DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2024.9(40).1.37-42
Determination of the safety margin of parts with non-standard stress changes
About the Authors
Yurii Nevdakha, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: uanevdakha@ukr.net, ORCID ID: 0000-0003-4355-4065
Viktor Pukalov, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: pukalovvictor@gmail.com ORCID ID: 0000-0002-0848-5861
Volodymyr Pirogov, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: pirogovvv@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-5843-4552
Natalia Nevdakha,, Assistant, Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine
Mykhailo Vasylkovskyi, Student, Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine
Abstract
In modern mechanical engineering, the search for machines, mechanisms, machine tools and other equipment that works under variable loads is widely conducted. During work from the actions of variable loads in machine parts according to the result and changes in stress. Incorrectly defined margin of safety of parts with non-standard changes will lead to breakdowns and destruction, as well as machine accidents. Thus, a more precisely defined safety margin is required in parts in which the maximum stress cycles vary according to a step law. The purpose of the article is to study the processes of a non-standard mode of voltage change, which change according to a step law and receive the number of cycles after which the destruction of the part occurs. The task takes place in the investigated values of the equivalent stress, according to the parameters of which the coefficient of production of the safety margin under the action of non-standard stresses.
When performing the calculations of the parts, ultimately, the margin of safety during simultaneous action is changed to the value of normal and tangential stresses, which have different characteristics of stress cycles. These calculations are valid in the case when the amplitude changes do not vary over time, that is, for the established or stationary mode. However, in a number of reports, one can encounter such a situation when changes in the amplitude of stress cycles over time do not remain constant, that is, the so-called non-stationary regimes. Therefore, in a more detailed study, there is a margin of safety for non-standard stress changes.
As a result of theoretical studies, the number of cycles after which parts are destroyed under the action of a load, characteristic of non-stationary modes of operation, is calculated and the coefficients of the safety margin of durability are determined.
Keywords
strength, stress, number of cycles, margin of safety, destruction of the part, load
Full Text:
PDF
References
1. Pavlov, V.S. (2011). Vyznachennia koefitsiienta zapasu pry vykorystanni kryteriiu najbil'shoho dotychnoho napruzhennia [Determination of the margin factor when using the criterion of the largest tangential stress]. Visnyk Khmel'nyts'koho natsional'noho universytetu Bulletin of the Khmelnytskyi National University, 2, 19-25 [in Ukrainian].
2. Pavlov V.S. (2006). Vybir kryteriiu mitsnosti v mashynobuduvanni [Selection of strength criteria in mechanical engineering] Visnyk Khmel'nyts'koho natsional'noho universytetu - Bulletin of the Khmelnytskyi National University, 6, 172-176 [in Ukrainian].
3. Pavlov V.S. (2010). Vyznachennia koefitsiienta zapasu pry vykorystanni kryteriiu najbil'shoho dotychnoho napruzhennia [Determination of the margin factor when using the criterion of the largest tangential stress]. Visnyk Khmel'nyts'koho natsional'noho universytetu - Bulletin of the Khmelnytskyi National University, 1, 25-31 [in Ukrainian].
4. Nevdaha, Yu.A., Pirogov, V.V., Nevdaha, N.A. et al. (2022). Zbil'shennia zapasu mitsnosti riz'bovykh z'iednan', scho pratsiuie pry zminnykh navantazhenniakh [Increasing the margin of safety of threaded connections operating under variable loads]. Tsentral'noukrains'kyj naukovyj visnyk. Tekhnichni nauky - Central Ukrainian Scientific. Technical sciences, 6, (37), 30-36 [in Ukrainian].
5. Nevdakha, Yu. A., Pukalov V. V. & Nevdakha A. Yu. (2012). Do rujnuvannia zubtsiv zubchastykh kolis. [Before the destruction of the teeth of the gear wheels]. Zbirnyk naukovykh prats' Kirovohrads'koho natsional'noho tekhnichnoho universytetu. Tekhnika v sil's'kohospodars'komu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia - Collection of scientific papers of the Kirovohrad National Technical University. Machinery in agricultural production, industrial engineering, automation, 25, 1, 224-229 [in Ukrainian].
6. Berezin, L.M. (2018). Do rozrakhunkiv detalej na mitsnist', dovhovichnist' ta nadijnist' [To the calculations of details for strength, durability and reliability]. Mizhvuzivs'kyj zbirnyk «Naukovi notatky» - Interuniversity collection "Scientific notes", 63, 22-26 [in Ukrainian].
