Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 11. 18 mars 1952 - Hållfasthetsberäkning av dynamiskt belastade konstruktioner, av Pentti Laasonen
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
256
TEKNISK TIDSKRIFT v
det att fästa uppmärksamheten på förekomsten
av de största spänningarna, speciellt hålkälar e.d.
med spänningskoncentrationer. Det är allmänt
känt, att vid statisk belastning de lokala
spänningskoncentrationernas inverkan icke är lika
avgörande som vid utmattande belastning. Som
förklaring härtill kan man åberopa materialets
förmåga att utjämna begränsade områdens höga
statiska överspänningar på lättare ansträngda
närbelägna delar, genom lokal flytning i sega
material eller genom kristallsystemets
omord-ning (lokal brytning) i spröda material.
Växelbelastningens utmattningseffekt försiggår
däremot med så låga toppspänningar, ofta till och
med under proportionalitets- eller
elasticitets-gränserna, att en sådan utjämning icke är möjlig.
Tar man hänsyn till, att vid praktiskt utförda
maskindelar förekommer värden på 3—5 på
formfaktorn, är det naturligt, att speciellt vid
utmattningsbelastning ett noggrant iakttagande
av hålkälsverkan väsentligt reducerar den av
spänningstillståndets osäkerhet betingade extra
säkerhetsmarginalen och att å andra sidan alla
konstruktiva åtgärder för dess förekommande
bär en riklig frukt ined avseende på dess
beskaffenhet.
Vi har i detta sammanhang anledning att
hänvisa till de många möjligheter, som står till
förfogande vid strävan efter spänningsteoretiskt
optimala konstruktionsformer. Studiet av dessa
problem har mestadels varit beroende av den
enskilde konstruktörens intresse, speciella anlag
och erfarenheter, men dessa frågor bildar ett
vittgående och viktigt arbetsområde både för
systematisk forskning och för undervisning. Jag skall
visa ett par exempel på de resultat som kan
vinnas med enkla medel. Formfaktorn för
torsions-axelns rundspår i fig. 1 a är 1,9.
Avlastningsspåren på båda sidor av denna hålkäl (fig. 1 b)
minskar formfaktorn för denna axel till 1,26,
alltså med 34 %. Ett annat exempel är
spänningskoncentrationen vid inre rundningen av
vinkelstången enligt fig. 2. Är krökningsradien
dubbelt så stor soin flänstjockleken (fig. 2 a) är
formfaktorn vid torsion 1,7. Vid profilen i fig.
2 b, där den skarpa kanten har borttagits, har
den reducerats till 1,07, alltså med 37 %.
Fig. 1.
Torsions-axel med rundspår,
upptill utan, nedtill
med
avlastnings-spår.
Fig. 2. Vinkelstång med inner rundning, t.v. utan, t.h. med
avlastning av spänningskoncentrationen.
Materialegenskaper
Ett rent experimentellt och tämligen
svåröverskådligt arbetsfält utgör bestämning av skilda
materials hållfasthetsegenskaper som funktion
av många olika argument, såsom
sammansättning och tillverkningssätt, temperatur och
värmebehandling, förspänning och tidigare
påkänningar, belastningens storlek, beskaffenhet och
hastighet, föremålets storlek och form, ytans
jämnhet och dess motståndsförmåga mot
mekaniska eller kemiska förändringar osv. Trots det
redan till förfogande stående
forskningsmaterialets väldiga storlek kan man knappast säga
att några definitiva resultat ännu erhållits. Detta
framgår redan av olikheten i de resultat, som
erhållits av skilda forskare. Vidare blir
användbarheten av materialet i någon mån begränsad
av den visserligen oundvikliga idealiseringen
och laboratoriemässigheten, som medgivit
variation av endast en eller två argument på en gång.
Som arbetshypotes förutsättes då att de olika
argumenten är inbördes oavhängiga och att det
är tillåtet att separera deras inverkan.
Beträffande dynamiska påkänningar vill jag ge
ett par exempel på utmattningshållfasthetens
område, som belyser inkorrektheten av denna
förenklade hypotes, åtminstone som en generell
regel.
Påkänningens beskaffenhet och storlek och
korrosionen har ingalunda av varandra oberoende
inverkan på utmattningshållfastheten. Tvärtom
inverkar korrosionen på ett belastat föremål
avsevärt starkare än på ett obelastat föremål.
Ytterligare måste man konstatera, att fastän tiden i
allmänhet anses som en variabel, vilken ej
inverkar på utmattningshållfastheten (livslängden
mätes ju i belastningsperiodernas antal och icke
i tidsenheter!), så är korrosionens inverkan på
utmattningen på ett avgörande sätt beroende
också av tiden, överhuvudtaget har tidens, dvs.
frekvensens inverkan i utmattningsförsök
ådragit sig mycket litet intresse, oaktat att tidens
betydelse i statiska prov klart påvisats.
Ett annat intressant exempel som visar, att
antagandet om de olika faktorernas separabilitet
ej stämmer med de verkliga förhållandena,
utgör materialets beteende vid programutmattning,
fig. 3. Därmed avses utmattningsprov med
varierande värdepar för medelspänningen och
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
