Стр. 1
 

55 страниц

532.00 ₽

Купить официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Устанавливает методы расчета характеристик сопротивления усталости деталей машин и элементов конструкций, изготовленных из сталей, в много- и малоцикловой упругой и упругопластической области.

Стандарт не распространяется на методы расчета характеристик сопротивления усталости сварных конструкций и их элементов

Введен впервые

Ограничение срока действия снято: Протокол № 3-93 МГС от 12.03.93 (ИУС № 5-93)

Оглавление

1 Определение пределов выносливости деталей машин и элементов конструкций

2 Определение пределов выносливости деталей машин и элементов конструкций для заданной вероятности разрушения

3 Определение коэффициентов вариации пределов выносливости деталей машин и элементов конструкций

4 Определение параметров кривых усталости m и Ng и коэффициентов чувствительности к ассиметрии цикла напряжений

5 Определение расчетых характеристик сопротивления малоцикловой усталости

Приложения

Показать даты введения Admin

Страница 1

Группа Г59

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ С Т А Н Д А Р Т

Расчеты и испытания на прочность

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК СОПРОТИВЛЕНИЯ УСТАЛОСТИ

ГОСТ

25.504-82

Strength calculation and testing.

Methods of fatigue strength behaviour calculation

MKC 19.060 ОКСТУ 0803

Дата введении 01.07.83

Настоящий стандарт устанавливает методы расчета следующих характеристик сопротивления усталости деталей машин и элементов конструкций, изготовленных из сталей, в много- и малоцикловой упругой и упругопластической области:

-    медианных значений пределов выносливости на базе I07 циклов;

-    пределов выносливости для заданной вероятности разрушения на базе К)7 циклов;

-    коэффициента вариации пределов выносливости;

-    показателя наклона левой ветви кривой усталости в двойных логарифмических координатах;

-    абсциссы точки перелома кривой усталости;

-    коэффициента чувствительности к асимметрии цикла напряжений;

-    предельных амплитуд при асимметричных циклах нагружения;

-    параметров уравнения кривой малоцикловой усталости (в пределах до 10s циклов) при: растяжении — сжатии, изгибе и кручении,

симметричных и асимметричных циклах напряжений или деформаций, изменяющихся по простому периодическому закону с постоянными параметрами, абсолютных размерах поперечного сечения детали до 300 мм, наличии и отсутствии концентрации напряжений, температуре от минус 40 1С до плюс 100 “С, наличии и отсутствии агрессивной среды, частоте нагружения в пределах 1—300 Гц.

Стандарт не распространяется на методы расчета характеристик сопротивления усталости сварных конструкций и их элементов.

Область применения стандарта ограничивается случаями, для которых в тексте стандарта и приложений имеются все исходные и справочные данные.

Выбор требуемой номенклатуры характеристик сопротивления много- и малоцикловой усталости определяется в каждом конкретном случае задачами и методом расчета по действующим в отраслях нормативно-техническим документам.

Термины, определения и обозначения, применяемые в стандарте, — по ГОСТ 23207. Обозначения, применяемые в стандарте, приведены в приложении 1.

Размерность напряжений — МПа. геометрических размеров — мм.

Настоящий стандарт унифицирован со стандартами ГДР ТГЛ 19340/03 и ТГЛ 19340/04. (Измененная редакция, Изм. № I).

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ВЫНОСЛИВОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И ЭЛЕМЕНТОВ

КОНСТРУКЦИЙ

1Л. Определение медианных значений пределов выносливости

Медианные значения пределов выносливости деталей машины в номинальных напряжениях

Перепечатка воспрещена

78

1

Страница 2

ГОСТ 25.504-82 С. 2

о_ (соответствующие вероятности разрушения Р =50 %) определяют с учетом коэффициента

снижения предела выносливости К по формулам:

- при растяжении — сжатии или изгибе

(1)

К

(3)

где а медианное значение предела выносливости на совокупности всех плавок металла данной

марки гладких лабораторных образцов диаметром d0 = 7,5 мм. изготовленных из заготовок диаметром d, равным абсолютному размеру рассчитываемой детали; о — медианное значение предела выносливости на совокупности всех плавок металла данной

марки гладких лабораторных образцов диаметром = 7,5 мм, изготовленных из заготовок размерами 10—20 мм;

А', — коэффициент, учитывающий снижение механических свойств металла (ов , ат .о., ) с ростом размеров заготовок (п. 1.3);

- при кручении

(4)

А:=[г^,“ "    (5)

Т., Я Кх ■    .    (6)

Медианные значения пределов выносливости деталей о , t , полученные по формулам

(1) и (4) для Р= 50 %, используют для оценки пределов выносливости деталей при любой заданной вероятности разрушения (разд. 2 и 3).

Примечания:

1.    При наличии корршионных воздействий в формулы (2) и (5) вместо А', следует подставлять значения

*коР-

2.    При отсутствии экспериментальных данных ориентировочно величины а , , г , допускается оценивать на основе соотношений:

о , = (0,55-0,0001 • ов ) • ов ,    О)

где ов — среднее значение предела прочности стали данной марки, определенное на образцах, изготовленных из заготовок диаметром d. равным абсолютному размеру рассчитываемой детали, МПа;

т., =0,6-с.,.    (8)

1.2. Определение эффективных коэффициентов концентрации напряжений А'в . Ат и отношений

V^<r

1.2.1.    Коэффициенты Ка, и отношения K0/Kda,K../Kd, определяют по экспериментальным данным или путем расчета.

1.2.2.    Определение К„, Ат. Ka/Kda и At/A'„5 — по экспериментальным данным. Коэффициенты Кп, At могут определяться экспериментально на геометрически подобных

образцах диаметром d или толщиной А поперечного сечения не менее 40 мм, если d или А рассчитываемой детали превышают это значение. Если d или А рассчитываемой детали меньше 40 мм, то при экспериментальном определении Ка, Ат целесообразно вести испытания на натурных деталях или моделях тех же поперечных размеров.

79

Страница 3

С. 3 ГОСТ 25.504-82

Для ряда деталей экспериментально полученные значения К„, К, и К0/Kda, Kz/Kjx приведены в приложении 2 (черт. 1—7, 13—16).

Значения (А^/А^о)0 для валов с напрессованными деталями (при наличии коррозии трения) при изгибе представлены на черт. 1 приложения 2.

При ов > 500 МПа и р < 30 МПа следует учитывать соответствующие поправочные коэффициенты % и (черт. 2, 3) и определять значения Ka/Kd„ по формуле

к°

V . У’

(10)1

II 1 е к

к«,\

' S S >

0

1 « к

9

5

II

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.2.3. Определение Ка, А-, и K„/Kda, Кх/Кметодом расчета

К к

1.2.3.1. Коэффициенты К , К.К.,К^ и отношение    в    случае отсутствия прямых

*<la

экспериментальных данных могут быть вычислены по формулам (при известных значениях v„ , vT, а и G):

„ (И-вД.)^    „    (Н)

“    1    +    0 ' о '    ~    !    - 0 ■ I

*■„.0.511+0»=^,^.

*Л-0.5,ие^7п^.    <12>

ка 2%

км ~ I + е-, ~ а°' ^0r« ’ v°]'

АГ, 2а,    (12а)

ЛГЛ = I + 0 vr - a( ^0r.«: vt) ■

W-

где вгл = |чг^| — значение относительного критерия подобия усталостного разрушения для гладкого

(без концентрации напряжений) образца диаметром мм.

Определение относительного критерия подобия усталостного разрушения в. величин ve, vT и функции , v) приведено в пп. 1.5 и 1.8.    _

1.2.3.2. Если известны только величины а. и 6', то Ка или К. вычисляют приближенно по формулам:

.    “п.    (13)

г    «т    (14)

Коэффициент п вычисляют по формуле

л-1+Vff    <|5>

или по черт. 14 приложения 2 в зависимости от значений относительного градиента напряжений G(мм™1), вычисленного по формулам, приведенным в табл. 1. и предела текучести о, (МПа).

80

1

Формула 9. (Исключена. Изм. № 1).

Страница 4

Таблица 1

Примечание. <р = ——-.

+ 2

1.2.3.3.    В приближенных расчетах значения К„ и Kz вычисляют по формулам:


К0 - 1    +?(«„ -I),    (18)1

А; - 1    +<7<cit -1),    (19)

где значения коэффициентов чувствительности    металла к концентрации напряжений «/определяют

по черт. 15 приложения 2.

1.3.    Определение коэффициентов

1.2.3.1 —1.3. (Измененная редакция, Изм. № I).

1.3.1.    Коэффициент А', для легированных сталей определяют по черт. 16 приложения 2 или по формуле,

А, -    1-0.2 lg ^г- для d £ 150 мм.    (2())

где dQ = 7,5 мм — диаметр гладкого лабораторного образца;

А, = 0,74 дтя г/ > 150 мм.

Для углеродистых сталей А, = I.

1.3.2,    1.3.3. (Исключены, Изм. № 1).

1

Формулы 16 и 17. (Исключены, Изм. № 1).

Страница 5

С. 5 ГОСТ 25.504-82

1.4. Определение теоретических коэффициентов концентрации напряжений аа. сц

1.4.1.    Коэффициенты ат определяют по теоретическим решениям или на основе измерений с

помощью поляриэаинонночмггичсского метода, тензометрирования и т.п. (приложение 3. черт. 1—47).

1.4.2.    Для определения теоретических коэффициентов концентрации напряжений в детааях, изображенных в табл. 2, могут быть использованы также номограммы, приведенные на черт. 48 и 49 приложения 3.

При м с ч а и и я:

1.    Пример использования номограмм лля элементов с двусторонней внешней выточкой при изгибе. Дано: р *■ 2,5 мм: t *» 15 мм; а = 95 мм.

Находим «* 2,45:    6,16.