7. Berezin, L.M. (2018). Rozrakhunky detalej na nadijnist' ta dovhovichnist' za kryteriiem vtomlenisnoi mitsnosti [Сalculations of parts for reliability and durability according to the criterion of fatigue strength]. Visnyk Kyivs'koho natsional'noho universytetu tekhnolohij ta dyzajnu - Bulletin of the Kyiv National University of Technology and Design, 5, (126), 56-62 [in Ukrainian].
8. Burdekin, F.M. (2007). General principles of the use of safety factors in design and assessment. Engineering failure analysis, Vol. 14. № 3. P. 420-433 [in English].
9. Burdekin F.M., Zhao W., Kuntiyawachai K., Xu W.G. (2001). Assessment of Structural Integrity under Dynamic Loading. Holovna Osnovni inzhenerni materialy Klyuchovi inzhenerni materialy, Vol. 204-205, P. 3-16. [in English].
10. Pavlysche, V.T. (1993). Osnovy konstruiuvannia ta rozrakhunok detalej mashyn [Fundamentals of design and calculation of machine parts]. Kyiv: «Vyscha shkola» [in Ukrainian].
Citations
1. Павлов В.С. Визначення коефіцієнта запасу при використанні критерію найбільшого дотичного напруження. Вісник Хмельницького національного університету. 2011. №2. С. 19-25.
2. Павлов В.С. Вибір критерію міцності в машинобудуванні. Вісник Хмельницького національного університету. 2006. №6. С. 172-176.
3. Павлов В.С. Визначення коефіцієнта запасу при використанні критерію найбільшого дотичного напруження. Вісник Хмельницького національного університету. 2010. №1. С. 25-31.
4. Невдаха Ю.А., Пирогов В.В., Невдаха Н.А. та ін. Збільшення запасу міцності різьбових з’єднань, що працює при змінних навантаженнях. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2022. Вип. 6 (37). С. 30-36.
5. Невдаха, Ю. А., Пукалов В. В., Невдаха А. Ю. До руйнування зубців зубчастих коліс. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2012. Вип. 25. ч. 1. С. 224-229.
6. Березін Л.М. До розрахунків деталей на міцність, довговічність та надійність. Міжвузівський збірник «Наукові нотатки». 2018. Вип. 63. С. 22-26.
7. Березін Л.М. Розрахунки деталей на надійність та довговічність за критерієм втомленісної міцності. Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. 2018. Вип. 5(126). С. 56-62.
8. Burdekin F.M. General principles of the use of safety factors in design and assessment. Engineering failure analysis. 2007. Vol. 14. № 3. P. 420-433.
9. Burdekin F.M, Zhao W., Kuntiyawachai K., Xu W.G. Assessment of Structural Integrity under Dynamic Loading. Holovna Osnovni inzhenerni materialy Klyuchovi inzhenerni materialy. 2001. Vol. 204-205. Р. 3-16.
10. Павлище В.Т. Основи конструювання та розрахунок деталей машин: підручник. Київ: «Вища школа». 1993. 550 с.
Copyright (c) 2024 Yurii Nevdakha, Viktor Pukalov, Volodymyr Pirogov, Natalia Nevdakha, Mykhailo Vasylkovskyi
Determination of the safety margin of parts with non-standard stress changes
About the Authors
Yurii Nevdakha, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: uanevdakha@ukr.net, ORCID ID: 0000-0003-4355-4065
Viktor Pukalov, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: pukalovvictor@gmail.com ORCID ID: 0000-0002-0848-5861
Volodymyr Pirogov, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: pirogovvv@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-5843-4552
Natalia Nevdakha,, Assistant, Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine
Mykhailo Vasylkovskyi, Student, Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Pavlov, V.S. (2011). Vyznachennia koefitsiienta zapasu pry vykorystanni kryteriiu najbil'shoho dotychnoho napruzhennia [Determination of the margin factor when using the criterion of the largest tangential stress]. Visnyk Khmel'nyts'koho natsional'noho universytetu Bulletin of the Khmelnytskyi National University, 2, 19-25 [in Ukrainian].
2. Pavlov V.S. (2006). Vybir kryteriiu mitsnosti v mashynobuduvanni [Selection of strength criteria in mechanical engineering] Visnyk Khmel'nyts'koho natsional'noho universytetu - Bulletin of the Khmelnytskyi National University, 6, 172-176 [in Ukrainian].
3. Pavlov V.S. (2010). Vyznachennia koefitsiienta zapasu pry vykorystanni kryteriiu najbil'shoho dotychnoho napruzhennia [Determination of the margin factor when using the criterion of the largest tangential stress]. Visnyk Khmel'nyts'koho natsional'noho universytetu - Bulletin of the Khmelnytskyi National University, 1, 25-31 [in Ukrainian].
