Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Многие детали бурового оборудования в процессе работы ис­пытывают напряжения: циклически меняющиеся во времени. Напри­мер, такие напряжения возникают в деталях кривошипно-ползунных механизмов буровых насосов. Опыт показывает, что при переменных напряжениях после некоторого числа циклов может наступить раз­рушение детали. Число циклов до момента разрушения зависит от амплитудного значения напряжения оа и может меняться в довольно широких пределах. Описанное явление носит название усталостной прочности.

Наиболее простым законом изменения напряжений является пери­одический закон. Наибольшие и наименьшие напряжения в цикле

обозначаются сттах и crmin. Их отношение / о = г называется

коэффициентом асимметрии цикла. Если 0max = — omin, то r= — 1 и цикл называется симметричным. Если ст.,,.,.. или amin равны нулю, то цикл называется пульсационным. Циклы, имеющие одинаковые показатели г, называются подобными.

Под пределом выносливости понимается наибольшее значение максимального напряжения цикла, при котором образец не разруша­ется до базы испытаний. Под базой испытаний понимается число циклов, до которого ведется испытание образца. Обычно для стальных образцов такой базой является 107 циклов, иногда эту базу увеличи­вают до 108 циклов. Сведения о значениях предела выносливости приведены в разделе 2.4.

Важными факторами, влияющими на усталостную прочность, являются концентрация напряжений, масштабный эффект (уменьшение усталостной прочности с увеличением размера образцов), качество обработки поверхности. Влияние этих факторов приводит к тому, что предельные амплитуды циклов ста уменьшаются в раз

и уравнение для напряжения ст.. будет иметь вид

Ст„= (<т-фом), (13.48)

А Од

где ^

Астя = А„/Еор; (13.49)

К—эффективный коэффициент концентрации, к„ — ст-Цо-ц при f—— 1; £„ — коэффициент масштабного фактора, ес = ст-1й/ст_1; р— коэффициент качества поверхности, р = ст’_1/ст_1; ф—угловой коэф­фициент (изменяется в пределах от 0,1 до 0,3); ат—постоянное растягивающее напряжение образца.

Коэффициент запаса усталостной прочности может быть определен по формуле

itr=cr-i/(*o, ста + фат). (13.50)

Здесь мы не рассматривали усталостную прочность по касательным напряжениям. Она во многом аналогична прочности по нормальным напряжениям.

При учете нормального и касательного напряжений одновременно коэффициент запаса усталостной прочности пг может быть вычислен по эмпирической формуле Гафа и Полларда

1 1 I

-2 =-2 + — 03-51)

nf п* пх

Существуют методы определения усталостной прочности для нестационарных режимов нагружения.

Комментарии запрещены.