Как вытекает из табл. 2. для нужно воспользоваться рядом чисел b, а для    — кривой 2. По черт. 48

or абсциссы —6.16 начинаем двигаться по вертикали вверх до пересечения с кривой 2. Затем налево проводим горизонтальную линию до пересечения с осью ординат. Точку пересечения соединяем с точкой у} L *• 2.45, находящейся на горизонтальной оси. при лом отсчет производим по ряду чисел Ь. Прямая касается

круга, указывающего коэффициент концентрации а„ = 4.28.

2.    Пример использования номограммы для элементов с внешней выточкой и осевым отверстием при изгибе.

Дано: ре4 мм; а - 13 мм: ; = 36 мм; г - 25 мм.

Находим V-y~3. ^ ™ 1,80,    =2,50.

Как указано в примере 1 при Л1^ (ряд чисел Ь) и >/£ (кривая 5) на черт. 4S находим а„ «■ 3.60. ‘^ю будет теоретический коэффициент концентрации напряжений при большом осевом отверстии

Теперь переходим к черт. 49 и смешаемся вверх по вертикали при значении = 2,50 до пересечения

с кривой 2. затем налево по горизонтали до пересечения с осью. Точку пересечения соединяем с прямой (<х'а),тт = 3,60. лежащей на другой оси. Круг, которого касается эта прямая, дает ай = 2.08.

Таблица 2

Конструктивные случаи для определения теоретических коэффициентов концентрации и сц по номограмме

(приложение 3, черт. 48. 49)

Вид выточки или надреза

Формула

Вид напряжения

номинального

напряжения

Ряд чисел дли параметра

Крииая дли параметра

Крииая для параметра


Р

2 da



зл/„ 2d7

Р

Та

6Д/„

dtf


Растяжение


Растяжение


Изгиб


Изгиб


Р

Растяжение

2 da

зл/и - I 2<л ь3 - г')

Изгиб

82

Страница 6

ГОСТ 25.504-82 С. 6

Продвижение таб.1. 2

Ряд чисел для параметра

ч


Кривая для параметра


Кривая для параметра


Формула

номинальною

напряжения


Вид пыточки

ИЛИ НиЛрСУЛ


Вил напряжения


Растяжение


Р

па2


1/т- 0,3


4А/„

«г

2 Л/к й?


Изгиб


Кручение


Растяжение



Ж г11)


Изгиб


4Л/„г

Mr4 - с*)


2 Л/к • г «г* - с4)


10


Кручение


Растяжение



х{/г -г2)


4А/„ ■ г

«Л22)


Изгиб


2 Л/к - г л(А4 - г4)


10


Кручение


1.4.3. При обработке результатов на ЭВМ коэффицие1ГГЫ концентрации напряжений а„ лля деталей, указанных на черт. 20—22. 27 и 28 приложения 3, вычисляют по формуле

_!__(25)*

J Л д<1+0/р)г С \J "Р (а/p)5 Т (t/р/

а/р

(t/pf a/p~l/p

где коэффициенты А. В, С и Z определяют по табл. 3 (о = d/2 или а = Ь/2), а в остальных случаях <Ха определяют по формулам, приведенным на черт. 1—3, 6—11, 14—19 приложения 3.

Примечание. Формула (25) является приближенной и дает отклонения до 10 %—20 % в запас прочности.

Таблица 3

Значения коэффициентов для вычисления ctg по формуле (25)

Коэффици

Форма

образна

(летали)

Дпусюроинип надрез (ниточка)

Ступенчатый переход но галтели

енты

изгиб

растяжение

кручение

изгиб

растяжение

кручение

А

Круглый

0,20

0.22

0.7

0,62

0,62

3.4

Плоский

0,50

0.50

И

Круглый

2,75

U7

10.3

5.80

3.50

19.0

Плоский

2,10

0,85

-

6.00

2.S0

* Формулы 21—24. (Исключены, Изм. № 1).

83

Страница 7

С. 7 ГОСТ 25.504-82

ПроЛмжение табл. 3

Коэффици

Фарма

образца

(детали)

Двусторонний надрез < им точка)

Ступенчатый перелои но галтели

енты

изгиб

растяжение

кручение

изгиб

растяжение

кручение

с

Круглый

0.20

1.0

Z

3.00

2,0

1.5. Определение значения относительного критерия подобия усталостного разрушения

1.5.1. Относительный критерий подобия 0 вычисляют по формуле

L

77


(4


1

т


(26)


0


d0 = 7,5 мм;    = -^-=88,3

L выражается в мм,

G выражается в мм-1. Значения функции fl0 , v) *

где

мм

приведены в табл. 4 или черт. I приложения 4.

Таблица 4

1+0

Значения функции F (0. v)

о

IgO

яе, V)- —

I

,9- "РИУ

0.04

0.0S

0.10

0.12

0.16

0.20

0.0032

-2.5

0,885

0,774

0,720

0.668

0,569

0.480

0.0100

-2.0

0,908

0,813

0,774

0,730

0,647

0.569

0,0316

-1.5

0.931

0,863

0.829

0,7%

0,730

0.668

0.1000

-1,0

0.954

0.908

0,836

0.836

0,818

0,774

0,3162

-0.5

0.977

0.954

0.942

0.931

0,908

0,885

1,0000

0

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1,000

3,1620

0,5

1,023

1.046

1,058

1.070

1.092

1.115

10,0000

1.0

1,046

1,092

1,115

1,137

1,182

1.226

31,6200

1,5

1.069

1,137

1,171

1.204

1.269

1,332

100 оооо

2.0

1,092

1.182

1,226

1.269

1,353

1.430

I Uv ,VUuu

Я16 2000

2^5

1,115

1,226

1,280

1,332

1,430

1.519

1 НПО поло

1,137

1.269

1,332

1,392

1,502

1.5%

Я16"> 0000

J.W

3.5

1,160

1.312

1,382

1,449

1,508

1.667

10000.0000

4^0

1,182

1,352

1,431

1,502

1,627

1.726

В формуле для определения /'<0 . v) параметр v принимает значения vc при изгибе и растяжении-сжатии и vt — при кроении.

1.6. Определение параметра L

1.6.1. При круговом изгибе или растяжении—сжатии, а также при кручении круглых стержней с кольцевыми канавками, с переходом от одного сечения к другому по галтели, с резьбой или гладких L = xd. При изгибе в одной плоскости круглых стержней L = 0.08 nd.

Если при растяжении—сжатии или изгибе деталей только часть периметра рабочего сечения прилегает к зоне повышенной напряженности, то L вычисляют по формулам, приведенным на черт. 2 приложения 4.

_ _ 1.7. Определение относительного градиента первою главного или касательного напряжений

G, r;t

84

Страница 8

ГОСТ 25.504-82 С. 8

Относительные градиенты напряжений О, G't определяют по формулам, приведенным в табл. 1.

1.8.    Определение коэффициентов чувствительности металла к концентрации напряжений и масштабному фактору v0 и vt

1.8.1.    Значения v„ , v. определяют по совокупности результатов испытаний па усталость образцов различных форм, размеров, уровней концентрации напряжений, изготовленных из металла одной плавки и испытанных при различных видах нагружения.

1.8.2.    При отсутствии опытных данных для конструкционных сталей величину v„ приближенно вычисляют по формуле

vc = 0,211-0.000143 оп при cn 5 1300 МПа,

v„ = 0.025 при <тв > 1300 МПа.    (27)

При кручении для конструкционных сталей величину v. приближенно принимают равной

vt — 1,5 • v„ .    (28)

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.9.    Определение коэффициентов влияния шероховатости поверхности А, К^

1.9.1.    Значения коэффициента КГо, характеризующего снижение пределов выносливости при

ухудшении качества обработки поверхности в зависимости от предела прочности и чистоты поверхности, для изгиба и растяжения—сжатия, определяют по черт. 3 приложения 4 или вычисляют по формуле

KFo = 1-0,22 lg    1) (ои в МПа).    (29)

1.9.2.    Значения коэффициента КГх вычисляют по формуле

= 0.575 КГо + 0.425.    (30)

1.10.    Определение коэффициента /(кор

1.10.1.    Коэффициент Ккор, характеризующий снижение предела выносливости от влияния коррозии до испытания на усталость, приведен в зависимости от предела прочности на черт. 4 приложения 4.

На кривых указано количество дней, в течение которых образец подвергался воздействию коррозионной среды (пресной воды) до испытания на устапость.

1.10.2.    Влияние коррозии при одновременном действии коррозионной среды и переменных напряжений представлено в виде зависимости коэффициента Ккор от предела прочности стали на черт. 5 приложении 4.

1.10.3.    Коэффициенты Ккор соответствуют определенной частоте испытания и числу циклов, указанных в подрисуночных подписях. При других частотах и базах испытания следует вводить поправки в соответствии с экспериментальными данными.

1.11.    Определение коэффициента влияния поверхностного упрочнения Ку и коэффициента анизотропии КА

1.11.1.    Методика определения коэффициента влияния поверхностного упрочнения Ку приведена в приложении 5.

1.11.2.    Коэффициенты анизотропии, приведенные в табл. 5, учитывают, если первое главное напряжение при изгибе и растя жени и —сжатии направлено перпендикулярно направлению прокатки материала.

При кручении анизотропию не учитывают.

Таблица 5

Значения коэффициентов аниютронии Кл

о.. МП»

ом, М П»

Да 600

0,90

Св. 900 до 1200

0,83

Св. 600 до 900

0.86

* 12СЮ

0.80

85

Страница 9

С. 9 ГОСТ 25.504-82

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ВЫНОСЛИВОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ЗАДАННОЙ ВЕРОЯТНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ |а ,д|/>

2.1.    При наличии достаточного объема статистической информации для оценки коэффициента вариации пределов выносливости деталей машин (ve ^ или vt ^), используя вычисленное для заданной базы по формуле (I) или (4) медианное значение предела выносливости детали (а , или

— 1Д

( ), определяют пределы выносливости детали на той же базе для любых заданных вероятностей разрушения Г в предположении справедливости нормального закона распределения по формулам:

1д >/> = «_,д <, + VVu>’    (31)

<т-1д)я“" (1+^, vt i<),    (32)

где zP — квантиль нормального распределения, соответствующая заданной вероятности разрушения Р.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВАРИАЦИИ ПРЕДЕЛОВ ВЫНОСЛИВОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

3.1.    Коэффициент вариации предела выносливости детали вычисляют по формуле

(33)

-U <Мд

где Sa ( и а — среднее квадратическое отклонение и среднее (на совокупности всех плавок)

значение предела выносливости детали соответственно.

Результирующий коэффициент вариации предела выносливости детали при отсутствии сварки, поверхностного упрочнения и при стабильной технологии вычисляют по формуле

*vl +v£ ,    (34)

где v„ — коэффициент вариации максимальных разрушающих напряжений в зоне концентрации,

соответствующий пределам выносливости деталей (при испытании идентичных деталей, изготовленных из металла одной плавки, связанный со структурой неоднородностью металла (наличием различных фаз. включений, искажений кристаллической решетки и т. д.);

— коэффициент вариации средних (в пределах одной плавки) значений пределов выносливости гладких лабораторных образцов диаметром 7,5 мм, учитывающий межплавочное рассеяние механических свойств металла и вычисляемый по формуле

*=-=-,    (35)

а I

им

\hzr~ («Li/-«li)2;    (36)

(37)

i -1

где 5 и — значение a j для /-Й плавки; п — число плавок;

v„ — коэффициент вариации теоретического коэффициента концентрации напряжений схд.

учитывающий отклонения фактических размеров деталей (особенно в зонах концентрации напряжений) от номинальных (в пределах допусков).

При нестабильной технологии, неоднородности свойств металла, наличии остаточных напряжений и технологических дефектов коэффициенты вариации предела выносливости деталей v ? определяют путем проведения усталостных испытаний деталей.

86

Страница 10

ГОСТ 25.504-82 С. 10

3.2. Определение коэффициентов вариации v„

3.2.1. При достаточно стабильной технологии, однородности свойств металла в объеме детали, отсутствии остаточных напряжений коэффициенты вариации максимальных разрушающих напряжений v вычисляют по формуле

пик

(38)

3.3.    Определение коэффициентов вариации V-

Коэффипиент ^ определяют по статистическим данным о межплавочном рассеянии пределов

выносливости по формулам (35)—(37).

Если данных по межплавочному рассеянию величин ст., нет, то. учитывая практически линейную зависимость между пределами выносливости и пределами прочности, в первом приближении допускают

*.“Ч’

где ve — коэффициент вариации предела прочности металла на множестве всех плавок (va = 0,04—0,10).

3.4.    Определение коэффициентов вариации va

3.4.1.    Колебания радиусов кривизны в зоне концентрации напряжений р характеризуются коэффициентами вариации vp. Коэффициенты вариации находят по результатам измерения партии деталей (не менее 30—50 шт.) в условиях производства.

3.4.2.    Среднее значение р, среднее квадратическое отклонение радиуса кривизны р и коэффициент вариации vp вычисляют по формулам:

(39)

1

Зависимость «„ от р подставляют функцией

Ц, * ЧКР)-    (42)

Коэффициент вариации v_ вычисляют по формуле

где аа — среднее значение а0, соответствующее р - р:

(к>

^-(о — абсолютное значение производной, которое соответствует средним значениям определяющих параметров.

3.4.3. Для нахождения производной в выражении (43) допускается осуществлять линейную аппроксимацию функции (42) в окрестности заданных значений параметров, используя уравнение прямой, проходящей через две точки

d

'I

“ej-V IP) IP)

hJrbJ,

где £ — заданное значение отношения параметров р и d (вместо p/d может быть р/I и т. п.);

(44)

87

Страница 11

С. 11 ГОСТ 25.504-82

(£] >£ и |£|    — отношения^, близкие к заданному значению:

\dh d Wi d    d

и «„ — значения cx„, соответствующие (p/d}2 и (p/d)

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КРИВЫХ УСТАЛОСТИ т И ,\'0 И КОЭФФИЦИЕНТОВ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К АСИММЕТРИИ ЦИКЛА НАПРЯЖЕНИЙ *РП И Ч\

4.1.    Для расчета на прочность левую наклонную часть кривой усталости предстаатяют в виде

ат ■ N * а™ ■ Ng ,    (45)

где т — показатель наклона кривой усталости в двойных логарифмических координатах;

Na — абспнсса точки перелома кривой усталости.

4.2.    Величина Дгс в большинстве случаев колеблется в пределах ;VC = 106—3 К)6 циклов. В расчетах на прочность при переменных напряжениях, когда отсутствуют данные натурных усталостных испытаний, принимают в среднем Nc = 2 I06 циклов.

4.3.    Величины т для деталей изменяются в пределах 3—20,    при    этом    с    ростом коэффициента

снижения предела    выносливости    К уменьшается т. Зависимость    между К    и    т принимают прибли

женно в виде

т = j,    (46)

где    С    = 5 + ^jjj-(a„ в МПа).    (47)

4.4.    Значения и Ч'т вычисляют по формулам:

= 0,02 + 2- 10“4 ов.    (48)

У. = 0,01 + 10-4 ов-    (49)

где ои в МПа.

Для деталей с концентрацией напряжений коэффициенты влияния асимметрии цикла *¥„ и 4% вычисляют по формулам:

ЧЧ-ТГ- *Ч“Т-    ,5,)>

где К— коэффициент, определяемый по формулам (2), (5).

Дчя легированных сталей допускается вычислять коэффициенты 4^ и 4% по формулам:

'V'sfe    ,52>

4.5. Предельные амплитуды для деталей при асимметричном цикле нагружения вычисляют по формулам:

(53)

-Ч'г    (54)

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СОПРОТИВЛЕНИЯ МАЛОЦИ КЛОВОЙ УСТАЛОСТИ

5.1. Расчет малоцикловой долговечности выполняется на основе анализа местных деформаций. К малоцикловой относят область чисел циклов до разрушения < 5 104—10-\ когда становится выраженным упругопластический характер деформированного состояния конструкции. Рассматривают условия нагружения, при которых максимальные деформации достигают 0,5 %—1,0 %.

88

Страница 12

ГОСТ 25.504-82 С. 12

5.2.    При определении малоцикловой долговечности и оценке накопления повреждений должны быть следующие данные:

-    циклические упругопластические и односторонне накопленные деформации в максимально напряженных зонах конструкции:

-    располагаемая пластичность материала £/-;

-    кривая малоцикловой усталости конструкционного материала <ЛГ =/(е/*1).

5.3.    Определение напряжений и деформаций

5.3.1.    Напряженно-деформированное состояние и его поцикловое изменение в максимально напряженных зонах конструкции определяют расчетным или экспериментальным методами, в том числе по данным тензометрических измерений на моделях и натурных конструкциях для заданных или эквивалентных нагрузок.

5.3.2.    Расчетное определение напряженно-деформированного состояния элементов конструкций выполняется решением соответствующих задач малоциклового нагружения в циклической упруго-пластической постановке либо в замкнутой форме, либо численными методами.

5.3.3.    Ятя приближенных оценок малоцикловой прочности элементов конструкций, работающих при нагрузках, вызывающих в зонах концентрации напряжений выход материала за пределы упругости, деформации и напряжения приближенно определяют с использованием интерполяционных зависимостей типа

(* = 0),    (55)

(*=!...),    (56)

где    /^0) =■    — упругопластический коэффициент концентрации напряжений;

ей»

К(0) = _n^u_ _ упругопластнческий коэффициент концентрации деформаций;

еи

5<*>

ff(k) л    _ цИКЛщ,ескнй чпругопластическнй коэффициент концентрации напряжений;

л    и

К'А) -    — циклический упрчтопластический коэффициент концентрации деформаций.

и

Зависимость используется для аст й 3.5. При больших значениях ас применение формулы дает

результаты, идущие в запас прочности.

Для вычисления значения циклических упругопластических коэффициентов концентрации Ки К[к\ кроме известных значений теоретического коэффициента концентрации а„. необходимо знать зависимость напряжения от деформации при циклическом упругопластическом деформировании.

5.4. Определение диаграмм статического и циклического деформирования

5.4.1.    Диаграмма статического и циклического деформирования характеризует зависимость напряжения от деформации при статическом или циклическом нагружении. Диаграммы деформирования определяют поданным испытаний при статическом или циклическом нагружении, проводимых по ГОСТ 25.502 и ГОСТ 1497.

5.4.2.    Аналитически диаграммы циклического деформирования интерпретируют в форме обобщенной диаграммы циклического деформирования. Обобщенная диаграмма циклического деформирования отражает зависимость напряжения от деформации по параметру числа полуциклов нагружения. Диаграмму рассматривают в координатах S— с (черт. 1). Основное свойство обобщенной диаграммы заключается в том, что для мягкого, жесткого и промежуточных между мягким и жестким нагружениями все конечные и текущие точки диаграмм деформирования А-го полуцикла нагружения, полученные при различных уровнях исходных деформаций, укладываются на одну и ту же для данного полуцикла нагружения кривую. Схема обобщенной диаграммы деформирования приведена на черт. 1.

89

Страница 13

С. 13 ГОСТ 25.504-82

Схема обобщенной лиа!раммы циклического деформирования

Черт. I

Исходное нагружение происходит в соответствии с диаграммой статического деформирования О, А. В. С, рассматриваемой в координатах о—е с началом в точке О. Процесс исходного нагружения доводят до определенного значения напряжений и деформаций, например до состояний А, В. С. Таким образом напряжения исходного нагружения составят о\°\ а‘20) и а деформации — ^0), е£} и ё* соответственно. После разгрузки, происходящей в соответствии с модулем упругости материала, остаются величины пластических деформаций ^°,\ и ё$. Исходное нагружение и разгрузка образуют нулевой (к = 0) полуцикл нагружения.