4. Nevdaha, Yu.A., Pirogov, V.V., Nevdaha, N.A. et al. (2022). Zbil'shennia zapasu mitsnosti riz'bovykh z'iednan', scho pratsiuie pry zminnykh navantazhenniakh [Increasing the margin of safety of threaded connections operating under variable loads]. Tsentral'noukrains'kyj naukovyj visnyk. Tekhnichni nauky - Central Ukrainian Scientific. Technical sciences, 6, (37), 30-36 [in Ukrainian].
5. Nevdakha, Yu. A., Pukalov V. V. & Nevdakha A. Yu. (2012). Do rujnuvannia zubtsiv zubchastykh kolis. [Before the destruction of the teeth of the gear wheels]. Zbirnyk naukovykh prats' Kirovohrads'koho natsional'noho tekhnichnoho universytetu. Tekhnika v sil's'kohospodars'komu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia - Collection of scientific papers of the Kirovohrad National Technical University. Machinery in agricultural production, industrial engineering, automation, 25, 1, 224-229 [in Ukrainian].
6. Berezin, L.M. (2018). Do rozrakhunkiv detalej na mitsnist', dovhovichnist' ta nadijnist' [To the calculations of details for strength, durability and reliability]. Mizhvuzivs'kyj zbirnyk «Naukovi notatky» - Interuniversity collection "Scientific notes", 63, 22-26 [in Ukrainian].
7. Berezin, L.M. (2018). Rozrakhunky detalej na nadijnist' ta dovhovichnist' za kryteriiem vtomlenisnoi mitsnosti [Сalculations of parts for reliability and durability according to the criterion of fatigue strength]. Visnyk Kyivs'koho natsional'noho universytetu tekhnolohij ta dyzajnu - Bulletin of the Kyiv National University of Technology and Design, 5, (126), 56-62 [in Ukrainian].
8. Burdekin, F.M. (2007). General principles of the use of safety factors in design and assessment. Engineering failure analysis, Vol. 14. № 3. P. 420-433 [in English].
9. Burdekin F.M., Zhao W., Kuntiyawachai K., Xu W.G. (2001). Assessment of Structural Integrity under Dynamic Loading. Holovna Osnovni inzhenerni materialy Klyuchovi inzhenerni materialy, Vol. 204-205, P. 3-16. [in English].
10. Pavlysche, V.T. (1993). Osnovy konstruiuvannia ta rozrakhunok detalej mashyn [Fundamentals of design and calculation of machine parts]. Kyiv: «Vyscha shkola» [in Ukrainian].
Citations
1. Павлов В.С. Визначення коефіцієнта запасу при використанні критерію найбільшого дотичного напруження. Вісник Хмельницького національного університету. 2011. №2. С. 19-25.
2. Павлов В.С. Вибір критерію міцності в машинобудуванні. Вісник Хмельницького національного університету. 2006. №6. С. 172-176.
3. Павлов В.С. Визначення коефіцієнта запасу при використанні критерію найбільшого дотичного напруження. Вісник Хмельницького національного університету. 2010. №1. С. 25-31.
4. Невдаха Ю.А., Пирогов В.В., Невдаха Н.А. та ін. Збільшення запасу міцності різьбових з’єднань, що працює при змінних навантаженнях. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2022. Вип. 6 (37). С. 30-36.
5. Невдаха, Ю. А., Пукалов В. В., Невдаха А. Ю. До руйнування зубців зубчастих коліс. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2012. Вип. 25. ч. 1. С. 224-229.
6. Березін Л.М. До розрахунків деталей на міцність, довговічність та надійність. Міжвузівський збірник «Наукові нотатки». 2018. Вип. 63. С. 22-26.
7. Березін Л.М. Розрахунки деталей на надійність та довговічність за критерієм втомленісної міцності. Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. 2018. Вип. 5(126). С. 56-62.
8. Burdekin F.M. General principles of the use of safety factors in design and assessment. Engineering failure analysis. 2007. Vol. 14. № 3. P. 420-433.
9. Burdekin F.M, Zhao W., Kuntiyawachai K., Xu W.G. Assessment of Structural Integrity under Dynamic Loading. Holovna Osnovni inzhenerni materialy Klyuchovi inzhenerni materialy. 2001. Vol. 204-205. Р. 3-16.
10. Павлище В.Т. Основи конструювання та розрахунок деталей машин: підручник. Київ: «Вища школа». 1993. 550 с.