Циклічне напруження

Циклі́чне напру́ження (Шаблон:Lang-en) — механічне напруження у матеріалі, що циклічно змінюється за величиною (а часто і знаком) у часі. Циклічні напруження виникають як наслідок прикладання циклічного навантаження (циклічного навантажування).

Цикл напру́жень (Шаблон:Lang-en) — це сукупність послідовних значень механічних напружень за один період їх зміни.

Параметри циклу напружень

Параметри циклу напружень

Цикл напружень характеризується такими параметрами:

• максимальним напруженням $\left({\sigma }_{max}\right)$;
• мінімальним напруженням $\left({\sigma }_{min}\right)$;
• середнім напруженням $({\sigma }_m=\frac{{\sigma }_{max}+{\sigma }_{min}}{2})$;
• амплітудою циклу $({\sigma }_a=\frac{{\sigma }_{max}-{\sigma }_{min}}{2})$;
• розмахом циклу $(\mathrm{\Delta }\sigma =2{\sigma }_a)$
• характеристикою циклу (коефіцієнтом асиметрії) $(r=\frac{{\sigma }_{min}}{{\sigma }_{max}})$.

Види циклів напружень

Цикли напружень бувають:

• знакопостійними, якщо алгебраїчні знаки напружень ${\sigma }_{max}$ і ${\sigma }_{min}$ є однаковими;
• знакозмінними у протилежному випадку.

Симетричний цикл напружень — цикл напружень, у якого максимальне і мінімальне напруження є однаковими за абсолютним значенням, але протилежними за знаком. Для симетричного циклу: ${\sigma }_m=0;{\sigma }_a={\sigma }_{max}=-{\sigma }_{min};r=-1$.

Пульсуючий (віднульовий) цикл напружень — цикл напружень, що змінюються від нуля до свого максимального або мінімального значення. Для такого циклу: ${\sigma }_m=\frac{{\sigma }_a}{2};r=0({\sigma }_m>0);r=\mathrm{\infty }({\sigma }_m<0)$. Границя витривалості в умовах розтягування-стискання буде позначатись ${\sigma }_{-1}$, в умовах кручення ${\tau }_{-1}$.

Сталий цикл — цикл напружень, у якого напруження не змінюються у часі: ${\sigma }_a=0;{\sigma }_m={\sigma }_{max}={\sigma }_{min};r=+1$.

Характер (закон) зміни напружень у часі практично не впливає характеристики витривалості, істотними є характеристики циклу напружень. Границя витривалості за симетричного циклу є мінімальною при однаковому розмаху циклу напружень.

Сказане про цикли напружень відноситься як до нормальних, так і дотичних напружень.

Див. також

• Втома матеріалу
• Границя витривалості

Джерела

• Опір матеріалів. Підручник / Г. С. Писаренко, О. Л. Квітка, Е. С. Уманський. За ред. Г. С. Писаренка — К.: Вища школа,1993. — 655 с. — ISBN 5-11-004083-4

Посилання

• Розрахунки на опір втомленості: навч.-метод. посіб. з розділу курсу «Опір матеріалів» [для студ. машинобуд. спеціальн.] / Б. М. Киркач, В. І. Конохов, С. Ю. Погорілов та ін. — Харків: НТУ «ХПІ», 2012. — 104 с.
• Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Механіка руйнування» для студентів денної форми навчання за напрямом 6.060101 «Будівництво» / Укладач: Ясній П. В., Ясній В. П. — Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2017 — 48 с.