Виды циклов напряжений

Совокупность последовательных значений переменных напряжений за один период их изменения называется циклом напряжений.

Обычно цикл представляют в виде графика, в котором по оси абсцисс откладывается время, а по оси ординат — напряжения (рис. 98). Будем изображать переменные напряжения в виде синусоиды.

Каждый цикл характеризуется следующими параметрами.

Наибольшее по алгебраическому значению напряжение цикла называется максимальным напряжением цикла <�г_тш. Минимальное напряжение цикла а_т", — это наименьшее по алгебраическому значению напряжение цикла.

Рис. 98. Характеристики переменных напряжений.

Алгебраическая полусумма максимального и минимального напряжений цикла называется средним напряжением:

Алгебраическая полуразность максимального и минимального напряжений цикла называется амплитудой цикла:

важной характеристикой цикла напряжений является коэффициент асимметрии цикла:

Цикл напряжения полностью определяется любыми двумя его параметрами. Параметры цикла касательных напряжений и соответствующие формулы выглядят аналогично.

В зависимости от величины коэффициента асимметрии циклы напряжений разделяют на симметричные (рис. 99, я), асимметричные (рис. 99, 6) и отнулевые (рис. 99, в).

Следует отметить, что прочность детали не зависит от формы кривой, описывающей цикл.

В тех случаях, когда о_тах = - с_шп> R = - 1, цикл называется симметричным (рис. 99, а).

Если а_т," = 0 или о_тах = 0, то R = 0 и цикл называется оптулевым, или пулъсационным (см. рис. 99, б).

Асимметричные циклы могут быть знакопостоянными или знако-переменными.

При простом растяжении или сжатии (когда о^хmm) R=+1.

Циклы, имеющие одинаковый коэффициент асимметрии, называются подобными.

Тогда, в общем случае, цикл может быть представлен как сумма о_т и напряжения, меняющегося по симметричному циклу с амплитудой а_а, т. е. а = а_т + cr_fl sin со/.

Рис. 99. Циклы изменения напряжений: а) симметричный;#) асимметричный; в) отнулевой Способность материала противостоять усталостным разрушениям зависит от времени действия нагрузки и от цикла напряжений. Следует отметить, что при любой деформации нагружение с симметричным циклом наиболее опасно.