Реверс нагружения происходит по своей для каждой степени исходного нагружения диаграмме деформирования, достигая, например, состояний D, К. N, соответствующих напряжениям —а —о '2П и —о I)1 \ причем для симметричного цикла мягкого нагружения }—о У>| = |о \0)|, |—а Ц >| = |—<т^0,| и |—о У*| = |о (3°| Реверсивное нагружение и последующая разгрузка образуют первый (А' = I) полуцикл нагружения, а совокупность нулевого и первого полуцнклов — первый (Л'= 1) цикл нагружения.

Обобщенная диаграмма циклического деформирования строится для каждого отдельного полуцикла нагружения в координатах S— е с началом в точке разгрузки и для каждого рассматриваемого состояния нагружения. Для первого (к = 1) полуцикла нагружения (при исходных уровнях напряжений о \0), <т jl}) и о ^0)) начато координат S—e помещают в точки А, В, С. При этом кривая деформирования рассматриваемого полуцикла включает в себя участок нагружения этого полуцикла и участок разгрузки предыдущего.

Для построения обобщенной диаграммы циклического деформирования точки начала разгрузки для данного полуцикла нагружения совмещают. На правой части черт. 1 для к = 1 точки Л. В, С совмещены и образована единая зависимость между напряжениями и деформациями А, В. С, D. К. N.

Аналогичные построения делают и для последующих полуциклов нагружения. В общем случае, в связи с процессами циклического упрочнения или разупрочнения материала, обобщенные диаграммы деформирования для различных полуциклов нагружения отличаются друг от друга. Обобщенная диаграмма циклического деформирования оказывается неизменной (начиная с к- I) только для циклически стабильных материалов.

5.4.3.    Для приближенных расчетов допускается использовать диаграммы циклического деформирования, образуемые удвоением статической диаграммы деформирования материала.

5.4.4.    Аппроксимация диаграмм деформирования выполняется для расчетных приложений степенными функциями:

90

Страница 14

ГОСТ 25.504-82 С. 14

о«»    s<*>    г£<*> У"

зГ(с] ичГ с]

*>

(57)

(при о«" > О® и S<‘> > 2offi|),

где ejjjj и — напряжение и деформация предела пропорциональности материала при статическом нагружении;

/;/0> и т'к) — показатели упрочнения материала в упругопластической области, определяемые по диаграммам статического и циклического деформирования при степенной аппроксимации.

При этом циклический модуль упрочнения имеет вид:

—ЙТЧ$Г-}

(58)

для циклически упрочняюшихся материалов, для которых    <    т*к>;

(59)

для циклически разупрочняюшихся материалов, для которых /п~1> > т1к>;

т' =■ lg


(60)


/lg


I


<0> + ~А [*— х т ИЙ


для циклически стабилизирующихся материалов, у которых та~ •> = т*к).

При линейной аппроксимации диаграммы статического и циклического деформирования имеют вид:

£.(1-ад*£1

(61)

(при о<0' > ojjjj и S(i) > 2c}®>),

где £(,0) и Е*р — показатели упрочнения материала в упругопластической области, определяемые по диаграмме статического и циклического деформирования при линейной аппроксимации;

£<*> i 1/(1 + ^(11| • -j^) — для циклически упрочняющихся материалов;

— для циклически разупрочняюшихся материалов;

т —

£<*) _ i/(| ¥ /^| _ циклически разупрочняюшихся материалов.

It %

5.4.5.    По статическим диаграммам деформирования определяют пределы пропорцион&чьнос-ти, текучести и прочности, равномерное и общее удлинение (ГОСТ 1497), по диаграммам циклического деформирования — пределы пропорциональности и текучести по параметру числа циклов

или полуциклов нагружения, коэффициенты Л , а . р. характеризующие сопротивление циклическому деформированию, циклическое упрочнение, разупрочнение, стабилизацию.

5.4.6.    Коэффициент А характеризует связь между деформацией исходного нагружения № и шириной петли гистерезиса 5'1' в первом полуцикле при мягком нагружении. Определяют из выражения

_ (62)

Полученную совокупность экспериментальных величин А (по результатам испытания серии порядка 5—10 образцов при различных значениях исходной деформации <*°>) обрабатывают с использованием метода наименьших квадратов или другим способом осреднения.

9!

Страница 15

С. 15 ГОСТ 25.504-82

5.4.7. Коэффициенты сх и |i определяют по полученным при мягком нагружении экспериментальным данным lg5(*' - IgA (для случая циклического упрочнения) и lg5a> - к (для циклического разупрочнения). Величины а или р для рассматриваемого образца вычисляют по формулам (черт. 2):

IgS^'-lgSf1 * -

(63)

где 5'*' — ширина петли гистерезиса в к-м лолуцикле нагружения.

Зависимость ширины истли гастерписа от числа полуциклов нагружения

10

-I

1

я A (ew- 1)[ехрр(к-1)] j-1_._L .

(i

10 /с,    30

50

80

а — циклическое упрочнение: 6 — циклическое разупрочнение Черт. 2

Для расчетов в заданном диапазоне максимальных деформаций рекомендуется применять средние коэффициенты а и р. полученные при различных значениях исходных деформаций в заданном диапазоне.

5.5. Определение располагаемой пластичности материала

5.5.1. Располагаемую пластичность материала (с^) определяют как

I    .1

(64)

- У '

Е/г1п|-Ч-

или «у - In

где 4*,, и*Н- коэффициенты уменьшения поперечного сечения, соответствующие достижению предела прочности или разрыву образца. Определяют по ГОСТ 1497.

5.6. Определение кривой малоцикловой усталости

5.6.1.    Кривую малоцикловой усталости определяют экспериментально по результатам испытаний серии образцов при жестком нагружении по ГОСТ 25.502. Результаты представляют в виде зависимости долговечности от циклической упругопластической или пластической деформации.

5.6.2.    Аналитически кривую малоцикловой усталости выражают уравнениями:

«<*»■ С i\ и,

—    2а    .

£(*> - С■ Л' -м +-^-, 92


(65)

(66)


Страница 16

ГОСТ 25.504-82 С. 16

е<*| ш 4*) ♦ £^i * В ■ ЛН>-12 + о 0 6 • ЛН>-6.

При этом зависимость долговечности от циклической пластической деформации (е}*>) используют в диапазоне чисел циклов < 103—5 103.

(67)

Зависимость долговечности от циклических упругопластических деформаций (£<*>) применяют во всем малоникловом диапазоне чисел циклов нагружения (< 5 • Ю'—Ю5).

Коэффициенты в уравнениях определяют по экспериментальным данным о долговечности при малоцикловом нагружении с симметричным циклом деформаций.

5.6.3. Для приближенных расчетов кривой малоцикювой усталости используют корреляционные зависимости, устанаативаюшие связь характеристик сопротиатения малоиикловой усталости с прочностью и пластичностью материал при статическом разрыве образна. При этом принимают следующие значения коэффициентов уравнений кривой малоцикловой усталости:

Показатель ц для широкого круга конструкционных сталей и сплавов, в первом приближении, равен 0,5—0,6.

Графики, соответствующие уравнениям (65) — (67) с учетом величин коэффициентов, приведены на черт. 3. Там же даны линии, характеризующие первое и второе слагаемые уравнений (66), (67).

Зависимость долговечности or величины пластической (в) и упругонластичсской деформации (6, в) в цикле при г{к) = const

е,

а

Страница 17

С. 17 ГОСТ 25.504-82

5.6.4.    Для получения расчетных кривых используют, с целью обеспечения запасов прочности, минимально гарантированные по техническим условиям на материал величины Ч'.Яр.о.! . При наличии статистических данных в расчет вводят характеристики, соответствующие средним за вычетом трех стандартных отклонений.

5.6.5.    В области числа циклов нагружения до разрушения К)4 циклов асимметрию деформаций при определении расчетных кривых малоцикловой усталости не учитывают, если £*тдх < 0,25су.

При етах > 0,25fy, в уравнениях кривых малопнкловой усталости используют коэффициенты,

равные С-ети    .

r    max    max

При числе циклов нагружения в диапазоне I04— 10s асимметрию цикла нагружения учитывают способом, аналогичным применяемому в многоцикловой области.

5.6.6.    Масштабный эффект, влияние чистоты поверхности, коррозии и т. п. следует оценивать постановкой соответствующих экспериментов.

ПРИЛОЖЕНИЕ I Обязательное

ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТАНДАРТЕ

о , — предел выносливости при симметричном цикле гладких лабораторных образцов диаметром du = 7,5 мм при изгибе с вращением, изготовленных но ГОСТ 25.502. МПа. о. , — медианное значение о.| для образцов из металла одной плавки, МПа.

~ — медианное значение предела выносливости на совокупности всех плавок металла данной | марки гладких лабораторных образцов диаметром А = 7.5 мм. изготовленных из заготовок диаметром d. равным абсолютному размеру рассчитываемой детали. МПа.

К — коэффициент снижения предела выносливости. о_1Д чр«дсл выносливости детали при симметричном цикле, выраженный в номинальных напряжениях. МПа. о. |„ — медианное значение о_|д, МПа.

~    —    медианное значение предела выносливости детали на совокупности всех плавок металла

' данной марки. МПа.

(а_ |)f, — значение с.| . соответствующее вероятности разрушения Р%, например (o-i)io при Р -- 10 %. МПа.

(°-1лЬ* ~ предел выносливости детали, соответствующий вероятности разрушения Р%, МПа.

= »    —    медианное значение предела выносливости гладких лабораторных образцов диамегром du =*

_|    =* 7,5 мм, изготовленных из заготовок металла данной марки размерами 10—20 мм. МПа.

А", — коэффициент, учитывающий снижение механических свойств металла «тп . or. o.i) с ростом размеров заготовок.

о( — временное сопротивление (предел прочности) стали данной марки при растяжении. МПа. оп — медианное значение предела прочности стали данной марки, определенное на образцах, изготовленных из заготовок диаметром d. равным абсолютному размеру рассчитываемой детали, МПа.

Ад = с.|/с ,а — эффективный коэффициент концентрации напряжений.

= я_,уП | — коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения.

<т_ы — предел выносливости образца без концентрации напряжений диаметром d. МПа.

а

Kf =    —    коэффициент    влияния шероховатости поверхности. равный отношению предела выносли

вости образца с данным качеством повсрхносгн O-if к пределу выносливости гладкого лабораторного образца.

д. ° - и увр    коэффициент влияния поверхностного упрочнения, равный отношению предела выносли-

'    °-|д    кости упрочненной детали о - u Vnp к пределу выносливости неупрочненной детали о-|Л .

К. — коэффициент анизотропии.

94

Страница 18

ГОСТ 25.504-82 С. 18

^кор *" г,' '' ” коэффициент влияния коррозии, равный отношению предела выносливости гладкого 1 образна в условиях коррозии o_i к пределу выносливости образца при испытаниях в воздухе.

с,',    —    поправочные коэффициенты.

Ve — постоянная для данного металла величина (при определенной температуре и частоте испытания), определяющая чувствительность к концентрации напряжений и влиянию абсолютных размеров поперечного сечения при изгибе или растяжении—сжатии.

L — параметр рабочего сечения образца или детали или его часть, прилегающая к мостам повышенной напряженности, мм.

G — относительный градиент первого главного напряжения в зоне концентрации напряжений, мм-1.

G, — относительный градиент касательного напряжения, мм "V L/17 — критерий подобия усталостного разрушения детали, мм2.

(I/O' )0 — критерий подобия усталостного разрушения образца диаметром dn — 7,5 мм, мм .

L/C

0 = ——р--относительный критерий подобия усталостного разрушения.

ав = от4Хм — теоретический коэффициент концентрации напряжений, равный отношению максимального напряжения в зоне концентрации omj)L к номинальному напряжению о„, вычисленному по формулам сопротивления материалов (в предположении упругого распределения напря-„    жений).

я =/( G. от) — коэффициент, зависящий от значений относительного градиента напряжений и предела текучести.

о( — предел текучести стали данной марки при растяжении, МПа. q — коэффициент чувствительности металла к концентрации напряжений.

о'*’,' — предел выносливости образцов при растяжении—сжатии, МПа.

А. В, С, Z— постоянные коэффициенты.

va ( — коэффициент вариации пределов выносливости деталей.

г — квантиль нормального распределения, соогветствующая заданной вероятности разрушения

Р.

дв —среднее квадратическое отклонение предела выносливости детали, МПа. v — коэффициент вариации максимальных разрушающих напряжений в зоне концентрации.

пи

v- — коэффициент вариации средних значений пределов выносливости образцов.

va — коэффициент вариации теоретического коэффициента концентрации напряжений ci«.

т — показатель наклона левой ветви кривой усталости в двойных логарифмических координатах. Ne — абсцисса точки перелома кривой усталости.

Ч*я — коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений.

Ч*в — коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений для детали, а,, — предельная амплитуда для детали при асимметричном цикле нагружения. du. d, dp, D. р , /, а, А. // — размеры рабочего сечения образцов (деталей), мм.

—    располагаемая пластичность материала, %.

N — число циклов нагружения.

к — число полуииклов нагружения (к- 0, 1, 2, 3 ... ).

0<®> — действительное максимальное напряжение в исходном нагружении (нулевой полуцикл), МПа.

ои — поминальное напряжение, МПа.

о<°>

К <»>    -    коэффициент концентрации    напряжений    в упрутоиластической    области в    исходном нагру-

“    жени и (нулевой полуцикл).

fl»} — действительная максимальная упругопластическая деформация в исходном нагружении (нулевой полуцикл), %.

—    номинальная лес|юрмаиня в исходном нагружении (нулевой полуцикл), %.

К |°1 _—__ коэффициент концентрации    деформаций    в упрутоиластической    области в    исходном нагруби    женин (нулевой полуцикл).

95

Страница 19

С. 19 ГОСТ 25.504-82

•^Imx — действительное максимальное напряжение в it-м полупикле нагружения. МПа.

Su — номинальное напряжение в к-м полуциклс нагружения. МПа.

о*>

&$'* = —гр- — коэффициент концентрации напряжений в упругопластической области в к-м нолуиикле и нагружения.

еи> — действительная максимальная упругопластическая деформаиия в к-м нолуиикле нагружения, них %

ен — номинальная деформаиия в к-м нолуиикле нагружения. %.

/f<*i- |П|Х .коэффициент концентрации деформаций в упругопластической области в к-м нолуиикле “ нагружения.

e<U| — уровень деформации в исходном нагружении гладких образцов, %. о*1" — уровень напряжений в исходном нагружении гладких образцов. МПа. о401 — предел пропорциональности в исходном нагружении, определенный при допуске на пластическую деформацию 0,02 % в координатах о - е . МПа. е*1» — деформация, соответствующая пределу пропорциональности в исходном нагружении в координатах о - е ,%.

S!,М — предел пропорциональности в к-м полуциклс нагружения в координатах S— е . МПа.

f [щ — деформация, соответствующая пределу пропорциональности в к-м нолуиикле нагружения в координатах S -1, %.

—    показатель упрочнения в упругопластической области при линейной аппроксимации диаграммы статического деформирования.

£кк> _ показатель упрочнения а упругопласгической области при линейной аппроксимации диаграммы циклического деформирования в к-м полуциклс нагружения. in*01 — показатель упрочнения в упругопласгической области при степенной аппроксимации диаграммы статического деформирования. т'1> — показатель упрочнения в упругопласгической области при степенной аппроксимации диаграммы циклического деформирования в к-м полуциклс нагружения.

#■>_ ширина петли гистерезиса в 1-м полуциклс нагружения. %.

Й>4> — ширина петли гистерезиса в к-м полуциклс нагружения. %.

—    уирутопластнческая деформация. накопленная после к-го полуннкла нагружения. %.

_ пластическая деформаиия. накопленная после Аг-го полуцикла нагружения, %.

_ максимальная упругонластическая деформация, накопленная за к полуниклов нагружения,

"U*    %

£iai _ gtti 4. Еа> _ размах упруго пластической деформации в i-м полуцикле нагружения. %.

—    размах пластической деформации в к-м полуциклс нагружения, равный оЦ|. е<.*> — упругая де<]юрмацня в к-м полуциклс нагружения, %. равная 5 ,л>/£.

4* — относигельное сужение площади поперечного сечения образца при статическом растяжении.

%.

4>в — относительное сужение площади поперечного сечения образца, соответствующее ста . %.

__Е— модуль упругости материала, МПа.

С. В, D — коэффициенты уравнений кривой малоцикловой усталости.

Примечание. При кручении обозначения аналогичны с заменой г, на т, например т.,, т_,_, и т. д.

%

Страница 20

ГОСТ 25.504-82 С. 20

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ Ла, А'„

К к

ОТНОШЕНИЙ °    _J_    КОЭФФИЦИЕНТОВ    л.    д.    А,    И А,

Валы с на прессованными деталями при изгибе

Черт. I


Черт. 2 97


оя - 500 МПа:    30    МПа:    /    —    через    напрессованную    деталь    перелается    сила    или    момент:    2    —    черт    напрессопаннук>

деталь не передается усилий

Поправочный коэффициент q" на предел прочности о4 (к черт. 1)

Страница 21

С. 21 ГОСТ 25.504-82

Поправочный коэффициент на давление напрессовкн F (к черт. 1)

Налы с поперечным отверстием прн и<гиое

*6 2

ffit

f,b i

т воо воо    то 6t,мпа

I -    -    0.05—0.10:    2    -    ^    - 0.15—0.2S.

ч,

°И ■ «Пегго при d - 30—50 мм

Черт. 4

Налы с поперечным отверстием при кручении

Валы с поперечным отверстием при растяжении—сжатии


VjS '


х

1,9

/.Ь

V

1


~ - 0.20-0.45: d - 15 мм: стн = Р


'—ad


Черт. 6


м

(

*\

_

1

- **


юо т т й8,мпа

К

0.05-0,25: t .    —--

d    ■    W    нетто

fc

при d - 30—50 мм

Черт . 5


/ — прхмабочимс и эвольнситные шлииы:

2 — прнмобочние шлицы; 3 — эшиентние шлицы

Черт. 7    МПа


9S

Страница 22

ГОСТ 25.504-82 С. 22

Валы с ('-образной кольцевой выточкой Коэффициенты Ка, Kt для валов со шпоночными патами типов А и В

Тип В

Тип А

*<s

Черт. 13*

Коэффициенты л


С, Я7/Г?

Черт. 14

* Черт. 8—12. (Исключены, Изм. N» I)

99

Страница 23

С. 23 ГОСТ 25.504-82

Коэффициенты А,

3    *    5    6    18910


го 30 dfdo


Черт. 16

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ а„ , at Пластины с двухсторонним надрезом при растяжении (черт. 1—3)

1(К>


Пунктирная лииип I - р — полуокружность: — - 0.02—0,30 Черт. 1

Страница 24

o.os s; р/о i 1.00 Черг. 3



0.001 S(I/Di 0.050 Черт. 2


Формулы к черт. 1—3

(в*-0 «**-!) «„=•!+    ____.__________г? ,

где Ufa = 1 + 2

101

Страница 25

0*2'

Пластины типов а не при раояжснии Тип а    Тип    в

1—5 — пласт» и и типа а (/ — одмокрзшый иалрст; 2— двухкратный макрез; J — трехкратный над pci. 4 — четырехкратный

иааро: 5 — пагакршный падре t); 6 - пластины типа *

Черт . 4 Коэффициент разгру !ки у

Черт. 5


" *(0 —р>


Примечание. Коэффициент у для многократного надреза находят по диаграммам для однократного надреза при глубине t'-•( !, где / — глубина многократного надреза, /глубина эквивалентного однократного надреза.

