В работах показано влияние масштабного фактора на механические свойства стальных образцов при их нагружении в статическом и динамическом режимах. Тогда механические испытания велись на гладких образцах без концентраторов напряжений, однако полученные результаты можно использовать для сравнительной оценки прочности стержневых изделий с резьбовым участком.
В этой статье описано исследование влияния длины высокопрочных болтов из стали 40Х на предел прочности при растяжении до разрушения. На болтах М22 была нарезана резьба с шагом Р = 2,5 мм при изменении длины стержневой части от 70 до 140 мм.
Оценка прочностных свойств выполнена путем сравнения значений временного сопротивления для коротких и длинных болтов при статической обработке результатов механических испытаний по методике, изложенной в.
При вероятностной оценке определяли выборочное среднее аг и среднее квадратическое отклонение аг в логарифмических координатах с учетом больших значений временного сопротивление в логарифмических координатах.
Получено хорошее соответствие кривых распределения механических свойств болтов в обеих опытных партиях. При этом диапазону аг ±уг соответствует 74 % значений временного сопротивления при испытании коротких болтов и 80% — для длинных болтов. Изменение временного сопротивления Дув в указанном диапазоне составило 72 и 82 МПа соответственно, что свидетельствует о достоверности и точности вероятностной оценки.
Это подтверждается также тем, что выборочное среднее (или среднее арифметическое) аг изменяется от 3,0820 (ов = 1208 МПа) до 3,0893 при ов = 1228 МПа. Увеличение длины болтов приводит к сдвигу вероятностного поля в среднем на 1,6% в сторону повышенных значений временного сопротивления. Это согласуется с изменением плотности вероятностей для предела пропорциональности, когда увеличение длины образцов приводит к уменьшению средних значений предела пропорциональности. Так, увеличение длины образцов от 6 до 120 мм дает уменьшение долговечности при циклическом нагружении в среднем в шесть раз.
Следовательно, аналогичный эффект можно ожидать при усталостных испытаниях болтов различной длины в случае действия переменных растягивающих напряжений.
