8. Проверочный расчет вала на выносливость

Уточненные расчеты на выносливость отражают влияние разновидности цикла напряжений, статических и усталостных характеристик материалов, размеров, формы и состояния поверхности.

Для расчетов на выносливость выбирают предположительно опасные сечения с учетом эпюр нагружения вала,  концентраторов напряжений и состояния поверхности вала. В каждом из них определяют расчетный коэффициент запаса прочности и сравнивают его с допускаемым значением [n], обычно [n] = 1,3 …2,1.

В расчетах валов принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу

а касательные напряжения по отнулевому циклу

Проверку проводят после прочностного расчета и конструирования вала. Опасные сечения вала подлежащие расчету на усталость, определяются сочетаниями формы концентраторов напряжений на поверхности вала и величинами изгибающих и крутящих моментов.

Целесообразно подвергать расчету сечения, в которых теоретический профиль вала с минимальным запасом приближается к реальному живому сечения вала – сечению, из которого исключены размеры концентратора.

Для каждого из установленных сечений определяют расчетный коэффициент запаса прочности и сравнивают его с допускаемым значением [n] .

Значение [n]   принимается в диапазоне 1,1...2,5 в зависимости от ответственности конструкции и последствий разрушения вала, от принятой точности определения нагрузок и напряжений, от технологии изготовления и уровня контроля, от однородности и стабильности свойств материала и от других факторов

где n_σ и n_τ - коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям соответственно.