Метод В.П. Когаева
В отличии от эмпирических методов, изложенных в п.п. 2.8.1...2.8.5, метод В.П. Когаева [8] носит теоретический характер и хорошо согласуется с экспериментальными данными для широкого круга конструкционных материалов.
Эффективный коэффициент концентрации напряжений в соответствии в методом В.П. Когаева [8] при переменном изгибе и растяжении-сжатии определяют по формуле
,
|
2.95 |
где L - периметр рабочего сечения образца (детали) или его часть, в точках которого действуют максимальные напряжения, в мм; - критерий подобия усталостного разрушения для гладкого образца, поперечные размеры которого равны размерам детали, в мм2; - критерий подобия усталостного разрушения детали, в мм2; величина 88.3 — критерий подобия усталостного разрушения гладкого лабораторного стандартного образца диаметром d0=7.5 мм,
;
νσ - параметр уравнения подобия усталостного разрушения, являющейся постоянной для данного материала (при определенной температуре, частоте и базе испытания), определяющий чувствительность к концентрации напряжений и влиянию абсолютных размеров поперечного сечения при изгибе или при растяжении-сжатии.
Значения νσ для различных конструкционных материалов, найденные экспериментальным путем для базы N=107 циклов, приведены в таблице 2.8 [8].
Для других баз испытания параметр νσ(N), как установил Агамиров Л.В. [24], вычисляют по формуле
,
|
2.96 |
где σ-1 и σ-1(N)- пределы выносливости соответственно для базы 107 циклов и рассматриваемой базы N.
При отсутствии опытных данных для конструкционных сталей величину νσ приблизительно вычисляют по формуле [8]
|
2.97 |
При кручении эффективный коэффициент концентрации напряжений Kτ вычисляют по формуле, аналогичной (2.95), путем замены σ на τ. Величину ντ определяют по таблице 2.8 или приблизительно принимают равной ντ=1.5νσ.
Таблица 2.8. Значения параметра уравнения подобия усталостного разрушения νσ и ντ.
Материал |
Вид деформации |
σв, МПа |
σ-1 (τ-1), МПа |
νσ (ντ) |
Осевая сталь |
Изгиб |
——— |
252 |
0,18 |
Углеродистая сталь SAE 1035 |
Изгиб |
——— |
274 |
0,10 |
Углеродистая сталь SAE 1020 |
Изгиб |
——— |
232 |
0,11 |
Сталь 45, t = 20 °C |
Изгиб |
——— |
442 |
0,19 |
Сталь 45, t = — 60 °C |
Изгиб |
——— |
460 |
0,23 |
Углеродистая сталь |
Изгиб |
——— |
253 |
0,10 |
Сталь 45 |
Изгиб |
——— |
272 |
0,11 |
Сталь 45 |
Изгиб |
——— |
309 |
0,11 |
Легированная сталь CNCM |
Изгиб |
——— |
352 |
0,04 |
Легированная сталь SAEX 4130 |
Изгиб |
——— |
488 |
0,05 |
Сталь 40X и 40XН |
Изгиб |
——— |
437 |
0,10 |
Легированная сталь SAEX 2345 |
Изгиб |
——— |
250 |
0,07 |
Легированная сталь |
Изгиб |
——— |
385 |
0,06 |
Коррозионно-стойкая сталь 18-8, t = 450 °C |
Изгиб |
——— |
240 |
0,30 |
Коррозионно-стойкая сталь 18-8, t = 630 °C |
Изгиб |
——— |
240 |
0,27 |
Углеродистая сталь |
Изгиб |
——— |
269 |
0,14 |
Легированная сталь |
Кручение |
——— |
327 |
0,29 |
Углеродистая сталь |
Кручение |
——— |
160 |
0,20 |
Сталь 45 |
Кручение |
——— |
196 |
0,19 |
Сталь 45 |
Изгиб |
660 |
307 |
0,10 |
Сталь 40X |
Изгиб |
2020 |
840 |
0,11 |
Модифицированный чугун |
Изгиб |
830 |
350 |
0,15 |
Модифицированный чугун |
Кручение |
830 |
262 |
0,28 |
Сталь 30XГСНА |
Изгиб |
——— |
730 |
0,10 |
Алюминиевый сплав АВТ |
Изгиб |
364 |
135 |
0,08 |
Алюминиевый сплав В95 |
Изгиб |
618 |
174 |
0,09 |
Алюминиевый сплав АД33 |
Изгиб |
333 |
127 |
0,09 |
Алюминиевый сплав Д16 |
Изгиб |
523 |
184 |
0,08 |
Магниевый сплав ВМ65 |
Изгиб |
267 |
113 |
0,10 |
Магниевый сплав МЛ5 |
Изгиб |
221 |
67 |
0,30 |
Алюминиевый сплав ВД17 |
Изгиб |
483 |
170 |
0,085 |
Алюминиевый сплав АК6 |
Изгиб |
460 |
148 |
0,06 |
Алюминиевый сплав АКЧ-1 |
Изгиб |
381 |
150 |
0,09 |
Титановый сплав ВТ22 |
Изгиб |
——— |
560 |
0,07 |
Титановый сплав ОТ4 |
Изгиб |
——— |
390 |
0,02 |
Титановый сплав ПТ38 |
Изгиб |
——— |
246 |
0,21 |
|