т<°>и т<*>—показатели упрочнения материала в упругопла-стической области, определяемые по диаграммам статического и циклического деформирования при степенной аппроксимации. При этом циклический модуль упрочнения имеет вид:
,(0)
/lg
+ ~9~
,(0)
-1
1
(58)
да<*> = lg
»(0)
,№
для циклически упрочняющихся материалов, для которых т <*-" < т(*> ;
m<*> = lg
.(0)
,(0)
/lg
й(°)
(0)
1 e«*-i)
(59)
«(0) , _7_/ ^
„(0)
о(0)
+ 9
,(0) пц
для циклически разупрочняющихся материалов, для которых
тт =ig
,«>>
»(0)
/lg
(°) \«(°>
+
Л
,(0)
■ 1
(60)
р(0)
„(О)
„(0)
для циклически стабилизирующихся материалов, у которых
При линейной аппроксимации диаграммы статического и циклического деформирования имеют вид:
,(0)
с (ft)
?(*)
(ft) E
(ft)
(61)
?(0)
£i*J)+ £■
,(0)
=(1-£!0>) + £:
„(0)
• »)
(при e<°> > oW) и 5W > 2oW)),
где £<0) и £<*>— показатели упрочнения материала в- упругоплас-тической области, определяемые по диаграмме статического и циклического деформирования при линейной аппроксимации;
материалов. 5.4.5. По статическим диаграммам деформирования определяют пределы пропорциональности, текучести и прочности, равно-
ГОСТ *S.S04-^3* Стр. 23
мерное и общее удлинение (ГОСТ 1497—73); по диаграммам Циклического деформирования — пределы пропорциональности и текучести по параметру числа циклов или полуциклов нагружения, Коэффициенты A, a, р, характеризующие сопротивление цикличес-• кому деформированию, циклическое упрочнение, разупрочнение, стабилизацию.
5.4.6.Коэффициент Л характеризует связь между деформацией исходного нагружения е<°> и шириной петли гистерезиса 8(1) в первом полуцикле при мягком нагружении. Определяется из выражения
Л=8<0 /(<?<»> -е$ )•(62)
Полученную совокупность экспериментальных величин А (по результатам испытания серии порядка 5—10 образцов при различных значениях исходной деформации е<0) ) обрабатывают с использованием метода наименьших квадратов или другим способом осреднения.
5.4.7.Коэффициенты аир определяют по полученным при мягком нагружении экспериментальным данным lg8<*> —\gk(для случая циклического упрочнения) и lgSW —k (для циклического разупрочнения). Величины а или р для рассматриваемого образца вычисляют по формулам (черт. 2):
п==iga{fc)-ig6WigftW -igaw _j_m
где 8(*> —ширина петли гистерезиса в k-u полуцикле нагружения. Для расчетов в заданном диапазоне максимальных деформаций рекомендуется применять средние коэффициенты аир, полученные при. различных значениях исходных деформаций в заданном. диапазоне.
5.5.Определениерасполагаемойпластичности материала
5.5.1. Располагаемая пластичность материала (е^ ) определяется как
е/ = 1пТ=ф7 илиe/=ln -RT ■(64)
где % и <J) — коэффициенты уменьшения поперечного сечения, соответствующие достижению предела прочности или разрыву образца. Определяется по ГОСТ 1497—73.
5.6.Определениекривоймалоцикловойусталости
5.6.1. Кривая малоцикловой. усталости определяется экспериментально по результатам испытаний серии образцов при жестком '
Стр. 24 ГОСТ 25,504—М
нагружении по ГОСТ 25.502—79. Результаты представляют в виде зависимости долговечности от циклической упругопластической или пластической деформации.
Зависимость ширины петли гистерезиса от числа полуциклов нагружении
ГГри этом зависимость долговечности от циклической пластической деформации (е^) используется в диапазоне чисел циклов .<10*- МО3.
Зависимость долговечности от циклических упругопластических деформаций (-е<*> ) применяют во всем малоцикловом диапазоне чисел циклов нагружении (<5*104—10е).
ГОСТ 25.504—82 Стр. 25
Коэффициенты в уравнениях определяют по экспериментальным данным о долговечности при малоцикловом нагружении с симметричным циклом деформаций.
5.6.3. Для приближенных расчетов кривой малоцикловой усталости используют корреляционные зависимости, устанавливающие
Зависимость долговечности от величины . пластической (а) и упругопластйческой деформации (б, в) в цикле при е (*) = const
10
•
^ 1In 1
!
'^"^
ю-'
10
10'
W
10"
1В
1
10''
j
s^J—tn 1 +гб-\
*■ 2NV П1-ч>> Е .
