Những nhân tố ảnh hưởng đến sức bền mỏi của chi tiết máy kiến thức mới năm 2023
Mục lục bài viết
Những nhân tố ảnh hưởng đến sức bền mỏi của chi tiết máy – Cập nhật kiến thức mới nhất năm 2023
Những nhân tố ảnh hưởng đến sức bền mỏi của chi tiết máy
a- 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 cơ 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 thường, chi tiết máy bằng thép có hàm lượng các bon càng cao, độ bền mỏi của của chi tiết máy càng cao.
b- 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 1-10, sẽ làm giảm độ bền mỏi của chi tiết máy. Lý do: tại những chỗ này
có tập trung ứng suất, vết nứt sớm xuất hiện và phát triển khá nhanh.
Hình 1-10: 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.
- kσ= σr / σrt
- kτ = τr / τrt
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 tra ở 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.
c- 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 es, et, gọi là hệ số ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối.
Hệ số es và et 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.
- εσ = σrd / σr ,
- ετ= τrd / τr .
Trong đó σrd và τrd 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.
d- Công nghệ gia công bề mặt chi tiết máy
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 ở 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.
Anh 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 lấy
ß>1, bề mặt được gia công bằng các phương pháp khác lấy ß
e- 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 đơn, nếu σmaxmin> 0), trạng thái ứng suất vừa kéo vừa nén (r
Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi của chi tiết máy
Qua nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến sức bền mỏi của chi tiết máy, ta
thấy độ bền mỏi của chi tiết máy có thể được nâng cao bằng các biện pháp sau:
- Tìm cách giảm giá trị tuyệt đối của biên độ ứng suất. Tránh cho chi tiết máy làm việc với trạng thái ứng suất có hệ số chu kỳ ứng suất r
- Kích thước của chi tiết máy không nên thay đổi một cách đột ngột, các bậc, không nên lệch nhau nhiều, tại bậc có kích thước thay đổi đột ngột nên làm cung lượn, bán kính cung lượn càng lớn càng tốt. Tránh khoét lỗ, làm rãnh trên chi tiết máy, nếu như không thật cần thiết.
- Các bề mặt cần gia công với độ bóng cao, hoặc dùng các biện pháp tăng bền bề mặt. Cần giữ cho bề mặt chi tiết máy không bị xước, không bị gỉ, không bị ăn mòn.
Kết thúc
Ngoài các bài viết tin tức, bài báo hàng ngày của https://www.kythuatcodienlanh.com/, nguồn nội dung cũng bao gồm các bài viết từ các cộng tác viên chuyên gia đầu ngành về chuỗi kiến thức kỹ thuật điện, điện lạnh, điện tử, cơ khí,…,.. được chia sẽ chủ yếu từ nhiều khía cạnh liên quan chuỗi kiến thức này.
Bạn có thể dành thời gian để xem thêm các chuyên mục nội dung chính với các bài viết tư vấn, chia sẻ mới nhất, các tin tức gần đây từ chuyên gia và đối tác của Chúng tôi. Cuối cùng, với các kiến thức chia sẻ của bài viết, hy vọng góp phần nào kiến thức hỗ trợ cho độc giả tốt hơn trong hoạt động nghề nghiệp cá nhân!
* Ý kiến được trình bày trong bài viết này là của tác giả khách mời và không nhất thiết phải là SEMTEK. Nhân viên tác giả, cộng tác viên biên tập sẽ được liệt kê bên cuối bài viết.
Trân trọng,
Các chuyên mục nội dung liên quan
