Дәріс. Болаттың және алюминий қортпаларының қайталап жүктеу кезіндегі жұмысы

Серпімді деформацияланғ ан кезде бірнеше рет кайта-кайта жү ктеу материалдың кейінгі жұ мысына ә серін тигізбейді, себебі серпімді деформациялар қ айтымды болып келеді.

Материалдың серпімді-пластикалық кезең індегі жұ мысында (23.1-сурет) жү ктемені тү сірісімен шапшаң кайта жү ктеу серпімділік шегінің тө мендеуіне келтіреді яғ ни алдың ғ ы жү ктеуден металл қ ұ рылымының қ айтпас бү лінуі нә тижесінде пластикалық деформациялары кө бееді. Едә уір ұ зақ ү зіліс болғ ан жағ дайда материалдың серпімділік қ асиеттері бұ рынғ ы қ алпына келіп, серпімділік шегі алдың ғ ы циклдегі шегіне дейін кө теріледі, ал қ ирау кезіндегі ұ заруы алдың ғ ы созылғ ан ө лшемге азаяды. Алдың ғ ы пластикалық деформациялану нә тижесінде серпімділік шегі кө бейіп, қ атарымен морттылығ ы кө терілу наклеп немесе нагартовка деп аталады. Наклеп металдың ескіруімен (старением) жә не кристалдардың атом торы бү лініп, жаң а деформацияланғ ан кү йінде бекітілуімен байланысты. Наклеп аралығ ында қ айта-қ айта жү ктеген кезде материал серпімді жұ мыс атқ арады.

23.1-сурет. Болаттың қ айталап жү ктеу кездегі деформациялануының диаграммасы: а-серпімді деформациялануы аралығ ында;

б-ү зіліспен (² демалғ аннан² кейін); в-ү здіксіз

Бірнеше рет ү здіксіз жү ктеген кезде металда, беріктігі тө мендеумен байқ алатын, қ ажу кұ былысы пайда болады. Жү ктеу саны кө бейген сайын болаттың беріктігі тө мендей тү сіп, каншама рет жү ктеседе қ иратпайтын белгілі " σ _{қ ажу}" шамағ а жақ ындай береді (23.2-сурет). Бұ л шама қ ажу беріктік шегі немесе тө зімділік шегі деп аталады. Қ ажу қ ұ былысы уақ ытындағ ы қ иратушы кернеу, яғ ни вибрациялык (дірілдеу) беріктігі σ _вб статикалық жү ктеу кезіндегі беріктіктен σ _u кем болады, ал жү ктеме таң басы айнымалы болғ ан жағ дайда ол ақ қ ыштық шек кернеуінен де тө мен болып материалдың кө тергіштік қ абілетіне шек қ ояды (лимиттейді).

Болаттың тө зімділік шегі шамамен 10 млн (10·10⁶) жү ктеу цикліне сә йкес. Бірақ та 2 млн цикл кездегі қ ажу беріктігі оның шекті мә нінен айырмашылығ ы аз. Сондыктан болат қ ұ ралымдардың тө зімділікке сынағ ы 2 млн (2·І0⁶) циклдарымен ө ткізіледі.

23.2-сурет. Киратушы кернеу мен жү ктеу саны п арасындағ ы тә уелділігі: а-болат ү шін; б-алюминий қ орытпасы ү шін

Алюминий қ орытпаларының беріктігі ү здіксіз тө мендей береді, оларда болаттағ ыдай қ ажу (тө зімділік) беріктігінің шегі жоқ. Сондық тан іс (практикалык) мақ саты ү шін шартты тө зімділік шегі ретінде 2 млн. цикл жү ктелген кездегі вибрациялық беріктігі қ абылданады. Егер нактылы жү ктеме кө бірек қ айталанатын болса, онда жобалау кезінде есептік кедергісі сә йкес тө мендетіледі.

Вибрациялық (қ ажу) беріктігі жү ктеу циклінің санынан баска, жү ктеу тү рін сипаттайтын, ρ = σ _min / σ _max асимметрия еселеуішіне де тә уелді (23.3-сурет).

23.3-сурет. Жү ктеу циклдерінің сипаттамалары: а - біртаң балы (симметриялы емес); б-толық біртаң балы (пульсациялық); в-толық таң балы (симметриялы)

Азкө міртекті болат табақ шасы ү шін біртаң балы цикл, яғ ни ρ = 0...+ 1. кезінде тө зімділік шегі ақ қ ышттық шегіне тең σ _шарш.= σ _у. Таң басы айнымалы (ρ < 0) циклімен жү ктегенде ол тө мендеп ρ = -1 болғ анда ақ қ ыштық шегі 59%-нан аспайды.

Тө зімділік шегіне кернеу тү рі де ә серін тигізеді: созу кернеуі басым кездегісіне қ арағ анда сығ у кернеуі басым болғ анда ол жоғ арылау келеді.

Кернеу шоғ ырлануы тө зімділік шегіне ү лкен ық пал береді. Ә сіресе шоғ ырлану еселеуішінің шамасы ү лкен кезінде ол кү рт тө мендейді.

Едә уір ү лкен кернеу ә сер еткенде металдың шаршауы саны шамалы цикл жү ктеуден кейін білінуі мү мкін, мұ ны аз циклді шаршау деп атайды.

Қ ұ ралымдардың қ ажып қ ирауына кедергісін біркатар шаралар арқ ылы кө теруге болады:

а) кернеулер шоғ ырлануы жоқ немесе аздау болатын
қ ұ ралымдарда азкоміртекті болаттан беріктіктері жоғ ары болатқ а
ауысуымен;

б) пісірмелі жіктердің бетін ө ң деп кернеулер шоғ ырлану тө мендетумен;

в) кернеулердің ү лкен шоғ ырланатын жерлерінен кү штеу ағ ынын бұ рып жіберумен, т.б.

Негізгі ә дебиет: 5 [20-22].