Разделы сайта

Читаемое

Обновления Nov-2017

Промышленность Ижоры -->  Разработка конструкторской документации 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [ 52 ] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

!!>

22 20 78 76 14 72 Ю в S 4 2

-0.25

11 /

ф-0.75

7.0 7,5

г, С

--0,3? 0,39

Рис. 13.1. Графики функций:

а - I ((СО) 2; б - j ((СО) 2со

Анализ графиков позволяет сделать следующие выводы.

1. При периодическом воздействии наибольшие амплитуды колебаний си- стемы имеют место при х \. При увеличении коэффициента анериодичности максимальные амплитуды уменьшаются. При этом наибольшая эффективность имеет место при 0,3--0,4. Параметр х для положительного результата, т. е., когда безразмерные отношения меньше единицы, должен удовлетворять усло-[ ВИЮ X > \2. При уменьшении частоты собственных колебаний область резс нансных режимов смещается в зону низких частот воздействий, коэффициент апериодичности ф = Л/шс увеличивается и резонансные амплитуды уменьшаются.1

2. При случайном воздействии эффективное значение коэффициента аперио-Г личности ф = 0,3+0,4. При ф > 0,4 эффективность затухания уменьшается. Существенную роль играет параметр р, аналогичный параметру х при гармоническом воздействии. Он характеризует соотношение частоты собственных коле-! баний одномассовой системы и частоты, соответствующей максимуму снектраль-1 ной плотности. Максимальное среднеквадратичное ускорение подрессоренной! массы имеет место при р = 1- При уменьшении р плавность хода улучшается.р Следовательно, и при случайном воздействии уменьшение частоты собственн!: колебаний приводит к положительному результату.

Для расчетов прочности и долговечности ходовых систем необходимо опре делить, нагрузки, действующие в их элементах. Поскольку ходовые системь тракторов имеют упругое подрессоривание, то нагруженность практически всех деталей может быть выражена через усилия в упругих элементах:

Q = c?,

где с - жесткость упругого элемента; t, - его деформация.

Значения деформации упругих элементов зависят от неровностей и от сил рабочих сопротивлений в режимах переезда единичной неровности при движении по случайному и периодическому микроирофплю.

Статические нагрузки в элементах ходовых систем определяются в пред! положении, что трактор нагружен силами веса всех его узлов и постоянны* номинальным тяговым усилием на крюке.


Рис. 13.2. Графики функций:

13.4. РАСЧЕТ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ПО УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ

коивпй!.° ° ° усталостной прочности определяется при помощи

значен ° Рая представляет собою зависимость между наибольшими лов пепп,Г Рико циклического напряжения материала Оа и числом цик-УстатпстТ? напряжении N до разрушения. В координатах Ig Оа - Ig N кривая Уста.тости изображается ломаной линией. s а s н

ких nfif кривой усталости соответствует поломке одного нли несколь-ния Pf °3 Р установившемся циклическом процессе изменения напряжена в материале с законченным симметричным циклом.



Кривая усталости описывается зависимостью о> = Л,

где т, А - постоянные числа.

Если аа<С(т 1, где а - - предел усталости прн симметричном цикле, то считается, что деталь может работать бесконечно долго. Число циклов N, соответствующее перелому кривой усталости, называют базовым числом циклов.

В эксплуатационных условиях нагрузка, действующая на детали ходовой системы трактора, носит случайный характер без выраженных законченных циклов. Поэтому необходимо иметь способ эквивалентного перехода от таких нагрузок к законченным симметричным циклам. Существует ряд методов, которые позволяют осуществить такой переход с определенными допущениями. С. С. Дмитриченко показал, что наиболее достоверным является метод укрупненных размахов, который состоит в том, что из случайного процесса выделяются размахи - разность рядом стоящих максимумов и минимумов на восходящих ветвях кривых. Дискретный счет всех встречающихся размахов позволяет определить число симметричных относительно нуля амплитуд законченных циклов.

Полученное распределение размахов, отвечающее амплитудам симметричных циклов, необходимо привести к одному эквивалентному циклу, используя гипотезу о линейном накоплении усталостных повреждений:

где L - мера повреждения; пс - число циклов с амплитудой <-го уровня, наблюдаемых за процесс; Nj - число циклов с амплитудой /-го уровня, при непрерыв-, ном действии которых материал разрушается; г - количества уровней напряжения, охватывающего весь диапазон изменения его за время рассматриваемого процесса.

Поскольку долговечность детали определяют для напряженийУ больших чем сг 1, где связь амплитуд и количества циклов до поломки подчиняются уравнению (13.3), то для циклов любого уровня справедливо соотношеше

откуда

Тогда

J (o-i

Эксперименты по определению нагруженности деталей обычно проводите? на некотором типовом участке пути и поэтому принимается, что раснределенш числа циклов щ с амплитудами Oai остается неизменным при любой продолжи тельности проведения эксперимента.

Если обозначить время регистрации нагруженности при экспериментах иа основании которых построены распределения числа циклов щ с амплитудами оа через /з то количество циклов каждого наблюдаемого уровня к моменту 1 равни

пт- = г

Мера повреждения детали за время Т

Разрушение в материале наступает при Lr 1. Тогда долговечность детали

Если деталь работает в разных режимах, для которых регистрируются уровни напряжений и продолжительности работы, то

Введем время работы детали в каждом режиме: Тогда

Долговечность детали для этого случая

Расчет долговечности но приведенным выше формулам достаточно громоздок. Н. Н. Яценко предложил способ, позволяющий упростить и механизировать вычисления. При этом процесс изменения напряжений принимается симметричным относительно нулевого уровня и состоящим из законченных циклов со случайными амплитудами. Принятая идеализация приводит к ощутимым ошибкам лишь для процессов, состоящих из быстро и медленно изменяющихся составляющих, или при наложении на случайный процесс установившейся периодической составляющей.

В ходовых системах тракторов переменные напряжения в деталях определяются в основном неровностями почвы и в меньшей мере сопротивлениями, которые в нормальных условиях эксплуатации достаточно точно могут быть Описаны стационарными случайными процессами. Постоянные составляющие напряжений определяются в основном весовыми нагрузками и постоянными Составляющими сопротивлений, которые могут быть, в большинстве случаев, выделены из общего процесса.

При таких предположениях долговечность Т детали выражается через характеристики стационарного случайного процесса:



где X - ордината переменного напряжения; Dx и Dx - дисперсии ординат и скоростей их изменения в наблюдаемом случайном процессе нагружения детали:

= ( 1 - 2Х + ( 2 - з) 4 + + ( 5 - б) s (здесь

= ехр { - [-o + (-l)A.Fj . (.

+ (i - 1) А;с + 0.5 А;с; А;с =

О = 111111; -Яшах = Ощах; i = 1. 2, 3, 4, 5, 6).

В этой формуле наибольшую трудность представляет вычисление величин Dx и Dx- Для стационарного случайного процесса

Dx = R(py, D x

dPR (т)

S ((В) dfi); = - mS (а,)й ш.

Дисперсии Dix удобно определять графоаналитическим методом, для чего сначала надо перемножить (о на ординаты S (<а), а затем планиметрированием . определить площадь под кривой.

При симметричном нагружении рекомендуемый нижний предел учитываемых амплитуд напряжений

(СТ.ОпрТоЖа.!.

Рекомендуемый верхний предел учитываемых амплитуд напрэкений при: симметричном нагружении определяется вероятностью их появления менее 1%::

*тах

= Jmax = 3 VDx

Показатель степени т имеет значения: для трансмиссий т = 4-;-5, для рам? клепаных m = 3-7-4, сварных m = 4--5; для рессорных сталей: 50ХГ - т = 2,0, 50ХГА -т = 2,5, 55С2 - m = 3,8, 60С2 - m = 4, 55ХГР - m = 5. [

Для учета в расчетах постоянной составляющей напряжений Оср, харак- терной для всех деталей ходовой системы, по рекомендациям Н. Н. Яценко,: необходимо:

1) максимальную учитываемую амплитуду увеличить на величину фоср, где ф - коэффициент чувствительности металла к асимметрии цикла; для углеродистых Сталей ф= 0,1-0,2 - при изгибе, ф== 0-0,2 - при кручении; для легированных сталей ф= 0,2-0,3 - при изгибе, ф=0,1-:-0,15 - при кручении;

2) минимальную учитываемую амплитуду уменьшить на величину фоср;

3) при дискретном распределении циклов нагружения в каждой группе J полуразмахи увеличить на фОср- 1

Для учета кручения при расчете долговечности деталей ходовой системЫ; его приводят к изгибу по формуле

Р-1 Т-1

где Оц, - приведенная к изгибу и действительная амплитуды напряжений кручения; a j, t j - пределы усталости при изгибе и кручении. При a i /t i = = 1,73 = l,73a. Суммарное приведенное напряжение

анпр = 1<ан + Ки)-Если Одк = K<3aw< то приведенное к изгибу напряжение равно

и пр = Vl и + =а и УТ. в этом случае всерасчеты выполняются аналогично предыдущему, поскольку множитель можно рассматривать как масштабный коэффициент.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [ 52 ] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

© 2003 - 2017 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка