![Тема:«Влияние переменных напряжений на прочность конструкций» ТОГБПОУ СПО «Приборостроительный колледж» Автор : студенты группы Э-231 Сергеев Евгений и Заболотников Артем Научный руководитель : Шумкова Антонина Алексеевна](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_0.jpg)
Тема:«Влияние переменных напряжений на прочность конструкций»
ТОГБПОУ СПО «Приборостроительный колледж» Автор : студенты группы Э-231 Сергеев Евгений и
Заболотников Артем Научный руководитель : Шумкова Антонина Алексеевна
![Цель и Задачи: Цель данного проекта - изучить влияние циклических напряжений на прочность конструкций. Задачи:](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_1.jpg)
Цель и Задачи:
Цель данного проекта - изучить влияние циклических напряжений на прочность конструкций. Задачи:
- Определить величину предельных напряжений при статических нагрузках;
- Определить величину предельных напряжений при циклических нагрузках;
- Дать сравнительный анализ.
![Гипотеза проекта Предполагается, что образцы разрушатся быстрее при меньших напряжений, если их нагружать циклически.](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_2.jpg)
Гипотеза проекта
Предполагается, что образцы разрушатся быстрее при меньших напряжений, если их нагружать циклически.
![СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ – это наука о методах расчета на прочность, жесткость и устойчивость конструкции и ее элементов. ПРОЧНОСТЬ – способность конструкции воспринимать заданную нагрузку не разрушаясь. ЖЕСТКОСТЬ – способность конструкции и ее частей воспринимать нагрузку, сохраняя форму и размеры в заданных пределах. УСТОЙЧИВОСТЬ – способность конструкции и ее элементов воспринимать нагрузку, сохраняя форму устойчивого равновесия. ЗАДАЧА СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ – создавать конструкции, обеспечивающие при минимальных затратах наибольшую грузоподъемность.](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_3.jpg)
- СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ – это наука о методах расчета на прочность, жесткость и устойчивость конструкции и ее элементов.
- ПРОЧНОСТЬ – способность конструкции воспринимать заданную нагрузку не разрушаясь.
- ЖЕСТКОСТЬ – способность конструкции и ее частей воспринимать нагрузку, сохраняя форму и размеры в заданных пределах.
- УСТОЙЧИВОСТЬ – способность конструкции и ее элементов воспринимать нагрузку, сохраняя форму устойчивого равновесия.
- ЗАДАЧА СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ – создавать конструкции, обеспечивающие при минимальных затратах наибольшую грузоподъемность.
Основные определения и понятия
![Усталость - процесс постепенного накопления повреждений в материале под действием переменных напряжений, приводящий к изменению его свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению. Усталостное разрушение – разрушение, происходящее при напряжениях, значительно меньших предела прочности σ В , а иногда даже и предела пропорциональности σ пц . Зона А - область распространения трещины Зона Б - зона разрыва Вид усталостного излома 5](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_4.jpg)
Усталость - процесс постепенного накопления повреждений в материале под действием переменных напряжений, приводящий к изменению его свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению.
Усталостное разрушение – разрушение, происходящее при напряжениях, значительно меньших предела прочности σ В , а иногда даже и предела пропорциональности σ пц .
Зона А - область распространения
трещины
Зона Б - зона разрыва
Вид усталостного излома
5
![Неустановившийся режим (закон изменения напряжений во времени может быть любым) Установившийся режим (изменение напряжений во времени носит циклически повторяющийся характер) Цикл напряжений - совокупность последовательных значений напряжений за один период нагружения при установившемся режиме Усталость 5](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_5.jpg)
Неустановившийся режим (закон изменения напряжений во
времени может быть любым)
Установившийся режим (изменение напряжений во времени
носит циклически повторяющийся характер)
Цикл напряжений - совокупность последовательных значений напряжений за один период нагружения при установившемся режиме
Усталость
5
![Характеристики цикла напряжения: max - максимальное (наибольшее по модулю) напряжение; min - минимальное (наименьшее по модулю) напряжение; - среднее напряжение - амплитудное напряжение - коэффициент асимметрии цикла 7](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_6.jpg)
Характеристики цикла напряжения:
max - максимальное (наибольшее по модулю) напряжение;
min - минимальное (наименьшее по модулю) напряжение;
- среднее напряжение
- амплитудное напряжение
- коэффициент асимметрии цикла
7
![Циклы нагружения: ассимметричный пульсационный симметричный m ≠ 0, max ≠ σ min ;. m = 0, σ min =0; а = max = min ; m = а = max /2; r = -1. r = 0. наиболее опасный 7](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_7.jpg)
Циклы нагружения:
ассимметричный
пульсационный
симметричный
m ≠ 0,
max ≠ σ min ;.
m = 0,
σ min =0;
а = max = min ;
m = а = max /2;
r = -1.
r = 0.
