Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
30
1.WPROWADZENIEDOPODSTAWKONSTRUKCJIMASZYN
Oznaczato,żekażdyprocesstochastycznystacjonarnyjestsumąprzebie-
gówharmonicznycholosowychamplitudach!kilosowychprzesunięciachfa-
zowychϕkdlaustalonychczęstościzmianωk.Narysunku1.2.5,natleogólnej
strukturyprocesówobciążeniaeksploatacyjnegomaszyn,przedstawiononapod-
stawiedanychfirmyMTS(MaterialTestingSystems)przybliżoneudziałypro-
centoweposzczególnychrodzajówobciążeniaeksploatacyjnego[5].
Łatwozauważyć(rys.1.2.5),żedlaokoło70%przypadkówobciążeniemo-
żebyćuważanejakostacjonarne,awięcdającesięaproksymowaćprzebiegami
harmonicznymi.Fakttenstanowiuzasadnieniesłusznościprzyjmowaniaprze-
biegówharmoniczniezmiennychdoweryfikacjiwytrzymałościelementówma-
szynobciążanychzmiennie.Dotyczytozarównoweryfikacjidoświadczalnej(ba-
daniezmęczeniowe),jakiobliczeńzmęczeniowych.
1.2.3.
Charakterystykaobciążeniaharmoniczniezmiennego
Jakjużpodkreślono,większośćprzebiegówobciążenialubnaprężenia
1)rejestro-
wanegowprocesieeksploatacjimaszynmożnaaproksymowaćprzebiegiem
harmoniczniezmiennymwczasie,opisywanymnajczęściejfunkcjąsinuso-
idalną,stądjegonazwaprzebiegsinusoidalniezmienny.Naprzykładtakiemu
przebiegowipodlegazmiananaprężeńwdowolnymprzekrojuosimaszynowej
obciążonejstałymmomentemzginającymlubwału,naktórydziałająstałemo-
menty:zginającyiskręcający.Obciążeniezmienneoprzebiegusinusoidalnym
przyjmujesięjakopodstawowe[18]wprzypadkach:
Oobliczeńzmęczeniowych,
Obadańdoświadczalnychprowadzonychwceluwyznaczeniawytrzymałości
zmęczeniowejmateriałów,
Obadańmodelowychprocesuzmęczeniamateriałówikonstrukcji.
Jeślipróbkadobadańzmęczeniowychlubelementkonstrukcyjnypodlega
jednoosiowemurównomiernemustanowiobciążeniaonaprężeniugłównymσ
zmieniającymsięwczasiet,towówczasmożnazapisać
σ
=
a
sin
(
t
+
ϕ
)
(1.2.11)
gdzie:σa-amplitudanaprężenia,ω-częstośćkołowazmiannaprężenia,
ϕ-kątfazypoczątkowej(przesunięciafazowego).
Jakwynikazewzoru(1.2.11),wykresemtejfunkcjijestsinusoidapokazanana
rys.1.2.6a.
Pozłożeniuchwilowychwartościnaprężeniawyrażonegowzorem(1.2.11)
zjednoosiowymnaprężeniemostałejwartościσmnaprężeniagłównego,otrzymu-
1)Wanalizieobciążeńzmieniającychsięwczasieodpowiadająceimnaprężeniaokreślanejako
naprężeniazmienne(zmęczeniowe).Wynikatoztego,żewzakresiesprężystym(ciałoHooke’a),
przystałościuogólnionegoprzekrojuanalizowanegoelementu,naprężeniawprostproporcjo-
nalnedoobciążenia.