Dinamička izdržljivost konstrukcionog dela

Dinamička izdržljivost gotovog obrađenog konstruktivnog dela, ili čvrstoća oblika, meri se takođe na mašinama za zamor materijala.

Po pravilu je znatno manja od dinamičke čvrstoće materijala, jer obuhvata i one uticaje koji uslovljavaju smanjenje čvrstoće oblika: koncentraciju naprezanja, veličinu predmeta (prečnik) i kvalitet površinske obrade (zarezi).

Zbog velikih izdataka koji su u vezi sa određivanjem čvrstoće oblika, obično se pri proračunu polazi od vrednosti dinamičke čvrstoće materijala, dobijene merenjem pomoću probnih epruveta na mašinama za zamor materijala i od laboratorijskih podataka o faktorima koji utiču na dinamičku izdržljivost predmeta: od zareznog faktora, debljine (veličine) konstrukcionog dela i od finoće površinske obrade. U posebnim slučajevima, pri određivanju dinamičke izdržljivosti predmeta, treba da se uzme u obzir i uticaj visoke temperature (za čelični materijal iznad 350° C), termičke obrade, učestanost amplitudnih naprezanja i slično.

Izlazi da će dinamička izdržljivost gotovog predmeta biti manja zbog uticaja onih faktora koji su kod epruvete za merenje inače primljeni za jedinicu. Smanjenje dinamičke čvrstoće predmeta nastupa usled:

koncentracije naprezanja,
kvaliteta površinske obrade,
debljine (veličine) predmeta.

Slika 17 - Uticaj površinske obrade na dinamičku izdržljivost

Kako svaka hrapavost na površini komada deluje kao zarez, delovi sa loše obrađenom površinom imaće manju dinamičku izdržljivost nego što je imaju polirani probni štapovi. Zavisnost dinamičke čvrstoće od vrste površinske obrade može se oceniti na osnovu faktora »o_k « iz dijagrama na sl. 17. Pod neobrađenom površinom podrazumeva se ovde površina sa korom od valjanja odnosno livenja. Naročito su čelici visoke jačine (kvalitetni čelici) jako osetljivi na površinske zareze i stoga moraju imati fino obrađenu spoljašnju površinu, inače im dinamička izdržljivost može lako pasti na vrednost koju imaju jeftini ugljenični čelici.

Slika 18 - Uticaj veličine predmeta na dinamičku izdržljivost

Smanjivanje dinamičke izdržljivosti usled veličine predmeta izraženo je u dijagramu na sl. 18 faktorom »v_k«. Veća elastičnost tanjih predmeta omogućuje ravnomerniju podelu naprezanja u ugroženom preseku. Kod krutih, glomaznih delova ne može se koncentracija naprezanja ublažiti na sličan način.

Prema tome čvrstoća oblika ili granična vrednost amplitudnog naprezanja za određeni deo konstrukcije dobije se na osnovu dinamičke čvrstoće σ_W, τ_W i svih onih faktora koji smanjuju dinamičku izdržljivost. Za slučaj normalnih naprezanja tada imamo

${\sigma }_{A}=\frac{\sigma_w \cdot {v}_{k}\cdot {o}_{k}}{\beta _k} \quad {\left[ {kp/{cm}^{2}} \right]}; \quad {\sigma }_{n}\le {\sigma }_{A}$

U stvari i ovde treba da postoji, slično kao i kod statičke čvrstoće, izvestan stepen sigurnosti protiv dinamičkog loma:

${S}_{D}=\frac{\sigma_A}{\sigma_n}=1,3\div 2$

Usvajanjem izvesnog stepena sigurnosti treba da se obuhvate sve okolnosti zanemarene u proračunu, kao što su nepredviđena preopterećenja, neravnomernosti strukture materijala, mane pri obradi i sl.

Dinamička izdržljivost sklopa meri se takođe na mašinama za zamor materijala. Ovo dolazi u obzir kad u sklopu postoji svoj izvor koncentracije naprezanja, kao što npr. u sklopu zavrtanj - navrtka ili kod naglavljenih delova. U ovim slučajevima u sklopovima se javlja dodirni pritisak kao nov izvor koncentracije naprezanja. Sumarni uticaj oblika i dodirnog pritiska određuje tada dinamičku izdržljivost sklopa. Za dinamičku izdržljivost predmeta bilo bi također vrlo nepovoljno kad bi se na istom mjestu javilo više izvora koncentracije naprezanja, usled kojih bi se povećala neravnomernost podele opterećenja po preseku. U konstrukcijama takve slučajeve treba izbegavati. Takva bi sumarna koncentracija naprezanja nastupila kad bi se, npr. žljeb za klin (na sl. 16) izradio sve do početka naslona na vratilu, gde je ono, dakle, već oslabljeno zbog prelaza manjeg poprečnog preseka u veći.

Uvodni deo knjige

Ceo sadržaj knjige: Elementi mašina - Inženjer Vasilije Volkov