Циклическое напряжение - Cyclic stress

Циклическое напряжение представляет собой распределение сил (или напряжений), которые периодически меняются с течением времени. В качестве примера рассмотрим одно из больших колес, которое использовалось для привода канатная дорога например, подъемник. В провод кабель обернутый вокруг колеса, оказывает на колесо направленную вниз силу, и приводной вал поддерживающее 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 на землю, и сжатие, когда оно направлено в небо.

Виды циклических нагрузок

Циклическое напряжение часто встречается во вращающемся оборудовании, где изгибающий момент применяется к вращающейся части. Это называется циклический напряжение изгиба и канатная дорога наверху - хороший тому пример. Тем не мение, циклический осевые напряжения и циклический крутильные напряжения тоже существуют. Примером циклического осевого напряжения может быть эластичный шнур (см. прыжки с тарзанки ), которые должны поддерживать массу людей при прыжках с таких конструкций, как мосты. Когда человек достигает конца шнура, шнур отклоняется эластично 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 или она упали. 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 привести к поломке, если его не заменить.

Циклическое напряжение и разрушение материала

Когда к материалу прикладываются циклические напряжения, даже если они не вызывают Пластическая деформация, материал может выйти из строя из-за усталость. Усталостное разрушение обычно моделируется путем разложения циклических напряжений на средние и чередующиеся составляющие. Среднее напряжение - это среднее во времени основное напряжение. 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 спроектировать механизмы, части которых подвергаются одному типу (изгиб, осевое или крутильное) циклическое напряжение, потому что это больше соответствует экспериментам, используемым для определения характеристик усталостного разрушения различных материалов.

Рекомендации

  1. ^ Лаланн, Кристиан (5 января 2010 г.). Механическая вибрация и удары, усталостные повреждения. John Wiley & Sons, 2010. стр. 6. ISBN  9780470610350. Получено 15 июн 2012.
  2. ^ С.С. Мэнсон; Гэри Р. Хэлфорд (2006). Усталость и долговечность конструкционных материалов.. ASM International, 2006. стр. 83. ISBN  9781615030743. Получено 15 июн 2012.