Các dạng hỏng phụ thuộc tính chất thay đổi ứng suất và vùng chịu ứng suất, phương pháp tính độ bền, giới hạn mỏi, đường cong mỏi,... là những nội dung chính trong bài giảng chương 2 "Các chỉ tiêu chủ yếu đánh giá khả năng làm việc của chi tiết máy". Mời các bạn cùng tham khảo để có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu.
Nội dung Text: Bài giảng Chương 2: Các chỉ tiêu chủ yếu đánh giá khả năng làm việc của chi tiết máy
Chương II
Các chỉ tiêu chủ yếu đánh giá
khả năng làm việc của chi tiết máy
Gồm: Độ bền, độ cứng, độ bền mòn, độ chịu dao động, độ chịu
nhiệt.
Độ bền
Khái niệm: Khả năng tiếp nhận tải trọng của CTM mà
không bị phá hỏng (biến dạng dư quá giới hạn cho phép
hoặc phá hủy).
Phân loại:
+ Độ bền tĩnh
+ Độ
Chương 2: Các chỉ tiêu bềnvềmỏi
chủ yếu khả năng làm việc của CTM 1
+ Độ bền thể tích
+ Độ bền bề mặt
Các dạng hỏng phụ thuộc tính chất thay đổi ứng suất
và vùng chịu ứng suất
Tính chất thayđổi
của ƯS
Độ bền tĩnh Độ bền mỏi
(CT chịu ƯSKĐ) (CT chịu ƯSTĐ)
Vùng chịu US
- Biến dạng dư thể tích - Gãy, đứt vì mỏi
Thể tích
-Dập - Tróc rỗ bề mặt vì mỏi
-Biến dạng dẻo bề mặt
Bề mặt
2
Ví dụ: Chi tiết chịu ƯSTX Thay đổi có thể hỏng do tróc rỗ bề mặt vì mỏi
Phương pháp tính độ bền
Phương trình cơ bản:
lim
[ ]
max [ ] s
max [ ] lim
[ ]
s
- Nếu CTM chịu ƯS không đổi, σlim lấy theo giới hạn
bền, chảy.
- Nếu CTM chịu ƯS thay đổi, σlim lấy theo giới hạn mỏi.
Cũng có khi độ bền mỏi tính theo điều kiện: 3
s≥ [s]
- Tính độ bền thể tích
+ Tính độ bền thể tích khi ứng suất không đổi:
(áp dụng phương trình cơ bản)
+ Tính độ bền thể tích khi ứng suất thay đổi:
- Dạng hỏng vì mỏi
- Khái niệm giới hạn mỏi, đường cong mỏi
- Các nhân tố ảnh hưởng đến giới hạn mỏi
- Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi
- Tính bền thể tích mỏi khi ƯSTĐ ổn định
Tính
Chương 2: -Các bền
chỉ tiêu thể
chủ yếutích mỏi
về khả năngkhi
làm ƯSTĐ không
việc của CTM ổn định 4
Dạng hỏng vì mỏi
- Xảy ra khi chi tiết chịu ứng suất thay đổi, số chu kỳ đủ lớn
- Xảy ra đột ngột, trước khi hỏng không xuất hiện biến dạng dư
- Ứng suất lớn nhất sinh ra còn nhỏ hơn nhiều so với ứng
suất cho phép theo điều kiện bền tĩnh
Vùng phát triển vết
nứt vì mỏi (beach
marks)
Vùng phá hủy nhanh
chóng
Chương 2: Các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc của CTM 5
Hỏng do không đủ bền tĩnh Hỏng do không đủ bền mỏi
Chương 2: Các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc của CTM 6
Chương 2: Các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc của CTM 7
Chương 2: Các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc của CTM 8
Giới hạn mỏi, đường cong mỏi
- Giới hạn mỏi: Giá trị ứng suất lớn nhất sinh ra trong chi tiết
mà tại đó vật liệu chưa xuất hiện dấu hiệu nứt mỏi ứng với số
chu kỳ ứng suất nhất định
- Quan hệ giữa ứng suất và
số chu kì gây hỏng chi tiết
được biểu diễn bằng
đường cong mỏi
N
Đồ thị ứng suất giới hạn
Chương 2: Các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc của CTM 10
Các nhân tố ảnh hưởng đến giới hạn mỏi
- Ảnh hưởng của vật liệu:
+ Kim loại có độ bền mỏi cao hơn vật liệu phi kim loại
+ Hợp kim đen có độ bền mỏi cao hơn hợp kim màu
+ Thép có độ bền mỏi cao hơn gang
+ Thép HK có độ bền mỏi cao hơn thép các bon
+ Thép các bon có hàm lượng cao có độ bền mỏi cao
hơn thép các bon hàm lượng thấp
Chương 2: Các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc của CTM 11
Ảnh hưởng của hình dáng kết cấu
+ Tiết diện thay đổi đột ngột gây tập trung ứng suất,
giảm sức bền mỏi
+ Hệ số tập trung ứng suất lý thuyết:
max max
+ Hệ số tập trung ứng suất thực tế:
r r
kchủ yếu về khả năngklàm việc của CTM (k 1)
Chương 2: Các chỉ tiêu 12
rc rc
Ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối
+ Chi tiết có kích thước càng lớn thì giới hạn mỏi càng
thấp
+ Chi tiết có kích thước càng lớn: khả năng khuyết tật
càng cao: nứt tế vi, rỗ … gây tập trung ứng suất, dễ
phát sinh mỏi.
