Способ определения контактных напряжений

, СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР. ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ(прототип). сации неизмеряемь вание осуществляю элементами в виде одинаковыми перед нусами, а также п ми, но разными пл щей поверхности, жения 6 опреде ции в де- Приго 64.о СССР 1.01.80 . где Р гивания 2 - усилия протя дорнов; коэффициент т нов о стенки 2- ширина калибр линдрическойРЕДЕЛЕНИЯ КОНТлючающийся врмирующих элемичных отверспротягивания,что, сутем ком про- Г ения дортверстий; ующей ци- оверхносен ия це- ентем сти п(54) (57) СПОСОБ ОП НЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, зак тягивании двух дефо тов через два идент и измерении усилия л и ч а ю щ и й с я лью повышения точно щ усилий, протягит деформирующимидорнов с попарно ними и задними кооперечными сечения ощадями деформирую а контактные напря ляют по формуле 7 И(ъ-ь 11 11016Изобретение относится к машиностроению и может быть использованопри определении оптимальных контактных радиальных напряжений в соедине,ниях типа стержень - отверстие в.де 5талях любой конфигурации и из любогоматериала.В современном машиностроении применяется огромное количество плотныхсоединений типа стержень - отверстие.1 ОЗто соединения колес с валами, выполненные с натягом, соединения типаболт - проушина, соединения в цепяхтранспортных и угледобывающих машин,болтовые,заклепочные соединения имногие другие. Решающее влияние напрочность и выносливость этих соединений оказывает величина контактныхнапряжений, возникающих при образовании натяга между стержнем и стенкамиотверстия.Наиболее распространенным и:точнымспособом определения напряжений в деталях машин является способ проволочФной тензометрии. Сущность .способа25заключается в помещении проволочныхдатчиков, воспринимающих деформациидетали, в местах замера напряженийи снятии электрического сигнала, пропорционального степени деформации в30точке замера. По силе сигнала определяют деформации 13,Указанный способ обладает тем недостатком, что при наличии пластической деформации показания тензодатчиков не соответствуют картине напря-З 5жений.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ определения контактных напряжений, заключающийся в протягиваниидвух деформирующих элементов черездва идентичных отверстия и измеренииусилий протягивания 2).Недостатком способа является не 1 Ф 45достаточная точность измерении,обусловленная тем, что не учитываются составляющие усилия протягиванияна различных частях деформирующихэлементов.Целью изобретения является повышение точности путем компенсации неизмеряемых усилий.Цель достигается тем, что согласно способу определения контактныхнапряжений, заключающемуся в протя- .55гивании двух деформирующих элементовчерез два идентичйых отверстия и измерении усилия протягивания, протяги 94 2вание осуществляют деформирующими элементами в виде дорнов с попарно одинаковыми передними и задними конусами, а также поперечными сечениями, но разными площадями калибрующей поверхности, а контактные напряжения 6 к определяют по формулеРгк УС 1 где Р 1 и Рг - усилия протягиваниядорнов;Г - коэффициент трения дорнов о стенки отверстий;В и В - ширина калибрующей ци 1 2линдрической поверхности;с 1 - диаметр дорна.На фиг. 1 показана конструкция дорна с калибрующей поверхностью В; на фиг, 2 - то же, с калибрующей поверхностью Вг, на фиг. 3 - схема сил, действующих на дорн с калибрующей поверхностью В.,; на фиг. 4 - то же, с калибрующей поверхностью Вг, на фиг. 5 - эпюры усилий протягивания дорнов.Деформирующие тела выполнены в виде дорнов с разной шириной калибрующей поверхности Ви В . Передние и задние конусы дорнов соответственно равны, Диаметры калибрующей части дорнов также равны.При проталкивании двух дорнов одинакового диаметра через два идентичных отверстия усилия прстягивания записываются следующим образомР=(Р ) +Р +(Р г) (1) где Р - часть усйлия проталкиваниякдорна, возникающая за счетсил, действующих на переднем конусе дорна;Р - часть усилия проталкиванияК 2дорна, возникающая за счетсил, действующих на заднемконусе дорна;Р - часть усилия проталкиванияц 1дорна, возникающая за счетснл, действующих на цилиндрической калибрующей поверхности В;Р - часть усилия проталкиванияЦ 2дорна, возникающая за счетсил, действующих на цилиндрической калибрующей поВерхности Вг.Так как диаметры отверстий, передние и задние конусы дорнов равны, торавны и силы сопротивления, действующие на передних и задних конусахдвух дорнов. Вычитая из выражения (1) выражение(2), получимР -Р =Р -Р1 век 2 еас ц ОЛМаксимальные значения Р и Р1 пс 4 х 2 гмх берутся потому, что равенства (3) выполняются только при условии полного входа дорна в отверстие.Полагая распределение радиальных, контактных напряжений по ширине цилиндрической части дорна равномерным, выражение (4) можно представить как1 юсах Р 2 всек ф сЙ-В 2) Ок е С 5) где 6 - величина контактных напрякжений на калибрующей частидорна. 01694 4Из выражения (5) величина контактных напряжений равна5УЗГЬ -Ь )1 2Способ определения контактных напряжений в отверстиях не требует дорогостоящего специального оборудования и предполагает только наличие универсальной испытательной машины с силоизмерительным устройством.Применение предлагаемого способапозволит определить величину контактных напряжений при широком диапазоне упругих и пластических натягов в отверстиях деталей из любых конструкционных материалов. Знание величин контактных напряжений позволит проводитьточные расчеты ресурса деталей, чтов конечном итоге значительно сократит объем усталостных испытаний,1101 б 94 фиаХ Составитель А.Северинедактор Н.Пушненкова Техред С.Мигуноваорректор В,Бутяга ака дписное итета СССР ткрытийская н 4 иал ППП "Патент", г.Ужг ул.Проектная 4/26ВНИИПИ Госудпо делам и113035, Моск Тираж 823ственного кбретений иЖРауш