/
! '^^^
P~2N'.* 1-4J </ ~\ ^4j
\\е -'№-'
I
11010гЮ310"hi
5
11*N
Черт. 3
Стр. 26 ГОСТ 25.504—82
связь характеристик сопротивления малоцикловой усталости с прочностью и пластичностью материала при статическом разрыве образца. При этом принимают следующие значения коэффициентов уравнений кривой малоцикловой усталости:
С= -g-lnj^ijr ИЛИ С<= ~2~ 1ПТ-ЧГ ''
5= h^iL ; D= In j^ или D = ln -^ .
Показатель р. для широкого круга конструкционных сталей и сплавов, в первом приближении,, равен 0,5—0,6.
Графики, соответствующие уравнениям (65), (66), (67) с учетом величин коэффициентов, приведены на черт. 3. Там же даны линии, характеризующие первое и второе слагаемое уравнений (66), (67).
5.6.4.Для получения расчетных кривых " используют, с целью обеспечения запасов прочности, минимально гарантированные по техническим условиям на материал величины.4?, ов, о_! . При наличии статистических данных в расчет вводят характеристики, соответствующие средним за вычетом трех стандартных отклонений.
5.6.5.В области числа циклов нагружения до разрушения 10* циклов асимметрия деформаций при определении расчетных кривых малоцикловой усталости не учитывается, если етах<0,25 е/.
При етах>0,25 Efв уравнениях кривых малоцикловой усталости используют коэффициенты, равные С—е гаахи D—е тах.
При числе циклов-нагружения в диапазоне 10*—105 асимметрию цикла нагружения учитывают способом, аналогичным применяемому в йногоцйкловой области.
5.6.6.Масштабный эффект, влияние чистоты поверхности, коррозии и т. п. .следует оценивать постановкой соответствующих экспериментов.
ГОСТ 25.504—82 Стр. 27
ПРИЛОЖЕНИЕ I Обязательное
ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТАНДАРТЕ
a_t— предел выносливости при симметриэном цикле гладких лабора-торных образцов диаметром d0 = 7,5 мм при изгибе с вращением, изготовленных по ГОСТ 25.5*02—79, МПа;
a_j— медианное значение а_1для образцов из металла одной плавки, МПа;
а—\— медианное значение предела выносливости на совокупности всех
плавок металла данной "марки гладких лабораторных образцов
диаметром do = 7,5 мм, изготовленных из заготовок диаметром
сг_1Д— предел выносливости детали при симметричном цикле, выражен-
" ный в номинальных напряжениях, МПа; 0_1д— медианное значение о_1д , МПа;
0_],-^- медианное значение предела выносливости детали на совокупности веех плавок металла данной марки, МПа; (о_1 )р—значение а_х, соответствующее вероятности рузрушения Р %, например, (a _j)ю — при Р= 10%, МПа; -(о"_1Д)р—предел выносливости детали, соответствующий вероятности раз-. рушения Р (%, МПа;
о_,— медианное значение предела выносливости гладких лабораторных образцов диаметром do = 7,5 мм, изготовленных из загото-вок металла данной марки размерами 10—20 мм, МПа; -
Ki — коэффициент, учитывающий снижение механических свойств металла (ав, От, 0-\ ) с ростом размеров заготовок; ав— временное сопротивление (предел прочности) 'стали данной марки при растяжении, МПа;
ов—медианное значение предела прочности стали данной марки, определенное на образцах, изготовленных из заготовок диаметром d, равным абсолютному размеру рассчитываемой детали, МПа; Кд —o_Xdla_Xk— эффективный коэффициент концентрации напряжений;
/Cd3=o,_,d/a_1 —коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения; a_j(( —предел выносливости образца без концентрации напряжений диаметром d, МПа;
о*_, р
К и =-----— — коэффициент влияния шероховатости поверхности, равный
a-i
отношению предела выносливости образца с данным качеством поверхности о_1Р к пределу выносливости гладкого лабораторного образца;
Стр. 28 ГОСТ 25.504—83
K,v —-----1дупр— коэффициент влияния поверхностного упрочнения, равный
отношению предела выносливости упрочненной детали °-1дупр к пределу выносливости неупрочненной детали о_1д; К а— коэффициент анизотропии;
/Скор=—~1к0? —коэффициент влияния коррозии, равный отношению преде-
