Zmniejszanie się wytrzymałości materiału pod wpływem długotrwałych zmiennych obciążeń nazywa się zmęczeniem materiału, które jest niezwykle ważnym zjawiskiem w wielu gałęziach przemysłu. Dzięki obliczeniom numerycznym można przewidzieć zachowanie się elementów maszyn i konstrukcji pod wpływem obciążeń eksploatacyjnych, w jakich urządzenia te mają pracować. Obecnie wyznaczenie trwałości zmęczeniowej w procesie projektowo- konstrukcyjnym przeprowadza się praktycznie tylko za pomocą metod analitycznych i symulacji komputerowych. W pracy przedstawiono zależność pomiędzy wytrzymałością zmęczeniową na czyste zginanie i czyste skręcanie wybranych materiałów konstrukcyjnych, co sprowadza się do wyznaczania wartości stosunku naprężeń normalnych do naprężeń stycznych. Większość kryteriów wieloosiowego zmęczenia podczas redukcji złożonego stanu obciążenia do ekwiwalentnego jednoosiowego w swoich formułach wykorzystuje stosunek granic na naprężenia normalne i styczne. W przypadku równoległości charakterystyk stosunek naprężeń normalnych do stycznych wyróżnia się stałością. Problem pojawia się w przypadku nierównoległości charakterystyk zmęczeniowych odpowiednio dla czystego zginania i czystego skręcania. Wtedy momencie nie można przyjmować stosunku granic zmęczenia. Głównym celem niniejszej pracy jest wyznaczenie zależności pomiędzy trwałością zmęczeniową na zginanie i skręcanie wybranych materiałów konstrukcyjnych i wyznaczenie tych, w których nie ma się do czynienia z równoległością charakterystyk na czyste zginanie i czyste skręcanie. W literaturze nie ma modelu na wyznaczanie trwałości zmęczeniowej dla materiałów, które nie mają równoległych charakterystyk zmęczeniowych na skręcanie i zginanie. KRYTERIA WIELOOSIOWEGO ZMĘCZENIA Kryterium zmęczenia przy obciążeniu wieloosiowym opiera się na określeniu takiej wielkości zastępczej, która umożliwiałaby porównanie obciążenia wieloosiowego z obciążeniem jednoosiowym. Można w ten sposób oce[...]

  Artykuł dotyczy szacowania trwałości zmęczeniowej stali stopowej 30CrNiMo8 w warunkach obciążeń cyklicznych i eksploatacyjnych. Materiał ten charakteryzuje się brakiem wzajemnej równoległości charakterystyk zmęczeniowych dla zginania i skręcania. Dla takich mate- riałów nie ma spójnego rozwiązania przy szacowaniu trwałości zmęczeniowej, ponieważ należy uwzględnić zmienność stosunku naprężeń normalnych do stycznych w zależności od liczby cykli do zniszczenia. The paper concerns the estimation of the fatigue life of steel 30CrNiMo8 under cyclic and random loading. This material is characterized by lack of mutual parallelism of fatigue characteristics for bending and torsion. For such materials the standard models of fatigue life estimation, shouldn't be used, because they do not take into account the variability relative to the tangential and normal stress. Słowa kluczowe: trwałość zmęczeniowa, charakterystyki zmęczeniowe, obciążenia losowe Key words: fatigue life, fatigue characteristics, random loading.Wstęp. Wiele elementów maszyn i konstrukcji doznaje obciążeń eksploatacyjnych o charakterze loso- wym. Zgodnie z normami, takie elementy muszą ce- chować się wysoką trwałością i niezawodnością. Stal stopowa 30CrNiMo8 stosowana jest do wyrobu części i podzespołów maszyn, które mogą być bardzo silnie obciążane są to np.: części sprzętu lotniczego, energe- tycznego itp., takie jak wały napędowe, wały korbo- we, osie. Szacowanie trwałości zmęczeniowej tej stali jest procesem złożonym, ponieważ należy uwzględnić nierównoległość wzajemnych charakterystyk zmęcze- niowych dla zginania i skręcania. W literaturze istnieje duża grupa naprężeniowych kryteriów wieloosiowego zmęczenia, które uwzględniają wartość stosunku na- prężeń normalnych i stycznych pochodzących od zgi- nania i skręcania. Są to m.in. kryteria opracowane przez Gougha i Pollarda [1], których badania zapoczątkowa- ły obszerne prace nad zginaniem i skręcaniem. Kolejne prop[...]

  Drewno jest naturalnym materiałem kompozytowym o osnowie polimerowej. Podstawowe związki wielkocząsteczkowe w drewnie to celuloza (38-50%), lignina (15-25%) i hemicelulozy (23-32%), które mogą mieć charakter jednorodny lub niejednorodny. W drewnie zawarte są również inne substancje, tj. węglowodany (w tym skrobia), białka, garbniki, tłuszcze oraz terpeny, związane z drewnem w sposób niestrukturalny. W związku z tym, podstawowymi pierwiastkami wchodzącymi w skład drewna są: węgiel (49,5%), tlen (43,8%), wodór (6,0%) i azot (0,2%)1, 2). Związkiem, który w drewnie odgrywa szczególną rolę jest celuloza. Stanowi ona objętościowo największą jego część. W sensie chemicznym jest ona polisacharydem zbudowanym z jednostek anhydroglukozowych powiązanych ze sobą wiązaniami β-1,4-glikozydowymi. Monomerem celulozy, podobnie jak w przypadku skrobi i glikogenu, jest glukoza, ale jednostką powtarzalną anhydrocelobioza. Średni stopień polimeryzacji celulozy w drewnie wynosi 9-10·103. Celuloza naturalna stanowi podstawowy składnik ściany komórkowej (pierwotnej i wtórnej) roślin, gdzie występuje tylko i wyłącznie w formie liniowej, nie wykształcając odgałęzień. Jedną z podstawowych właściwości celulozy jest tendencja do tworzenia intra- i intermolekularnych wiązań wodorowych. Dzięki temu poszczególne makrołańcuchy celulozowe tworzą wiązki, które agregują, tworząc mikrofibryle zawierające fragmenty krystaliczne i amorficzne. Mikrofibryle z kolei agregują w fibryle, z których składają się właściwe włókna celulozowe. Konsekwencją budowy fibrylarnej oraz silnych wiązań wodorowych jest nierozpuszczalność celulozy w większości popularnych rozpuszczalników oraz wysoka odporność mechaniczna materiałów celulozowych, w tym drewna. Oddziaływanie rozpuszczalników (głównie polarnych) na celulozę powoduje pęcznienie materiału, co umożliwia wniknięcie czynnika modyfikującego do wnętrza drewna3, 4). W odróżnieniu od regularnej struktury celulozy, która[...]