Středí průmyslová škola a Vyšší odborá škola tecická Bro, Sokolská 1 Šabloa: Iovace a zkvalitěí výuky prostředictvím ICT Název: Téma: Autor: Číslo: Aotace: Mecaika, pružost pevost Cyklické amááí, druy cyklickýc amááí, staoveí meze úavy vzorku Ig. Jaroslav Svoboda VY_32_INOVACE_11 18 Cyklické amááí, druy cyklů, mez úavy a její staoveí. Určeo pro druý ročík strojíreství 23-41-M/01. Vytvořeo prosiec 2013 1
1. Cyklické amááí Všecy doposud prováděé výpočty vycázely ze dvou základíc předpokladů: Materiálové kostaty R m, R e a z ic odvozeé byly získáy trací zkouškou. Tato byla prováděa zatížeím, které svou velikost měilo velmi pomalu, proto jsme jej považovali za kostatí. Zkouška byla prováděa a ormalizovaýc tyčíc co do velikosti, tvaru i jakosti opracováí. V praxi mají součásti vždy jiý tvar ež zkušeí tyč. V důsledku růzýc osazeí, zápiců, závitů a dalšíc tvarovýc eomogeit eplatí ypotéza o zacováí roviosti průřezů. Napětí ebude rovoměrě ai lieárě rozložeo po průřezu. Vliv těcto čiitelů bude záviset a způsobu zatížeí. Nyí se budeme zabývat zatížeím měícím se periodicky s časem. 2. Defiice cyklickéo zatížeí Cyklické zatížeí je takové zatížeí, které periodicky kolísá mezi maximem a miimem. K určitému kostatímu předpětí, středí síle, připojíme přídavou sílu oscilující kolem síly středí. Pak časový průbě tooto zatížeí, ebo apětí bude vypadat ásledově Jedotlivé veličiy budeme začit ásledově: Středí apětí Horí apětí Dolí apětí Amplituda Výkmit m 2 a m m 2 2. a 2
3. Druy cyklů Cykly zázorňujeme siusovkou, i když v praxi emusí být teto průbě dodrže. Veličiy ezávisí a časové jedotce, v íž se cyklus oderaje. Přitom zavádíme zjedodušující předpoklad, že jde o ustáleý cyklus, to zameá, že amplituda se s časem eměí. Cykly moou být pouze taové, tlakové ebo obou oblastec. Základím druům klasické pružosti odpovídají tyto cykly 3
4. Wölerova křivka a mez úavy Vlivem cyklickéo zatížeí se v 19 století zabýval Wöler. Bylo třeba vysvětlit, proč se materiál při cyklickém amááí porušuje při odotác, které leží luboko pod mezí pevosti a i kluzu. Grafickou závislost mezi mezi amplitudou apětí a životostí vzorku ám ukazuje Wölerova křivka. Přitom zkušebí vzorky musí vyovovat těmto podmíkám: Musí být ze stejéo materiálu Musí mít stejý tvar Musí být stejě opracováy Zpravidla jde o zkušebí tyčiky o průměru 10mm, ladké s leštěým povrcem. Běem zkoušky se sada zkušebíc tyček podrobí cyklickému zatížeí střídavě souměrým cyklem o daé amplitudě. Tyč se poruší při určitém počtu cyklů. Získaé odoty se vyesou do grafu. Při určité amplitudě přejde křivka v přímku rovoběžou s vodorovou osou. To zameá, že při této amplitudě vydrží materiál eomezeý počet cyklů. Mez úavy je tedy ejvyšší amplituda apětí, při které materiál vydrží eomezeý počet cyklů. Teto počet cyklů čií: Pro ocel (3 až 10).10 6 cyklů Pro měď 50.10 6 cyklů Pro liík (30 až 500).10 6 cyklů Celý Wölerův diagram dělíme a dvě pásma. Pásmo I časovýc pevostí, Pásmo II pásmo meze úavy. 4
5. Určeí mez úavy vzorku Miscke a základě aalýzy velkéo možství výsledků mecaickýc zkoušek doel k závěru že mez úavy závisí a mezi pevosti. Pro oceli je teto vzta ásledující: C0 0,504. R m R m 140MPa C0 740MPa R m 140MPa R m představuje miimálí odotu meze pevosti 5
6. Otázky a úkoly: 1. Co je cyklické zatížeí. 2. Nakresli příklad cyklickéo amááí a zakótuj výzačé odoty. 3. Nakresli základí druy cyklickéo amááí. 4. Závisí cyklické amááí a čase. 5. Nakresli Wölerův diagram. 6. Rozděl Wölerův diagram a pásmo I a II. 7. Co je mez úavy. 8. Jak určujeme mez úavy vzorku. 9. Urči mez úavy vzorku pro výzačé kostrukčí materiály. 6
7. Použitá literatura [1] Mrňák,l. Drdla,A. Mecaika pružost a pevost I. 1. Vydáí SNTL, 1988 Kapitola 9. s.326 [8] Turek,I. Skala,O. Haluška,J. Mecaika sbírka úlo. 2.vydáí Praa: SNTL, 1982. 1981.Kapitola 4 s.75 7