Strength of structures and components.pdf - FESB

S povećanjem apsolutnih dimenzija strojnih dijelova njihova čvrstoća se smanjuje. Uzrok tome
jest što je u većem volumenu veća vjerojatnost nehomogenosti, te grešaka u materijalu i obradi, a
time je i veća vjerojatnost nastanka i širenja pukotine. Ovo se naročito odnosi na dinamička
opterećenja, kod kojih se negativan utjecaj povećanih dimenzija na čvrstoću strojnog dijela
procjenjuje faktorom dimenzija b 1 . Ovaj je stvarno jednak omjeru dinamičkih čvrstoća strojnog
dijela i modela strojnog dijela s dimenzijom u kritičnom presjeku jednakoj dimenziji standardne
probne epruvete, ali ga se redovito aproksimira kao omjer dinamičkih čvrstoća epruvete s
dimenzijom jednakoj dimenziji strojnog dijela, i standardne probne epruvete:
R
−1d
1
= ≤
R−
1
b
1
(1.111)
R -1d [N/mm 2 ] trajna dinamička čvrstoća za r = -1 probne epruvete promjera d
R -1 [N/mm 2 ] trajna dinamička čvrstoća za r = -1 standardne probne epruvete promjera 7 mm.
Razumljivo, i faktor dimenzija je različit za različite vrste naprezanja, kao i za različite
materijale. Ipak, za približne proračune, njegova vrijednost se može orijentacijski odrediti prema
tabeli 1.9 za čelične strojne djelove proizvoljno opterećene.
Tabela 1.9: Ovisnost faktora dimenzija o promjeru strojnih dijelova
Promjer
[mm]
Faktor apsolutnih dimenzija
b 1
7 1,0
10 0,95…0,98
15 0,90…0,95
25 0,80…0,90
50 0,70…0,80
100 0,63…0,70
300 i više 0,55…0,61
Napomena: Manje vrijednosti vrijede za legirane čelike,
veće za ugljične konstrukcijske čelike.
Utjecaj dužine na dinamičku čvrstoću još nije dovoljno proučen, iako su uzroci jednaki kao i kod
povećanja promjera. Neka ispitivanja su pokazala da se povećanjem dužine strojnih elemenata
nijhova dinamička čvrstoća smanjuje za najviše 15...20%, ovisno o vrsti čelika i načinu njegove
mehaničke i termičke obrade.
1.1.1.3.1.3 Utjecaj kvalitete površine
Utjecaj stanja površine strojnog dijela na njegovu dinamičku čvrstoću vrlo je značajan, jer
inicijalna pukotina redovito nastaje na površini i to zbog slijedećih razloga:
•
•
•
•
Koncentracija naprezanja je redovito na površini
Površinske mikroneravnine i lokalne plastične deformacije nastale u procesu obrade
uzrokuju lokalne koncentracije naprezanja
Utjecaj vanjske sredine je najveći na površinske slojeve
Nominalna naprezanja su najveća na površinama strojnih dijelova.
Smanjenje dinamičke čvrstoće strojnih dijelova zbog navedenih upliva obuhvaćeno je faktorom
kvalitete površine strojnog dijela b 2 , koji je definiran omjerom trajne dinamičke čvrstoće
izvjesnog strojnog dijela i trajne dinamičke čvrstoće istog strojnog dijela, ali polirane površine.