- Tỷ lệ giữa lớp bề mặt cơ tính tốt với toàn thể tích chi
tiết càng giảm.
+ Hệ số kích thước tuyệt đối:
rd rd
rd 0 rd 0 13
1
Ảnh hưởng của công nghệ gia công bề mặt
+ Lớp bề mặt thường là lớp chịu ứng suất lớn nhất
+ Các vết nứt tế vi do mỏi thường xuất hiện từ lớp này
+ Ảnh hưởng:
- CTM được gia công tinh, độ nhẵn bề mặt cao sẽ
có giới hạn mỏi cao hơn gia công thô, độ nhẵn thấp.
- CTM được tăng bền bề mặt như phun bi,lăn,
nén… sẽ được tăng độ bền mỏi
+ Đánh giá ảnh hưởng bằng hệ số bề mặt
14
Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất
+ Biên độ ứng suất a và
ứng suất trung bình m
ảnh hưởng đến giới hạn
mỏi;
+ Khi σm>0 càng lớn, biên
độ nhỏ cũng làm hỏng
CTM;
+ Khi σm
Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi
+ Các biện pháp kết cấu
- Bố trí những chỗ gây tập trung ƯS ở xa vùng chịu ƯS lớn
- Tại những chỗ chuyển tiếp nên dùng góc lượn có bán kính lớn
nhất có thể dùng góc lượn elip
- Dùng then hoa răng thân khai thay cho then hoa răng chữ nhật
- Với các mối ghép có độ dôi phải vát mép, làm mềm hoặc khoét
rãnh thoát tải ở mayơ
+ Các biện pháp công nghệ
- Dùng các phương pháp nhiệt luyện hoặc hóa nhiệt luyện
- Dùng các phương pháp để tăng chất lượng bề mặt như mài,
đánh bóng, lăn ép, phun bi…
Chương 2: Các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc của CTM 16
Tính độ bền thể tích khi ƯSTĐ ổn định
- CTM làm việc với số chu kỳ ứng suất N ≥ N0 :
lim r
- Nếu CTM làm việc với số chu kỳ ứng suất N < N0 :
lim rN
Chương 2: Các chỉ
m tiêu chủ yếu N
m về khả năng làm việc của CTM
rN N r N 0 rN r m r KL
17
0
N
Tính độ bền thể tích khi ƯSTĐ bất ổn định
Chương 2: Sơ đồtiêu
Các chỉ tính
chủđộ
yếubền khi
về khả ƯS
năng làmthay đổiCTM
việc của bất ổn định 18
+ CTM chịu các ƯS 1, 2 ,..., n, ứng với các chu kỳ
ứng suất N1’, N2’,…,Nn’.
N i'
+ Tổn thất mỏi ở chế độ ứng suất thứ i:
Ni
+ Theo điều kiện cộng bậc nhất đơn giản các tổn
thất mỏi:
n
N i'
i 1 N i
1
' ' '
N N N
Chương 2: ... 1
1 Các chỉ2 tiêu chủ yếunvề khả năng làm việc của CTM 19
N1 N 2 Nn
' ' ' n '
N N N N
1
...
2
1 n
1 i
N1 N 2 Nn 1 Ni
n
N m '
1 N 1 i
m
i
i i
Ni N0 const
i
m m
r
n
i Ni r N0 const
m tiêu
Chương 2: Các chỉ ' chủ yếu
m về khả năng làm việc của CTM
1
20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