102

Страница 26

Валы с выточкой при растяжении (черт. 6—8)


Страница 27

0.0S0ip/Di 1.00 Черт. 8

Формулы к черт. 6—8


(а* - I) («л, " 1>

= 1+2 VJ,

' ‘г о •    *    'J

jv*?4vF'+2-

d 1 n 1 fl - rr . — - 0,3 .

7 m

KM

Страница 28

ГОСТ 25.504-82 С. 28

Пластины с двусторонним надрезом при и иное (черт. 9—11)


p/d - 0.02-0.30 Черт. 9


Страница 29

С. 29 ГОСТ 25.504-82

0.0S S p/OS 1.00 Черт. II

Форм>.1ы к черт. 9—11

0^=1*

1>2«-<аи- IF

где ад, = I + 2    ,

3ии?-')агае-\/?]

106

Страница 30

ГОСТ 25.504-82 С. 30

Влияние угла надреза на козффнциент концентрации напряжений при изгибе пласшны

с односторонним надрезом

ко^ффишюш концентрации напряжений дли надреза с углом ш - 0 (пунктир на схеме пластины): а — коэфффнии-

аш

сит концентрации напряжений ддч надреза с утлом «о при тех же размерах

Черт. 12

Тонкин лист с двухсторонним надрезом при изгибе в плоскости, перпендикулярной плоскости листа

(//А значительно)

Черт. 13

107

Страница 31

С. 31 ГОСТ 25.504-82

?,8

Валы с выточкой при иниГк- (черт. 14—16)

V Zfi

•ft

о щ в,м ад о,1ь о,?о 9,гь e;a/>fd

p/d - 0.02-0,30 Черт. 14

0.01)1 £ р/0 £ 0.050 Черт. 15

108

Страница 32

0.050 fip/O £ 1.00

Черт. 16


Формулы к черт. 14—16

(С^- 1)(ам- 1)

\'<а^ - 1)г4(ал- I)-1 ’ = 1+2^1.

i • —

т

i*Vfn

1(>9

Страница 33

Валы с выточкой при кручении (черт. 17—19)

р/</- 0.02-0.30


Черт. 17

ПО


0.001 Sp/DSO.OSO Черт. 18

Страница 34

ГОСТ 25.504-82 С. 34

0.0S Sp/0 £ 1.00

Черт. 19

Формулы к черт. 17—19

А - I) <с*„ - I)

at - 1 +

\'<aft- 112 + (aM - I »2

-iWI.

3(1+\Г|7Г)2

a.-t =

4(1 +2 N1 w-f 1)

1)1


Страница 35

С. 35 ГОСТ 25.504-82

Симметричная ступенчатая пластина с галтелями при растяжении (по данным полярнитимшо-оптнческих измерений)

при f/p >1

Ступенчатый вал с галтелью при растяжении (сжатии)

I

при r/p > I

V^i.3,01^

V t/р    (а/р)1

(а/рУ Черт. 21

Страница 36

ГОСТ 25.504-82 С. 36

Ступенчатая пластина с галтелями при нтгибс (по данным поляримиионно-оптических намерений)

Влияние длины выступа ПЛЯСтины на коэффициент концентрации напряжении для ступенчатой пластины

с галтелями при итгибе (черт. 23—25)

D/d- 2 Черт. 24


D/d- 1.2S

Черт. 23


ИЗ

Страница 37

Ступенчатая пласгина с .млшггичсской галтелью при и и иое

O/d - 3    D/d-У (по данным пол мри зан нон но •оптических

измерений)

Черт. 25    Черт.    26

Сту пенчатый вал с галтелью при изгабе


Страница 38

ГОСТ 25.504-82 С. 38

Ступенчатый вал с галтелью при кручении (и«мерення а» методу электрических аналогии)

'Гонкая иластиня ограниченной ширины с поперечным отверстием при растяжении (теоретическое решение)

\/М. ,9,0111^.-1^ Д/Р ■

* */р    (а/ру    (I/рг <"'р • г/р

Черт. 28

'Гонкая иластина неограниченной ширины с поперечным отверстием при иииГи? (теоретическое решение)


Чсрг. 29

Черт. 30

Страница 39

С. 39 ГОСТ 25.504-82

Гонкая пластина ограниченной ширины    Вал    с    поперечным    отверстием    при    изгибе

с поперечным отверстием при иштбе    (измерения    с    номошыо    тензометров)

К

,    6А/-    oJ__

*и “ <// - а) г1    32    6

Черт. 31    Черт.    32

Пластины с Г-оОрашой головкой

О, = ст - -L (черт, 33-37)

p/d -0.050 (измерения С помощью поляри кщнонмо оптического метода)

Черт. 33

116

Страница 40

ГОСТ 25.504-82 С. 40

p/d - 0.07 S

Черт. 34

p/a- o.i Черт. 35


p/d - 0.2 Чсрг. 36


117

Страница 41

Примсчан и с. Координата точки приложения сосредоточенной силы Р/2 по оси ^-переменная


Черт. 37

Черт. 38 118


Пластина с поперечной прорезью при никое

Страница 42

ГОСТ 25.504-82 С. 42 Пластина с односторонним налреюм 1фи и иное

Пластина с поперечной нрорсэью при растяжении

\1_

-    11 'Ь\ </• Л




Черт. 40


" Л |0-2 /> а - 2 при a/d • —.

Л

Черт. 39


Пластина с эксцентрично расположенным отверстием толщиной Л при растяжении

ос.



J,*

V

3.0

2.0

V

2,2

2fi


°w-“ h\B ■ fti •


-

-

sib-Г Ц/

-

*

2 у//

-

« 1\Лу| /

-

г

aJ.mrK ; 66нА-с

-

~ ^тахК

6 6WOO

-

в/ь-тт

41

_1_

_1__1___1_1

о 0,1    0,2    0,3    Ofi    />/Ь


•i i (р/А)7

°н 4-С " °и -

<1-^1 1 -jd Vi'-ip/ь?

Черт. 41 119

Страница 43

С. 43 ГОСТ 25.504-82

Вал с поперечным отверстием при растяжении (1) и шгибс (2)

Вал с на юм лля призматической шпонки при кручении

«6 г,г

N

Ми |

■4

V

j

1

\

ч

л

ifi

О о,?    о,<*    Ц6    а,в    а/о

Черт. 42

Уголок с равными но толщине полками при изгибающем моменте Р ■ е

Кольцо с наружной слиничиом нагрузкой Р

0    0,2    0,k    Ц6    0,8    /i/5

6Я(0* J) xSiD-dr

Черт. 45

Черт. 44

120

Страница 44

ГОСТ 25.504-82 С. 44

Уголок с неравными по толшинс полками при изгибе от единичной нагрузки Р

Уголок с приблизительно равными по толщине полками при изгибе от единичной нагрузки Р




.    e-fs,

Ч I I I



Sj/sr? е= jst /

1    1    I


о,г    о,и о,ь 0,8 p/s,

Черт. 46


'1

-

к0

;

1 _


Номограмма для определения теоретическою коэффициента концеиграиии

5    1

Черт. 4Я

121

Страница 45

5    1

Черт. 49

ПРИЛОЖЕНИЯ 1-3. (Измененная редакция, Изм. № 1).


Номотрамма для кольцевых выточек с осевым отвергшем


ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ФУНКЦИИ F (0, v), ПАРАМЕТРА L, КОЭФФИЦИЕНТА ВЛИЯНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ Kf И КОЭФФИЦИЕНТА Кка,

Значении функции F (0 . V)

ЩИ


_1_I_I-1-!-

0,01 0,10 1,0 10 № в


Черт. 1


122

Страница 46

ГОСТ 25.504-82 С. 46

Схемы к определению параметра I.    Значения    коэффициентов    К,

KF{66,Rz)    R-z,mkm

^SSSiiiH!!!

ISSSSSii!!!!

II......

llliiiii

Т* *,

•«

\

V

V- к

1' >,, wj

V

_ У

Л\

, и

\

Ч ' S

У '

'

S \Ш

-г-. 200

ш т?т loo то т гт бв,мпа

Черт. 3

Черт. 2

П р и м с ч а н и с. При наличии окалины используют нижнюю прямую (Л, = 200 мкм).

123

Страница 47

С. 47 ГОСТ 25.504-82

Влияние корро ши до испытания на усталость на прслсл выносливости стальных обра шов (нрн изгибе с вращением на базе ИГ циклов при частоте нагружения 30—50 Гц)

Влияние корро ши в процессе испытания на предел выносливости стальных обратив при изтбе с вращением (осрсдненныс кривые) на базе 10’ циклон при частоте нагружения 30—50 Гц


I — пресная вода (наличие концещраиии напряжений); 2 — пресная пола (отсутствие концентрации напряжений): 3 — морская пола (отсутствие концентрации напряжений)

Черг. 4

Черт. 5

ПРИЛОЖЕНИЕ S Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВЛИЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ Кг

1. Коэффициенты влияния поверхностного упрочнения на предел выносливости вычисляю! по формуле

<*>

где 0.1.1 упр — предел выносливости упрочненных деталей;

<т_|д — предел выносливости неупрочненных деталей.

Средние значения Ку для различных методов поверхностного упрочнения образцов из углеродистых и легированных конструкционных сталей приведены в табл. 1—3.

