Критерии выносливости конструкционных материалов

Периодически повторяющиеся циклические нагрузки, воздействующие на конструктивные элементы, можно отнести к динамическим, несмотря на то, что значительные инерционные силы при этом отсутствуют. Подобный тип нагружения характерен для многих конструкций машиностроения, таких как валы, оси, шатуны, пружины и штоки. Практические наблюдения свидетельствуют о том, что нагрузки, изменяющиеся во времени по величине или по величине и направлению, могут вызывать разрушение конструкции при уровнях напряжений, значительно ниже предела текучести или прочности материала. Такой тип разрушения называют усталостным, поскольку материал «устает» под воздействием многократных повторных нагрузок. Усталостное разрушение - это процесс разрушения материала, возникающий под действием многократно изменяющихся напряжений. Усталость материала подразумевает постепенное накопление внутренних повреждений, которые приводят к появлению трещин и, в конечном итоге, к полному разрушению. Выносливость материала определяется как его способность противостоять усталостным повреждениям и разрушению. Физическая природа этого явления довольно сложна и до сих пор полностью не раскрыта, однако основной причиной усталостного разрушения считается процесс зарождения и роста трещин. С применением новой энергетической теории прочности разработан подход к определению выносливости материалов. На базе этой теории были выведены формулы, позволяющие оценивать срок службы элементов конструкций при различных режимах нагружения, как симметричных, так и асимметричных.