Способ определения амплитуды напряжений при нагружении деталей машин

(57) Изобре тательной т усталостныхфункцию рас ся к ис ение отн хинке и испытаниределени воляет приопределятьамплитуд на спытаспосоалей ике, а именно к ж испытаний де точобГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМЪ( СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Курганский мный институт(56) Окубо Хадзимапряжений гальваничМ.: Машиностроение Изобретение относится к и тельной технбам усталостнь т машин,Цель изобретения - повьппение ности при нерегулярных циклах нагружения детали.Способ осуществляют следующим разом.Закрепляют датчики деформаций интегрального типа на поверхности детали, которые способны в процессе циклического нагружения накапливать информацию о величине циклических напряжений, т.е. способны "запоминать" историю нагружения детали 1 на которой они закреплены, осуществляют нагружение детали, определяют закон пряжений, Цель изобретения - повышение точности при нерегулярныхциклах нагружения детали. По способу тарируют по выбранному параметрудатчики интегрального типа. Аналогичные датчики закрепляют на испытуемой детали, Определяют по закону ее нагружения вид Функции распределения амплитуд напряжений. Осуществляют нагружение детали и регистрируют реакции интегральных датчиков в процессе нагружения по числунеизвестных параметров функции распределения амплитуд напряжений и числу циклов до этих реакций, с помощьюкоторых по тарировочным зависимостям аопределяют неизвестные параметры, аследовательно, искомую Функцию. 2 ил. ее нагружения, после появления реак ции датчиков в процессе нагружения по числу параметров его закона периодически регистрируют величины указанных реакций и соответствующие им числа циклов нагружения.Далее проводят тарировочные испытания датчиков по полученным тарировочным зависимостям амплитуд напряжений б от числа И циклов нагружения. По тарировочным зависимостям- 11 определяют параметры С К; описывающих их уравнений (, Б/ /СС 7 С щ К, где 0 и С модули сдвига материалов детали и датчиков соответственно для различных критериев А 1, А А реакцийдатчиков.)дС т.е, для а для матерна ди С = 46,4 к 135,206,146,5, К 2или аналитк 1 и 2: 0,6е 30схие= 0,548 для 0,66,ные тарируемьы зубчатогоают в составри нерегуля едо момент критерия А 10 цик одолжают и ции А и т 2,1510Г" ловспыакжедо гд равнений стему а-бФунк цижащих опр Исполь ские датч использов Г (ба) содержиделению парамеовали медные г ле 55 два под ра , 5 С альванччекритериев ачения А,Э маке 3 6 мц ки. В качестве ли различные з При равенс,ве критериев А, Аз.А; реакций датчиков, закрепленных надетали, тарировочным значениямполученным соответствующим им числамН, 2М; нагружения детали спомощью уравнений) максСа Х 5,Ф, 0 2б( ) е 16 дС,С - ССмак где Й я - предел чувствительности датчиков, т.е. та минимальнаяамплитуда напряжений, при которойнаблюдается реакция датчиков; 2 аспредел прочности материала датчикаопределяют значения параметровф 2Ж Функцию Й 7,) распреамплитуд напряжении аналогичную закону нагружения детали.П р и и е р. Онределяли Функцию.сад ) распределения амплитуд напряжечий ) в основании зубьев колесабортового редуктора трактора в процессе егоэксплуатации, Закон нагруж"пия зубьев зависит от состояниядорог, режимов работы по нагрузкеи скорости, квалификации водителяи т,д Эксплуатация псказела, чтовоздействия носят случайный характер и подчиняются нормальному закону распределения,Поскольку в процессе эксплуатацйи машины детали работают при упругой деформации, амплитуды циклических напряжений в основании зубьевбудут меняться по тому же закону,что и нагрузка - нормальному законураспределения.- математическое ожидание,- дисперсия,107. и А, = 607. относительной площади измененной структуры в процентах А; =1007, где Б - суммарнаяБ ,еБОБмц.с площадь зерен измененной структуры датчика; Б в- площадь поверхности датчика, на которой определяется Б сФНа основе тарировочных испытаний строят зависимости на Фиг,1,; криваяпостроена по критерию А , а кри" вая 2 - по критерию А.Определяют значения коэФФициентов С и К. Для этого задаются координаты двух экспериментальных точек каждой из полученных кривых.Кривая 1 (Б = 106 тыс., Оо, - 203 МПа, М) = 400 тыс.,О"164 ИПа, (,) г)Кривая 2 С 1 Я 1 = 200 тыс,С)сгээ а = 204 ИПа И = 800 тыс. (7 =2 ф аг168 МПа. Для материала зубьестали Св = 8210 РЛала датчика, т.е. для ми 10 Э ИПа вычисляют:для кривой 1: С= 0,548для кривой 2: С 2 =результате получзависимости кривь6 а и135,2 8200 Датчики, аналогич закрепляют во впадин леса, которое нагруж бортового редуктора ном режиме работы.Испытания проводя акции датчика и виде и определяют число И до этого момента и п тания до момента реа определяют число И этого момента.Составляют сй165 Составитель Ю.ВиноградовРедактор Ю.Середа Техред И.Иоргентал Корректор Н.Ревск Заказ 1769 Тираж 3 ВНИИПИ Государственного комитет 13035, Москва, 9 Подписноепо изобретениям и открытиям при Ж"35, Раушская наб., д. 4/5 оизводственно-издательский кбмбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1сПодставляют в ннх найденные эначе 9 д ния С С 2 К К 1 ф М ф 02 ф С в 6 и С = бв232 МПа - предел прочМакености меди,О"155 МПаэ щф мин ф мин = 167 МПА - пределы чувствительности медных датчиков по критериям Аи А соответственно.Решая эти уравнения, нашли, что 8 Я 32,88 И 1 а, б " 197, 1 МПа, а фуйкция.ь;(С;) распределения амплитуд напряжений имеет видйСС - ь 974 ь Й%) -" 0,0156 еи изображена граФически на фиг.2. 2878 бФормула изобретения.Способ определения амплитуды напряжений при нагружении деталей машин, заключающийся в том, что эакреп"ляют датчики деформаций интегрально"го типа ка поверхности детали, осуществляют ее нагружение до появленияреакции датчиков, регистрируют величину этой реакции и число пикловнагружения, с помощью которых потарировочным зависимостям определяютамплитуды действующих напряжений,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, сцелью повышения точности при нерегулярных циклах нагружения детали, нагружение детали продолжают и,послепоявления реакции датчиков, определяют параметры нагружения, по которым 20 периодически регистрируют величиныуказанных реакций и соответствующиеим числа циклов нагружения, с учетомкоторых определяют амплитуды действующих напряжений.