обці вуглецеві сталі.
Кілька різних теорій було висунуто для того, щоб пояснити вплив розмірів зразка, або так званого масштабного фактора, позначається в втомних випробуваннях при наявності концентрації напружень. Петерсон показав, що цей вплив можна пояснити шляхом аналізу експериментальних результатів на основі статистичного методу, рекомендованого Вайбуллом (для статичних випробувань крихких матеріалів). Дасть цей метод задовільне пояснення масштабному фактору в втомних випробуваннях або не дасть, залежить від того, чи будемо ми розпорядженні необхідну кількість експериментальних даних, щоб вони охопили достатньо широкий діапазон розмірів зразків. Втомні випробування великих зразків, проведені на машині Тимко (Timken), а також випробування суднових валів в Ставелєї (Stavely) (Англія) підтвердили значне зниження межі витривалості для великих зразків.
Проблема ослаблення шкідливого впливу концентрації напружень представляє першорядну важливість в машинобудівному проектуванні. Відомою розвантаження місцевих напруг можна домогтися в самому проекті: пом'якшенням або виключенням гострих входять кутів, застосуванням галтелей досить великих радіусів, вибором для них правильних профілів, пристроєм розвантажувальних виточок і т. П. У деяких, однак, випадках такі заходи можуть виявитися нездійсненними або неприпустимими , і тоді слід вдаватися до тих чи інших засобів поліпшення якості матеріалу в небезпечному місці. Іноді таке поліпшення може бути досягнуто належної термічної обробкою поверхні матеріалу. Чудові результати дає холодна обкатка; ідея застосування поверхневої холодної обробки з метою підвищення втомної міцності матеріалів була висунута О. Фёпплем, який пройшов у зв'язку з цим ряд випробувань на зразках малих розмірів. Бакуотер і Хоргер перенесли цей метод на натурні випробування валів, сконструювавши для цієї мети машину, пристосовану для випробувань валів до 356 мм в діаметрі. Таке рішення характеризує сучасну тенденцію проводити втомні, а у відомих випадках також і статичні випробування до руйнування на елементах конструкцій в їх натуральну величину. Основу цією методикою поклав ще Велер, що почав свої знамениті дослідження по втоми з випробування осей залізничного рухомого складу і лише, згодом продовжив їх в лабораторії на малих зразках. На закінчення, однак, для остаточної перевірки внесених конструктивних удосконалень і оцінки масштабного ефекту в цих випадках знову доводиться повертатися до випробувань великорозмірних зразків.
Висновок
З давніх часів природодослідниками був встановлений той факт, що металевий стрижень, підданий дії великого числа циклів повторного напруги, набуває здатності руйнуватися під значно меншими навантаженнями, ніж це було потрібно б в умовах статичного навантаження.
Поняття втоми включає в себе велику кількість явищ відстроченого пошкодження і руйнування під дією навантаження і навколишнього середовища. Більшість компонентів конструкцій включають в себе елементи, що піддаються циклічним навантаженням. Такі навантаження призводять до появи циклічних напружень, які в свою чергу призводять до відмови механізмів внаслідок втоми. Близько 95% всіх руйнувань конструкцій відбувається за усталостному механізму.
Пошкодження, викликане процесом втоми, має кумулятивний (накопичувальний) і безповоротний характер, тому що:
дуже важко виявити знос матеріалу, що піддається усталостному нагружению. Отже, руйнування відбувається несподівано;
навіть якщо дати матеріалу «відпочити» тривалий період часу, ніяких поліпшень в його втомному поведінці не відбудеться.
Хоча за XIX-XX ст. вчені та інженери значно просунулися в питаннях розуміння фізичного процесу втоми матеріалів, безперервно зростаючі вимоги до сучасних машин і раніше ставлять перед ними нові завдання, від вирішення яких залежить майбутнє людства. Саме тому проблема втоми матеріалів не втрачає і ніколи не втратить своєї актуальності.
Список літератури
1) Александров А.В. Опір матеріалів: Учеб. для вузів.- 3-е изд. Испр.- М .: Вища. Шк., 2003. - 560 с.
2) Біргер І.А. Розрахунок на міцність деталей машин - М .: Машинобудування, 1966. - 617 с.
) Біргер І.А. Міцність і надійність машинобудівних конструкцій: Ін-т машинознавства ім. А.А. Благонравова РАН та ін. - Уфа .: УГАТУ, 1998. - 349 с.
) І. А. Біргер, Р. Р. Мавлютов. Навчальний посібник для студентів машинобудівних і авіаційних вузів - М .: Наука, 1986. - 560 с.
) Горшков А.Г., Трошин В.М., Шалашілін В.І. Опір матеріалів: Учеб. сел. 2-е изд., Испр.- М .: ФИЗМАТЛИТ, 2005. 544 с.
6) Ю.М. Лахтін, В.П. Леонтьєва Матеріалознавство.- М .: Машинобудування, 1990.
7) Малінін Н.Н. Прикладна теорія пластичності...
