Виды циклов напряжений

Рассмотрим вращающийся вал с маховиком (Рис. 11.2). Вал будет испытывать циклические напряжения, хотя внешняя сила остается неизменной. Возьмем произвольное сечение вала .

Рис. 11.2

В произвольной точке сечения напряжения равны:

где — угловая скорость, — время.

Теперь напряжение равно

или

где — амплитудное значение напряжения.

График изменения напряжения в точке при вращении вала показан на рис. 11.3. Изменение напряжений за один период называется циклом напряжений. Цикл напряжений характеризуется коэффициентом асимметрии. Он обозначается буквой и представляет собой отношение:

Рис. 11.3

В приведенном примере на рис. 11.3 рассмотрен так называемый симметричный цикл. У симметричного цикла максимальное и минимальное значения напряжений численно равны между собой, но противоположны по знаку, , а коэффициент асимметрии

Различным законам изменения напряжений соответствуют различные виды циклов (Рис.11.4). На рис. 11.4, а показан асимметричный цикл, для которого максимальное и минимальное напряжения по абсолютному значению различны.

Рис. 11.4

Если знаки и различны, то такой цикл носит название знакопеременного (рис. 11.4, в). Если же знаки максимального и минимального напряжения одинаковы, тогда цикл называется знакопостоянным. В том случае, когда одно из напряжений ( или ) равно 0, такой цикл носит название пульсационного (Рис. 11.4, б).

Любой асимметричный цикл, в том числе и пульсационный, может быть представлен как результат наложения постоянного напряжения на напряжение, изменяющегося по симметричному циклу с амплитудой (Рис. 11.4, в). Параметры цикла , определяются формулами:

, .

Теперь закон изменения напряжений во времени имеют вид: