Home Chuyên ngành NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỨC BỀN MỎI CỦA CHI TIẾT MÁY

NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỨC BỀN MỎI CỦA CHI TIẾT MÁY

by minhhoang
207 views

1 .Vật liệu

Vật liệu có ảnh hưởng lớn đến sức bền mỏi của chi tiết máy. Chi tiết máy được chế tạo bằng vật liệu có có tính cao, sức bền mỏi của chi tiết sẽ cao. Vì vật liệu có cơ tính cao, thì khả năng xuất hiện các vết nứt sẽ khó khăn hơn.


Nói chung:
Chi tiết máy chế tạo bằng vật liệu kim loại có độ bền mỏi cao hơn bằng vật liệu phi kim loại.
Chi tiết máy được chế tạo bằng kim loại đen có độ bền mỏi cao hơn so với bằng hợp kim màu.
Chi tiết máy bằng thép có độ bền mỏi cao hơn bằng gang.
Chi tiết máy bằng thép hợp kim có độ bền mỏi cao hơn bằng thép các bon thường.
Trong các loại thép thưởng, chi tiết máy bằng thép có hàm lượng các bon càng cao, độ bền mỏi của của chi tiết máy càng cao.

2. Kết cấu của chi tiết máy

Chi tiết máy có kết cấu phức tạp: có các bậc thay đổi kích thước đột ngột, có các lỗ, các rãnh, như trên Hình 1.1, sẽ làm giảm độ bền mỏi của chi tiết máy. Lý do: tại những chỗ này có tập trung ứng suất, vết nút sóm xuất hiện và phát triển khá nhanh.

Hình 1.1. Những nơi có tập trung ứng suất


Trong tính toán, ảnh hưởng của kết cấu đến sức bền mỏi của chi tiết máy được kể đến bằng hệ số điều chỉnh kσ, kτ, gọi là hệ số tập trung ứng suất.

Trong đó σrt , τrt là giới hạn mỏi của mẫu có tập trung ứng suất; còn σr , τr là giới hạn mỏi của mẫu không có tập trung ứng suất.
Giá trị của hệ số kσ và kτ có thể ưa ổ các bảng số liệu trong sổ tay thiết kế cơ khí hoặc sách Bài tập chi tiết máy, theo hình dạng và kích thước cụ thể của những chỗ có tập trung ứng suất, trên từng loại chi tiết máy khác nhau.

3. Kích thước của chi tiết máy

Qua thí nghiệm người ta thấy rằng: với vật liệu như nhau, khi tăng kích thước tuyệt đối của chi tiết máy thì giới hạn bền mỏi của chi tiết máy giảm xuống.

Lý do: kích thước của chi tiết máy càng lớn, vật liệu càng không đồng đều, khả năng xuất hiện các khuyết tật trong lòng chi tiết máy càng nhiều. Những vết nứt, rỗ xỉ, rỗ khí trong lòng chi tiết máy là những điểm có tập trung ứng suất, là những điểm bắt đầu cho sự phá hỏng vì mỏi.

Để kể đến ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối, trong tính toán người ta đưa vào hệ số điều chỉnh εσ, ετ, gọi là hệ số ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối.

Hệ số εσ và ετ được xác định bằng thực nghiệm, giá trị của nó có thể tra trong các sổ tay Thiết kế cơ khí hoặc sách Bài tập Chi tiết máy, theo kích thước và trạng thái chịu tải của chi tiết máy.

Trong đó σrt và τrt là giới hạn mỏi của chi tiết máy, có kích thước khác với kích thước của mẫu chuẩn. Mẫu chuẩn có đường kính d = 7÷10 mm.

4. Các công nghệ gia công bề mặt chi tiết

Công nghệ gia công bề mặt chi tiết máy quyết định trạng thái bề mặt của chi tiết máy. Lớp bề mặt chi tiết máy thường là lớp chịu ứng suất lớn nhất, các vết nứt đầu tiên cũng hay xảy ra ổ đây. Ảnh hưởng của công nghệ gia công lớp bề mặt đến sức bền mỏi của chi tiết máy có thể tóm tắt như sau:

  • Những chi tiết máy qua nguyên công gia công tinh, có độ bóng bề mặt cao sẽ có độ bền mỏi cao.
  • Những chi tiết máy chỉ qua nguyên công gia công thô, bề mặt nhám, đáy nhấp nhô là những chỗ tập trung ứng suất, dễ xuất hiện các vết nứt, độ bền mỏi giảm.
  • Các bề mặt được gia công tăng bền như phun bi, lăn ép sẽ san bằng các nhấp nhô và làm chai cứng bề mặt, độ bền mỏi của chi tiết máy được nâng cao.

Ảnh hưởng của công nghệ gia công lớp bề mặt đến độ bền mỏi của chi tiết máy, được kể đến bằng hệ số trạng thái bề mặt ß. Giá trị của ß có thể tra trong các Sổ tay thiết kế cơ khí hoặc sách Bài tập Chi tiết máy. Có thể lấy gần đúng như sau: khi bề mặt chi tiết được mài nhẵn lấy ß=1, khi bề mặt được gia công tăng bền lây ß>1, bề mặt được gia công bằng các phương pháp khác lấy ß<1.

5. Trạng thái ứng suất

Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất đến sức bền mỏi của chi tiết máy có thể tóm tắt như sau:

  • Chi tiết máy chịu ứng suất đơn có độ bền mỏi cao hơn khi chịu ứng suất phức tạp.
  • Trong các trạng thái ứng suất đôn, nếu σmax< 0 (trạng thái ứng suất nén) chi tiết máy có độ bền mỏi cao nhất, kế đến là trạng thái ứng suất kéo (có σmin> 0), trạng thái ứng suất vừa kéo vừa nén (r < 1) có độ bền mỏi thấp nhất.

Bài viết liên quan