Совместное действие нормального и касательного усилий

Подобные результаты независимо от расчетов Смиса и Лиу получены и другими исследователями. В частности, значительно раньше проведены исследования действия касательных усилий на контакте применительно к плоской задаче советскими учеными Б. С. Ковальским и М. М. Савериным.

Расположение участков с максимальными тангенциальными напряжениями на площадках, наклоненных под углом 45°, меняется и по исследованиям Б. С. Ковальского перемещается а глубину 0,46, если = 0,2, и на глубину 0,326. Величина максимального касательного напряжения первом случае увеличивается до 0,34р0, во втором — до 0,38.

Совместное действие нормального и касательного усилий при контактном сжатии подробно исследовал М. М. Саверин, который провел также эксперименты по изучению действия касательных нагрузок для двухмерной задачи (сжатие цилиндра с плоскостью) методом фотоупругости. Для данного случая им предложены формулы приведенных напряжений:

По результатам исследований наличие касательной нагрузки значительно изменяет напряженное состояние материала на глубине до 0,56 (для линейного контакта), а при коэффициентах трения 0,15-0,25 напряжения материала на поверхности и на глубине мало различаются. Анализ напряжений показывает, что если 0,25, то наиболее опасными являются напряжения на критической глубине, а при 0,25 — на контактируемой поверхности.

При этом учтены силы трения, действующие в постоянном направлении и распределенные по площади контакта пропорционально нормальному давлению в каждой точке.

Это исследование подтверждает зависимость расположения точек с максимальными касательными напряжениями от коэффициента пропорциональности между тангенциальными и нормальными напряжениями на поверхности контакта, т. е. от коэффициента трения. Кроме того, получен строгий расчет напряжений на поверхности и в глубине вдоль главных сечений эллипса в зависимости от внешней нагрузки и величины коэффициента трения между поверхностями. Металлообработка любого типа сложности доступна на нашем сайте.