ла выносливости гладкого образца в условиях коррозии °-1кор к пределу выносливости образца при испытаниях в воздухе; Ka(dp) — эффективный коэффициент концентрации напряжений, определенный на образцах диаметром dp; Кзир) — значение коэффициента, Кз, соответствующее диаметру dp; Кг,Кз— коэффициенты, учитывающие влияние абсолютных размеров- на пределы выносливости по опытным данным для детали размером d; £' ,2"— поправочные коэффициенты; Md — постоянная для данного металла величина (при определенной температуре и частоте испытания), определяющая чувствительность к концентрации напряжений и влиянию абсолютных. размеров поперечного сечения при изгибе или растяжении—Сжатии; L — параметр рабочего сечения образца или детали или его часть, прилегающая к местам повышенной напряженности, _ мм;
G — относительный градиент первого главного напряжения в _ зоне концентрации напряжений, мм-1; О, — относительный градиент касательного напряжения, мм-1; LJG—критерий подобия усталостного разрушения детали, мм:; (LjG)ur— критерий подобия усталостного разрушения образца диаметром d0 = 7,5 мм, мм2;
аа =Стах/о"н—теоретический коэффициент концентрации напряжений, равный отношению максимального напряжения в зоне концентрации атах к номинальному напряжению ан , вычисленному по формулам сопротивления материалов (в пред-_положении упругого распределения напряжений);
n~f(G,aT)—коэффициент, зависящий от значений относительного градиента напряжений и предела текучести; о>— предел текучести стали данной марки при растяжении,'
МПа; Q—коэффициент чувствительности .металла к концентрации на-ч пряжений;
0_i— предел выносливости образцов при растяжений—сжатии, МПа; А, В, С, Z — постоянные коэффициенты;
К1-®——ИШ— коэффициент концентрации напряжений в упругопластической
области в исходном нагружении (нулевой полуцикл); ешах— действительная максимальная упругопластическая деформация в исходном нагружении (нулевой полуцикл), %; ен— номинальная деформация в исходном нагружении (нулевой полу- , цикл), %;
е(0)
^(0)__—пых— коэффициент концентрации деформаций в упругопластической об-
ласти в исходном нагружении (нулевой полуцикл); S*x— действительное максимальное напряжение в k-ou полуцнкле нагружения, МПа; 5Н— номинальное напряжение в fe-ом полуцикле нагружения, МПа;
Kg^=—J^— коэффициент концентрации напряжений в упругопластической
области в &-ом полуцикле нагружения; 8п?ах~ действительная максимальная упругопластическая деформация в fe-ом полуцикле нагружения, %; ен— номинальная деформация в k-ом полуцикле нагружения, %;
q )_—max— коэффициент концентрации деформаций в упругопластической об-ласти в k-оы. полуцикле нагружения;
tip. 30 ГОСТ 15.504—82
e(0)_ уровень деформации.^ исходном нагружении гладких образцов, %; о(0)_ уровень напряжений в исходном нагружении гладких образцов,
МПа;•"
oW_ предел пропорциональности в исходном нагружении, определенный при допуске на пластическую деформацию 0,02% в координатах а—е, МПа; efl— деформация,- соответствующая пределу пропорциональности, в
исходном нагружении в координатах а—е, %; 5^'— предел пропорциональности в fc-ом полуцикле нагружении в координатах S—в, МПа; еп!>— деформация, соответствующая пределу пропорциональности в
fe-ом полуцикле нагружения в координатах S—е, %; Е®\— показатель упрочнения в упругопластической области при линейной аппроксимации диаграммы статического деформирования; £*.*)— показатель упрочнения в упругопластической области при линейной аппроксимации диаграммы циклического деформирования в А-ом полуцикле нагружения; т'0'— показатель упрочнения в упругопластической области при степенной аппроксимации диаграммы статического деформирования; т(А>— показатель упрочнения в упругопластической области при степенной аппроксимации диаграммы циклического деформирования в "fe-ом полуцикле нагружения;
й(1)—. ширина петли гистерезиса в 1-ом полуцикле нагружения, %; ЬШ— ширина петли гистерезиса в Л-ом полуцикле нагружения, %; е(*)_ упругопластическая деформация, накопленная после fc-ro полу-цикла нагружения, %; в<*)— пластическая деформация, накопленная после А-го долуцикла на-'
гружеяия, %; emli~~ максимальная упругопластическая деформация; накопленная за k полуциклов нагружения, %; e(*)_e(*)_|_eW—размах упругопластической деформации в k-ou полуцикле нагружения, %; е^**— размах пластической деформации в k-ou полуцикле нагружения,
С, В, D— коэффициенты уравнений кривой малоцикловой усталости. Примечание. При кручении обозначения аналогичны с заменой а на %, например, т_1( т_1д и т. д.