наиболее опасный
7
![Кривая усталости при симметричном цикле Предел выносливости для сталей: -1 (0,4...0,5) В , для цветных металлов: -1 (0,25...0,5) В база испытаний](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_8.jpg)
Кривая усталости при симметричном цикле
Предел
выносливости
для сталей:
-1 (0,4...0,5) В ,
для цветных металлов:
-1 (0,25...0,5) В
база
испытаний
![Сталь это сплав железа с углеродом, где содержание углерода не превышает 2,14% Углеродистые стали - свойства зависят в основном от содержания углерода: низкоуглеродистые (менее 0,25% С), среднеуглеродистые (от0,25% до 0,6%С), высокоуглеродистые (более 0,6%С) Легированные стали – содержат специально вводимые элементы, изменяющие свойства стали Классификация стали](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_9.jpg)
Сталь это сплав железа с углеродом, где содержание углерода не превышает 2,14%
- Углеродистые стали - свойства зависят в основном от содержания углерода:
- низкоуглеродистые (менее 0,25% С),
- среднеуглеродистые (от0,25% до 0,6%С),
- высокоуглеродистые (более 0,6%С)
- Легированные стали – содержат специально вводимые элементы, изменяющие свойства стали
Классификация стали
![Сталь 40- качественная среднеуглеродистая сталь, содержание углерода 0,4%](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_10.jpg)
- Сталь 40- качественная среднеуглеродистая сталь, содержание углерода 0,4%
Исследуемый образец
![На основе изучения научной и справочной литературы по материаловедению и сопротивлению материалов, мы составили сравнительную характеристику прочности исследуемых образцов при различных видах нагружения. Ход исследования](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_11.jpg)
На основе изучения научной и справочной литературы по материаловедению и сопротивлению материалов, мы составили сравнительную характеристику прочности исследуемых образцов при различных видах нагружения.
Ход исследования
![Результат проекта](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_12.jpg)
Результат проекта
![Таким образом мы доказали гипотезу проекта. Образцы из стали 40 разрушились быстрее при циклических нагружениях, чем при статических. Вывод](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_13.jpg)
Таким образом мы доказали гипотезу проекта.
Образцы из стали 40 разрушились быстрее при циклических нагружениях, чем при статических.
Вывод
![Александров, А. В. Сопротивление материалов : учеб. для вузов / А. В. Александров, В. Д. Потапов, Б. П. Державин.2005. – 560 с. Саргсян, А. Е . Сопротивление материалов, теории упругости и пластичности. Основы теории с примерами расчета : учеб. для вузов / А. Е. Саргсян.2000. – 286 с. Писаренко, Г. С. Справочник по сопротивлению материалов : справ. / Г. С. Писаренко, А. П. Яковлев, В. В. Матвеев.2008. – 736 с. Любошиц, М. И. Справочник по сопротивлению материалов : справ. / М. И. Любошиц, Г. М. Ицкович.2009. – 464 с. Источники](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_14.jpg)
Александров, А. В. Сопротивление материалов : учеб. для вузов / А. В. Александров, В. Д. Потапов, Б. П. Державин.2005. – 560 с.
Саргсян, А. Е . Сопротивление материалов, теории упругости и пластичности. Основы теории с примерами расчета : учеб. для вузов / А. Е. Саргсян.2000. – 286 с.
Писаренко, Г. С. Справочник по сопротивлению материалов : справ. / Г. С. Писаренко, А. П. Яковлев, В. В. Матвеев.2008. – 736 с.
Любошиц, М. И. Справочник по сопротивлению материалов : справ. / М. И. Любошиц, Г. М. Ицкович.2009. – 464 с.
Источники
![Спасибо за внимание!](http://fsd.intolimp.org/html/2018/05/15/i_5afa8782884ca/img_phpv2xGNG_tehnicheskaya-mehanika_15.jpg)
Спасибо за внимание!