Таблица 1

Влияние поверхностном закалки токами высокой частоты (нзгнб с вращением, глубина закаленною слоя 0,9—1,5 мм)

Вия обрата

Ку для образна диаметром

7-20 мм

30-40 мм

Без концентрации напряжений

1.3-1.6

1.2-1.5

С концентрацией напряжений

1.6-2.8

1,5-2,5

124

Страница 48

ГОСТ 25.504-82 С. 48

Таблица 2

Влияние химико-термической обработки

Характеристика

MIMHKO-ICpMll'iCCKOil

обработки

Вид образна

ллн образцов аиамшром

8—!Sмм

10 мм

30-40 мм

Азотирование при глубине слоя 0.1-0,4 мм твердости слоя 730...970 НВ

Без концентрации напряжений

1.15-1,25

1.10—1.15

С концентрацией напряжений (поперечное, отверстие, надрез)

1.90-3.00

1.30-2,00

Цементация при глубине слоя 0,2—0,6 мм

Без концентрации напряжений

1.20-2,10

1.10—1.50

С концентрацией напряжений

1,50-2.50

1.20-2.00

Цианирование при глубине слоя 0,2 мм

Без концентрации напряжений

1.80

-

Таблица 3

Влияние поверхностного наклепа

Способ обработки

Виз образна

А", для обрата диаметром

7-20 мм

30-40 мм

Обкатка роликом

Без концентрации напряжений

1,20-1.40

1,10-1,25

С концентрацией напряжений

1,50-2,20

1.30-1.80

Обдувка дробью

Без концентрации напряжений

1,10-1,30

1.10-1.20

С концентрацией напряжений

1,40-2,50

1,10-1.50

2. Приведенные в п. I значения Ку соответсгвуют оптимальной технологии упрочнения и отсутствию технологических дефектов. При неправильной технологии упрочнения или наличии дефектов (обрыв поверхностного закаленного стоя в зоне концентрации напряжений, обезуглероживание поверхностного слоя, шлифовочные прижоги и другие дефекты) может получиться не повышение, а даже снижение пределов выносливости.

Поэтому введение в формулу (2) (см. н. 1.1) коэффициентов Ку возможно только при проведении исследований для обоснования технологических режимов упрочнения применительно к конкретной детали и при получении стабильного эффекта упрочнения (в смысле повышения предела выносливости) в условиях производства.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Справочное

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК СОПРОТИВЛЕНИЯ УСТАЛОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Пример 1.

Определить среднее значение и коэффициент вариации предела выносливости вала при изгибе с вращением в месте перехода одного сечения к другому по галтели, показанного на черт. 1.

Вал изготовлен из стали 45. о> = 650 МПа.

Дано: о | = 300 МПа; ve =» 0.07; поверхностному упрочнению вал не подвергается. Ват изготовлен тонкой обточкой iRz '

1 ^

)

X.

*

D - 120 мм: d - 100 ми; р - (10 X 2» мм Черт. 1

Ми [А__?

2_ 6,3 мкм).

Находим значение а„ по черт. 27 приложения 3.

п Ъ 120    . Р 10 rt , -    .

~="Пю "|'го" ”=шГ '

125

Страница 49

С. 49 ГОСТ 25.504-82

2. Определяем значение G по формуле табл. 1 настоящего стандарта

D-d    ,10

10

**7TW72-ТГП '°-|67:

- = WlbMW + 2    ш    2.3.1 *11.167,    2 .    * „да    „ „.jg* ulr,.

I’    а    К)    IIK#

3.    Вычисляем значение 0.

L = ltd =314 vim — при изгибе с вращением круглого вала:

L 314    tlWt 2 _    L 1    1090

"q~ 0.28S MM ' 0"7Г 88,3" 88,3

4.    Для стати 45 можно принять ve ш 0,211 —0.000143 • 650 = 0.12. По табл. 4 или по черт. 1 (приложение 4) находим при 0 * 12.35; f(6 , v„) ™ 1.15.

5.    Определяем Ка/ по формуле (11) настоящего стандарта

Кя

TL=oa-Fie,va>- 1,62 1,15 = 1.86. лл>

4. 5. (И «мененная редакция. Изм. № 1).

6.    Для случая тонкой обточки (R~ - 6.3 мкм) по черт. 3 (приложения 4) для ои =650 МГ1а находим: Kf =0.91.

7.    Определяем значение К по формуле (2) настоящего стандарта

1

К =

(Измененная редакция, Изм. Nb 1).

8.    Коэффициент анизотропии Кл ш 1, Кут I.

9.    Коэффициент Кх ™ 1.

(И «мененная редакция, Изм. № I).

10.    (Исключен, Him. .Nc 1).

11.    Среднее значение предела выносливости вала составит:

®-|    300    ...

°i*3—-,53МП“-Коэффициент вариации v„ находим по формуле (38) насгоящего стандарта

АМ

О-1 пл.. 1 Ч..дТГ^°|.|2,35».и- °'041

Для подсчета коэффициента вариации va находим по черт. 27 (приложения 3) значения ав при D/d - 1,2

в

и двух значениях, близких к 0.1, например при

(р/</), = 0.09.    =    1.67,    (р/</>, =0.11, а„з = 1.59.

По формуле (44) настоящего стандарта находим

“в-1-67    р/</ - 0.09

1.59- 1.67 ~ 0.11 -0.09 ’

откуда о., = 2.03—4 ■ p/d.

По формуле (43) настоящего стандарта получаем

£Л-^'7Л = 0-:Ч-

д р

О

Принимая отклонения радиуса х 2 мм за 35’ получим:

$й=<|«0,67 мм, vp = Ml = 0,067, v^ = 0,25 0,067 = 0.017.

126

Страница 50

ГОСТ 25.504-82 С. 50

Из-за отсутствия данных коэффициент вариации v5 принимаем равным

va. : ''5.,- ^, = 0-07-Общий коэффициент вариации предела выносливости вала составит

vo . * ^

,2

0,0422-*.0,072+ 0,0172= О,083.

(V -    +v= + v;

<Т    <Т .    ((

mn    -1    я

(И«мененнан редакция, Изм. .4" 1).

Пример 2.

Определить среднее значение предела выносливости пластины с отверстием при растяжении—сжатии, показанной на черг. 2.

Черт. 2

Пластина изготовлена из стали марки Ст.З. Rz - 50 мкм.

о„ - 402 МПа: <Г, - 185 МПа; va- 0.06: о, - 270 МПа.

(Измененная редакция, Изм. 1).

1.    Определяем значение «„ на черт. 29 (приложения 3)

иятГтаг'и0;“°

2.    Определяем значение G по формуле табл. ! настоящего стандарта

л 2.3 2.3 л ., . >    .    о 10 е ,

G = -p-=-^-= 0,46 1/мм (р = —= — =■ 5 мм).

3.    Находим коэффициент п по черг. 14 (приложения 2)

л- 1.12.

4.    Определяем коэффициент Ка по формуле (13) настоящего стандарта

К -Ы1 я •> 44 • п 1,12    ’

5.    Определяем параметр v„ по формуле (27) настоящего стандарта v„ » 0.211—0,000143 ■ 402 =» 0,15. (Измененная редакция, Изм. .\b 1).

5а. Определяем значения L, О и 0м для аналогичной пластины без концентратора напряжений по табл. 1 и приложению 4 (черг. 2) настоящего стандарта

/. = 2/- 2- 12 = 24 мм.

1


0.26.


9 =


4Ц*г 4^*2


I


С=Ш115» . 2,3 ^.t0,26), 0.058.

50

24

L/C

55.

0,.=-

7.5 "0,058-7,5 (Введен доиолнкгельно, Изм. .\s I).

6. Определяем коэффициент по формуле (12) настоящего стандарта

127

Страница 51

С. 51 ГОСТ 25.504-82

Kde = 0.5(1 -Ю^) = 0.5(1 4 55-0 ,s) - 0.77.

2.44

3,17.

(И (мснсниаи редакция, И:*м. .Vj 1).

7.    По черт. 3 (приложение 4) находим Kf = 0.89.

8.    Коэффициент К определяем по формуле (2) настоящего стандарта

тгт:=<зл7+ш“1),|"3<29-

I .

К -

(И 1мснснная редакция. H im. N? 1).

9, 10. (Исключены, Изм. № 1).

11. Средний предел выносливости пластины с отверстием вычисляем по формуле (1) настоящего стандарта (коэффициент А', • 1 для углеродистых сталей)

56.2 МПа.

(Ивмененная редакиия, Изм. .V? 1).

11ример 3.

Определить среднее значение предела выносливости вала с канавкой при кручении (черт. 3).

Р

-

)

А

Мн

D — 200 мм; d - ISO мм: р - (1.8 I 0.3> мм.

Черт. 3

Вал изготовлен из стали марки 40ХН. ст„ *» 820 МПа, о, = 650 МПа, г ( ■= 240 МПа. v„ =• 0,07: канавку

изготовляют тонкой обточкой и поверхностному упрочнению не подвергают (R: ~ 6,3 мкм).

1.    Находим значение а, по черт. 18 (приложения 3) при

Р 1.8 лппл d 180    ,,а    -,

0*200 в1 ^=200*

2.    Определяем значение q по черт. 15 (приложения 2)

<7 - 0,96.

3.    Величину А определяем по формуле (19) настоящего стандарта

Кх = I *    -1)    =    1    +    0.96(2,6-1)    »    2.54.

4.    Для d = 180 мм принимаем К2 = 0,8.

5.    Определяем параметры vfl и v, по формулам (27) и (28) настоящего стандарта:

- 0.211 —0.000143 820 - 0.09,

vf- 1,5-0,09 = 0,140.

(И шенсниая редакция, Изм. S" 1).

5.1. Определяем значение 0 по п. 1.2.3.1 настоящего стандарта

-т-

128

Страница 52

ГОСТ 25.504-82 С. 52

5.2.    Вычисляем коэффициент по формуле (12) настоящего стандарта

Arff - 0,5(1 + 0rjvo ) = 0,5(1 + 576-0-14) = 0,71.

5.3.    Определяем отношение -—

Кх 2 54

а^отр3-58-

5.1—5.3. (Введены дополнительно, Him. № 1).

6.    Из черт. 3 (приложения 4) определяем коэффициент Kf для тонкой обточки (Rz - 6,3 мкм)

К, -0.89.

7.    При отсутствии поверхностного упрочнения

а; = к

8.    При кручении А', = 1 (см. п. 1.11.2).

9.    Коэффициент Ayравен

*-(3-58*<гк-" тт-3'7-

(Измененная редакция, Изм. № 1).

10.    Принимаем коэффициент А, для d- 180 мм равным 0,74 (п. 1.3.1).

И. Вычисляем предел выносливости материала заготовки по формуле (6) настоящего стандарта

\г - 0,74 • 240 - 178 МПа.

12. Вычисляем средний предел выносливости вала по формуле (4) настоящего стандарта

т_,а =ут =48.1.

(Измененная редакция, Изм. Nb 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Справочное

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТАНДАРТА

Настоящий стандарт является унифицированным стандартом СССР и ГДР, разработанным по плану унификации стандартов двух стран.

В основу стандарта положены методы оценки пределов выносливости и других характеристик сопротивления усталости деталей, вошедшие в стандарты ГДР 11.5—71 11 в справочные руководства СССР |2—4|.

Излагаются методы оценки медианных значений пределов выносливости деталей о , t и их коэффициентов вариации Vg , что позволяет определять значения пределов выносливости (о , ^ соответствующие

заданной вероятности Р %.

Наиболее точным методом определения коэффициентов А, отражающих суммарное влияние всех факторов на пределы выносливости, является экспериментальный метод (и. 1.2.1).

Дтя расчетного определения эффективных коэффициентов концентрации А'я. А и отношений

A0/Arf0 , A,/ArfJ предлагаются три метода, изложенные в порядке предпочтительного использования, зависящего от имеющейся исходной информации.

Первый метод, изложенный в п. 1.2.3.1, формулы (II), (12). основан на статистической теории подобия усталостного разрушения |4|. Эта теория получила апробирование во многих лабораториях СССР в течение последних 20 лет и успешно используется в ряде отраслей машиностроения. В случае экспериментального определения коэффициентов v0 и vt путем испытаний на усталость образцов и моделей в статистическом аспекте ошибка в оценке отношений Ка/не превышает 4 % с вероятностью 95 %. При испытаниях но стандартной методике ограниченного числа образцов каждого типоразмера для определения v ошибка не превышает 8 % с вероятностью 95 %.

129

Страница 53

С. 53 ГОСТ 25.504-82

При затруднениях с определением параметра L, а следовательно и критерия полабин в, входяшего в <|юрмулы (11), (12), рекомендуется использовать приближенный метод Зибсля и Штилера. предегавленный формулами (13). (14). рекомендуемый стандартом ГДР TGL 19340. Для этой же цели допускается применение формул (IS). (19). основанных на использовании коэффициентов чувствительности металла к концентрации напряжений q, рекомендуемых в американской справочной литературе /8/, а также в ряде руководств в СССР. Следует иметь в виду, что формулы (13)—(19) приводят к погрешностям существенно большим (до 20 %), чем формулы (II), (12). Формулы (29), (30) для коэффициентов влияния качества обработки поверхности Кра. Кр%. формула (20) для коэффициента влияния абсолютных [химеров и с]к>рмула (15) получены разработчиками стандарта ГДР Б. Хенслсм, Г. Вирттеном и К. Шустером (Институт легких конструкций г. Дрезден) путем аппроксимации эмпирических графиков, приведенных в TGL 19340.

В разд. 3 стандарта изложен метод оценки коэффициентов вариации пределов выносливости Va ,

вытекающий из теории подобия усталостного разрушения (4|. В связи с оценкой коэффициентов Va вводят

-11

два медианных значения предела выносливости гладких лабораторных образцов диаметром dy) - 7.5 мм при изгибе с вращением о., , ст_,, определенное на образцах металла одной плавки, и о определенное на множестве всех плавок металла данной марки. В связи с этим коэффициент вариации V- _, (формулы 35—37) учитывает межплавочнмй разброс величин о , .

Известно, что с ростом размеров заготовки при термообработке снижаются механические свойства истаяла (ов . о,. о_,), определенные на лабораторных образцах малых размеров (|2). фиг. 41, стр. 129). В связи

с этим вводят коэффициент А", (формула (3)). равный отношению пределов выносливости о | и 3^, определенных на лабораторных образцах диаметром du - 7,5 мм. изготовленных из заготовок размером d (таким же, как размер натурной детали) и размером 10—20 мм соответственно.

Теоретические коэффициенты концентрации а„, а, предлагается определять по номограммам и форму-

лам Нейбера. по графикам, приведенным в работе |8|. а также по приближенной формуле (25). заимствованной из TGL 19340. Последнюю формулу используют в случае необходимости вычислении а„ на ЭВМ.

Величины va. vt, являющиеся параметрами уравнения подобия усталостного разрушения |4|, характеризуют чувствительность металла к концентрации напряжений и влиянию абсолютных размеров поперечного сечения. С ростом ve чувствительность к концентрации напряжений уменьшается, а влияние абсолютных

размеров на величины пределов выносливости усиливается.

Значения va. vt находят экспериментально по методике, выбирают 4—5 или более типоразмеров образцов

с различными значениями критерия подобия усталостного разрушения 0 (так. чтобы диапазон изменения 0 был по возможности наибольшим). Находят пределы выносливости этих образцов, причем предпочтительно методом «лестницы» или «пробит»-методом. По найденным значениям строят зависимость lg (£— I) от lg О, соответствующую уравнению подобия |4|.

lg(5-l) = —ve lg а

(!)

«■•«-la

где

0,55.,

Значение а_, находят путем предварительного построения зависимости опил = аа ■ о_|а от lg 0 и ее осреднения. По зависимости (I), найденной методом наименьших квадратов, определяют значение ve.

В случае невозможности проведения экспериментов значения ve и vf определяют по корреляционным зависимостям (27) и (28).

Расчетные характеристики для оценки долговечности при малоиикловом нагружении определяют применительно к широко используемому подходу, основывающемуся на учете местных циклических деформаций в конструкциях. Расчет выполняют с привлечением деформационно-кинетических критериев малоцикловой прочности, трактующих достижение предельного состояния в виде критических величин квазистатичсских и усталостных повреждений и их сумм в линейной форме. Расчет ведут в деформациях (циклических упругопластических и односторонне накопленных).

Учитывают кинетику односторонне накопленных и циклических деформаций в процессе нагружения в максимально напряженных зонах конструкции, а также деформационную способность материала при статическом (квазисгатическом) и малоиикловом нагружениях. Первая характеризуется располагаемой пластичностью, вторая — кривой малоцикловой усталости конструкционного материала.

130

Страница 54

ГОСТ 25.504-82 С. 54

Изменяющиеся от никла к циклу диаграммы деформирования используют в форме обобщенной диаграммы, отражающей процессы циклическою упрочнения, разупрочнения и стабилизации. Указанная обобщенная диаграмма вошла в практику расчетов при малоцикловом нагружении.

Задачу о напряженно-деформированном состоянии элементов конструкций решают расчетным и экспериментальными методами в циклической упругопластической постановке.

Названные подходы систематически изложены в ряде изданий {3, 9— III-

БИБЛИОГРЛФИЯ

|1|    DDR—Standard TGL 19340. Blatt 1 bis 4 (2 Entwurf, Juli 1974) Maschinenbautcile, Dauerschwmgfestigkeit

|2|    Серенсен С.В.. Когаев В.П.. Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты на прочность деталей

машин. М.. Машгиз. 1%3. с. 451 |3|    Серенсен С.В.. Когаев В.П.. Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты на прочность деталей

машин. М.. «Машиностроение*. 1975. с. 488 |4|    Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях переменных во времени. М., «Машиностроение».

1977

|5|    Hiinel В.. Wirthgcn G. Neufassung dcs DDR — Standards TGL 19330 «Schwingl'estigkeit, Begnffc und Zeichcn*.

IfL-Mitt, Dresden. 18 (1979) 5. s. 178-191 |6|    C. Schuster und C. Wirthgcn. Aulbau und Anwendung der DDR—Standards TGL 19340 (Neufassung)

«Maschinenbautcile. Dauerechwingfestig-keit*, IfL—Mitt., Dresden. 14 (1975) Heft 1/2, s. 3—29 |7|    B/Hanel und G. Wirthgcn. Zum DDR—Standards TGL 36766 •Schwigfcstigkeit. Ermiidungspriifung von Wcrk-

stofl’proben». I1L—Mitt., Dresden, 1979, 5, s. 211—215 |8J    Петерсон P.E. Концентрация напряжений. М.. «Мир», 1977, с. 302

[9]    Москвитин В.В. Пластичность при переменных нагружениях. Изд. Моск. университета, 196S, с. 263

1101    Гусенков А.П. Прочность при изотермическом и неизотсрмическом малоиикловом нагружении. М.,

«Наука., 1979. с. 295

|П|    Махугов Н_А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность.

М., «Машиностроение», 1981, с. 272

131

Страница 55

С. 55 ГОСТ 25.504-82

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН Академией наук СССР, Государственным комитетом СССР по стандартам. Министерством высшего и среднего специального образования СССР, Министерством тракторного и сельскохозяйственного машиностроения

2.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПОСТАНОВЛЕНИЕМ Государственного комитета СССР по стандартам от 18.05.82 № 1972

3.    Стандарт унифицирован со стандартами ГДР TGL 19340/03 и T(»L 19340/04

4.    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5.    ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обошачеиие НТД, из кдоорий яаиа ссылка

Помер пункта, приложения


5.4.1,    5.6.1, приложение 1

5.4.1,    5.4.5, 5.5.1 Вводная часть


6.    Ограничение срока действия снято но протоколу № 3—93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6—93)

7.    ИЗДАНИЕ с Изменением № I, утвержденным в декабре 1988 г. (ИУС 4—89)

132