ГОСТ 25.504—82 Стр. 31
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Обязательное
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ КОНЦЕНТРАЦИИ
К К
НАПРЯЖЕНИЙ К,, Kz , ОТНОШЕНИЙ Л., f-, КОЭФФИЦИЕНТОВ
К da "dx 'п, q, K\ и Kt
Валы d = 40 мм с посадками ступиц
ТаблицаI
К прч а , МПа
Форма ступицы
Посадка
В
Н7/п6
Ш/Ш
1,8
2,0
2,2
2,3
2,5
2,6
2,7
2,8
2.»
Н8/и8
е—чв
H8/u8-
1,6
1,7
1.8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,2
2,35
р/da 0,1В
H7/n6
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
3,
3,2
3,2
*pl'dal&i
Ег^—4fi
H8/u8
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,1
2,2
Примечание.К. =0,65 К,
Стр. 32 ГОСТ 15,504—82
Таблица 2
Шлицевые валы при кручении
Сечение вала и профиль иглица
Предел прочности материала вала а , МПа
К
6*28*34*7
400
1,9
500
2,0
650
2,1
11С0
3,1
6*23*35*6,8
600
1,9
750
2,1
1000
2,6
1200
3,2
8*32*36*6
2,0
M-*32*38*i0
2,3
1000
8*32*38*6
2,3
10*32*48*5
2,8
Примечание. Материал ступицы — сталь с пределом прочности 650 МПа.
ГОСТ 25.504—82 Стр. 3»
Таблица3>
Мелкошлицевые валы при кручении
Сечение вала и профиль шлица
Предел прочности материала вала »в> МПа
К
30*7А '
500, 650
'1.5
31*35
1000
' 1,1
•
Т\\\Х
Примечания:
1. Исходный %вал с наружным диаметром 34 и 35 мм подвергнут цементации и закалке.
2. Материал ступицы — сталь с пределом прочности ,650 МПа.
Валы с напрессованными деталями при изгибе
У//7//Л "
' £|Э)
/
2
т
\щл
( ^ ■ \
-
ШУЛ
1 1
h —
20 JO h0 50
та 150 200 зоо d, мм
о „ =500 МПа; Я>30 МПа / — через напрессованную деталь передается сила или момент; 2 — через напрессованную деталь не передается усилий
Черт. 1
Стр. 34 ГОСТ 15.504—М
Поправочный коэффициент £' на предел прочности ов(к черт. 1)
_______________i________I.__- ,l- I I.J ■! J ..I '-.ii — ■ ■ ■■*■—i. ■■'■■■in i
1 ■23 Ь 5 6 7 8 9 10?0 JO d/d0
Черт. 16
Коэффициенты К%
г з * 5 б 7 eg ю
Черт. 17
20 JO djda
Стр. 40 ГОСТ 25.504—82
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Обязательное
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ а,, ат
Пластины с двухсторонним надрезом при растяжении (черт. 1—3)
а6 2,8
2,2
Ц
1,8
'А
'Л
I в 1,01 0,0Q 0,12 0,16 0,20 Щ /з/d Пунктирная линия /= р— полуокружность
-£- =0,02 — 0,30 Черт. 1
ГОСТ 25.504—82 Стр. 41
0,1 В/1 0,3 Ofi 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 d/Л
0,001 <Q/£<0,050 Черт. 2
0,1 0,2 0,3 0,k 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 d/Л
0,05<0/Z)<1.00 Черт. 3
Стр. 42 ГОСТ 25.504—82
Формулы к черт. 1, 2, 3
ав
/(«Г,~1)'+(«|,-1)» ' где П/,= 1+2 |/_L_ ;
а
- ч-йИ
(f+')a",eVf-+>/t'
Пластины типов айв при растяжении1 Тип аТип в -
—т. — ^ ■
^//>f= л?:.
М/р=18
¥ V
2,0
[l
9 -
т,
■""""
-i-
*^
^£г—
л
'
2 Л 6 8 J0 12 /* 1В 18 с/р
1—5—пластины типа а (/—однократный надрез; 2—двухкратный надрез; 3—трехкратный надрез; 4—четырехкратный надрез; S—пятикратный надрез); (—пластины типа а
Черт. 4
ГОСТ 25.504—82 Стр. 43
Коэффициент разгрузки у
Г 1.0
" ■'-
ь
b
-
ЛАДЯ
- /
Г 1
I
1
I ,„
„J .
i
1
1
['
V.
ff,6
i v
/
3 S/t
Черт. 5
Примечание. Коэффициент у для многократного надреза находят по диаграммам для однократного надреза при глубине t' = y-t, где i — глубина многократного надреза, f — глубина эквивалентного однократного надреза. Валы с выточкой при растяжении (черт. 6—8)