Циклическое напряжение - это распределение сил (также называемых напряжениями), которые периодически меняются с течением времени. В качестве примера рассмотрим одно из больших колес, используемых для привода канатной дороги, например лыжного подъемника . Жильный кабель обернут вокруг колеса оказывает направленные вниз усилие на колесе и приводной вал , поддерживающего колесо. Хотя вал, колесо и трос движутся, сила остается почти вертикальной по отношению к земле. Таким образом, точка на поверхности приводного вала будет испытывать растяжение, когда оно направлено к земле, и сжатие, когда оно направлено в небо.
Типы циклических нагрузок [ править ]
Циклическое напряжение часто встречается во вращающемся оборудовании, когда изгибающий момент применяется к вращающейся части. Это называется циклическим изгибающим напряжением, и вышеупомянутый воздушный подъем является хорошим примером. Однако также существуют циклические осевые напряжения и циклические крутильные напряжения . Примером циклического осевого напряжения может быть эластичный шнур (см. Прыжки с тарзанки ), который должен поддерживать массу людей, когда они прыгают с таких конструкций, как мосты. Когда человек достигает конца шнура, шнур упруго отклоняется.и останавливает спуск человека. Это создает большое осевое напряжение в шнуре. Часть упругой потенциальной энергии, хранящейся в шнуре, обычно передается обратно человеку, отбрасывая человека вверх на часть расстояния, на которое он упал. Затем человек снова падает на пуповину, вызывая напряжение в пуповине. Это происходит несколько раз за прыжок. Один и тот же шнур используется для нескольких прыжков, создавая в шнуре циклические напряжения, которые в конечном итоге могут вызвать отказ, если его не заменить.
Циклическое напряжение и разрушение материала [ править ]
Когда к материалу прикладываются циклические напряжения, даже если напряжения не вызывают пластической деформации , материал может разрушиться из-за усталости . Усталостное разрушение обычно моделируется путем разложения циклических напряжений на средние и чередующиеся составляющие. Среднее напряжение - это среднее время основного напряжения. Определение переменного напряжения варьируется от разных источников. Он определяется либо как разница между минимальным и максимальным напряжением, либо как разница между средним и максимальным напряжением. [1] [2] Инженеры пытаются конструировать механизмы, части которых подвергаются одному типу (изгиб, осевое или скручивающее) циклическое напряжение, потому что это больше соответствует экспериментам, используемым для определения характеристик усталостного разрушения различных материалов.
Ссылки [ править ]
- ^ Lalanne, Кристиан (5 января 2010). Механическая вибрация и удары, усталостные повреждения . John Wiley & Sons, 2010. стр. 6. ISBN 9780470610350. Проверено 15 июня 2012 года .
- ^ СС Мэнсон; Гэри Р. Хэлфорд (2006). Усталость и прочность конструкционных материалов . ASM International, 2006. стр. 83. ISBN 9781615030743. Проверено 15 июня 2012 года .
 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( сентябрь 2014 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
