Модель прочностной надежности болта при действии переменных нагрузок.

Допустим, что внешняя нагрузка на болт периодически изменяется от 0 до Р. Тогда на болт будет действовать переменная нагрузка, имеющая максимальное и минимальное значения

При переменной нагрузке опасными являются места концентрации напряжений. В болте (рис. 6.12) типичными являются три таких местд: резьба, выточка и радиус перехода от головки болта к стержню. Особенно опасным является концентрация напряжений в резьбе, для которой (теоретический) коэффициент концентрации Цикл переменных напряжений в резьбовой части болта

где — внутренний диаметр резьбы.

Рис. 6.12. Места концентрации напряжений в болте: 1 — резьба; 2 — выточка; 3 — галтель

В резьбовой части болта действует переменное напряжение (см. разд. 16)

и постоянное напряжение

(5)

где — напряжение затяжки.

Отметим, что переменное напряжение в болте пропорционально коэффициенту основной нагрузки. Модель прочностной надежности болта при действии переменных напряжений (модель усталостной прочности) имеет вид

где — допустимое значение запаса прочности по. переменным напряжениям.

Так как значение коэффициента основной нагрузки определяется приближенно и вследствие значительного рассеяния усталостной прочности при наличии технологических отклонений, принимается Запас прочности по переменным напряжениям равен

где — предел выносливости детали (болта).

По равенству (79) гл. 4

где — коэффициенты, учитывающие состояние поверхности и масштабный характер.

Эффективный коэффициент концентрации напряжений

где g — коэффициент чувствительности материала

Модель усталостной надежности болтового соединения имеет вид

Повышению усталостной надежности способствует уменьшение коэффициента концентрации напряжений, коэффициента основной нагрузки, увеличение предела выносливости материала.