczynnik kształtu [α_k ≥ 1]

Ma charakter teoretyczny

Б_max

Б_max

α_k =

Б_śr

D

α_k = f(rodzaj obciążenia ;bezwymiarowe wskaźniki kształtu ( D / d , 2ς / d )

Ad 3) Podaj def i sens fizyczny

α_k współczynnik kształtu lub spiętrzenia naprężeń

α_k = Б_max / Б _śr

α_k = f(rodzaj obciążenia(rozciąganie ,skręcanie ,zginanie), bezwymiarowych wskaźników kształtu(D / d , 2ς / d))

α_k maleje gdy maleje ułamek D / d , oraz gdy rośnie ułamek 2ς / d

β_k - współczynnik działania karbu dotyczy konkretnego materiału , kształtu mówi nam ile razy zmniejszyła się wytrzymałość zmęczeniowa danego materiału w skutek zastosowania karbu z reguły jest mniejszy od α_k

α_k = f(β_k )

β_k = 1+η_k ( α_k+1 )

β_p - współczynnik stanu powierzchni zależy od środowiska i od stanu powierzchni ( chropowatości )

Z _szlifowanej

β_p =

Z _{dowolnie obrabianej znajdującej się w określonym środowisku}

Wpływ wielkości elementu na wytrzymałość zmęczeniową

γz - współczynnik wielkości próbki np. wytrzymałość wału o średnicy 500 mm na zginanie będzie mniejsdza

od wytrzymałości próbki o średnicy 10 mm

Z _{próbki o średnicy 10 mm} Z _Φ10

γ_{z = =}

Z _{o dowolnej średnicy} Z _d

γ_{Q -} współczynnik mówiący o tym o ile otrzymana granica plastyczności różni się od rzeczywistej

Re _Φ10

γ_Q =

Re _d

Współczynniki bezpieczeństwa

Χ_z - Rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa (jest to stosunek granicznej amplitudy naprężenia do rzeczywistej amplitudy naprężenia )

Б_a

Χ_z = ≥ Χ_{Z wymagane}

Б_na β_S γ_z δ₁∙∙∙ δ₄

Χ_Q - Dotyczy wytrzymałości statycznej (stosunek granicznego całkowitego naprężenia do rzeczywistego całkowitego naprężenia ­)

Re

Χ_z = ≥ Χ_{Q wymagane}

(Б_m + Б_na) γ_Q δ₁∙∙∙ δ₄

Ad 4) Narysować i wyjaśnić wykres wytrzymałości zbiorczej Haigh'a

Służy do wyznaczenia granicznej amplitudy Б_a

Do wykreślenia potrzebujemy (Re , Z_{rc ,} Z_{rj ,}dotyczące kinkretnego materiału)

Б_a

Re

B

Б_a1

Z_rc Zrj

2

Б_m1 -Б_m

Z_rj / 2

Re

Uproszczony wykres Haigha budujemy następująco . Odmierzamy na osi odciętych Z_rc( p. A) . Na osi rzędnych i odciętych odmierzamy w przyjętych podziałkach 1/2 Z_rj otrzymujemy w ten sposób( p. B ).Na osi odciętych i rzędnych odmierzamy Re (p. C,D).Łączymy (p.C,D).Łamana ABEC przedstawia uproszczony wykres zmęczeniowy .

Ad 5)Zasady obliczania wymiarów obliczeniowych spoin

I czołowej

l_o l_o - grubość spoiny

a a - długość obliczeniowa spoiny

grubość obliczeniowa jest równa mniejszej wartości grubości łączonych elementów

g₁ g₂ a = g­₁ gdzie g₁ < g₂

długość obliczeniowa ( końce nie przenoszą naprężeń )

l_o = B - 2g gdy B >> g to l_o ≈ B

II pachwinowej

g

P

Siła P powoduje ścinanie spoiny

τ_p =
naprężenia tnące spowodowane działaniem sił

l_o

a g

a - wysokość trójkąta wpisanego w przekrój spoiny

a ≤ 0,7 g

a l_o = B B >> g

τp =
=

Бmax

Бmax2

Бmax1

N₂

N₁

N_G

Z_rc

Ln N

I

II

Wykres Wohlera

Dla rozciągania i ściskania

A

E

C

D

B

---