Perhitungan tekanan yang diizinkan. Tegangan Yang Diijinkan dan Sifat Mekanis Bahan

Untuk menentukan tekanan yang diijinkan dalam teknik mesin, metode dasar berikut digunakan.
1. Faktor keselamatan yang dibedakan ditemukan sebagai produk dari sejumlah koefisien parsial yang memperhitungkan keandalan bahan, tingkat tanggung jawab bagian, keakuratan rumus perhitungan dan gaya kerja serta faktor-faktor lain yang menentukan kondisi kerja bagian tersebut.
2. Tabel - tegangan yang diizinkan diterima sesuai dengan norma yang disistematisasi dalam bentuk tabel.
(tab. 1 - 7). Metode ini kurang akurat, tetapi paling sederhana dan paling nyaman untuk penggunaan praktis dalam perhitungan kekuatan desain dan verifikasi.

Dalam pekerjaan kantor desain dan dalam perhitungan bagian-bagian mesin, keduanya dibedakan dan digunakan. metode tabular, serta kombinasinya. Di tab. Gambar 4 - 6 menunjukkan tegangan yang diijinkan untuk bagian cor yang tidak lazim dimana tidak ada metode perhitungan khusus dan tegangan yang sesuai yang dikembangkan. Detail umum (misalnya, roda gigi dan roda cacing, katrol) harus dihitung sesuai dengan metode yang diberikan pada bagian yang relevan dari direktori atau literatur khusus.

Tegangan yang diizinkan yang diberikan dimaksudkan untuk perkiraan perhitungan hanya untuk beban dasar. Untuk perhitungan yang lebih akurat, dengan memperhitungkan nilai tabel tambahan muatan (mis. Dinamis) harus ditingkatkan sebesar 20 - 30%.

Tegangan yang diijinkan diberikan tanpa memperhatikan konsentrasi tegangan dan ukuran bagian, dihitung untuk spesimen baja halus dipoles dengan diameter 6-12 mm dan untuk coran besi cor bulat mentah dengan diameter 30 mm. Ketika menentukan tegangan terbesar di bagian yang dihitung, tegangan nominal σ nom dan τ nom harus dikalikan dengan koefisien konsentrasi k σ atau k τ:

1. Tekanan yang Diijinkan *
untuk baja karbon berkualitas biasa dalam kondisi canai panas

Merek telah menjadi

Stres yang diijinkan **, MPa

di bawah tekanan [σ p]

menekuk [σ dari]

torsional [τ cr]

saat memotong [τ cf]

dengan menghancurkan [σ cm]

Saya

II

III

Saya

II

III

Saya

II

III

Saya

II

III

Saya

II

St2 St3 St4 St5 St6

115 125 140 165 195

80 90 95 115 140

60 70 75 90 110

140 150 170 200 230

100 110 120 140 170

80 85 95 110 135

85 95 105 125 145

65 65 75 80 105

50 50 60 70 80

70 75 85 100 115

50 50 65 65 85

40 40 50 55 65

175 190 210 250 290

120 135 145 175 210

* Gorsky A.I. Ivanov-Emin E. B., Karenovsky A.I. Penentuan tekanan yang diizinkan dalam perhitungan kekuatan. NIImash, M., 1974.
** Angka Romawi menunjukkan jenis beban: I - statis; II - variabel, beroperasi dari nol hingga maksimum, dari maksimum ke nol (berdenyut); III - bolak-balik (simetris).

2. Sifat mekanik dan tegangan yang diijinkan
baja struktural kualitas karbon

3. Sifat mekanik dan tegangan yang diijinkan
baja struktural paduan

4. Sifat mekanik dan tegangan yang diijinkan
untuk coran dari baja karbon dan paduan

5. Sifat mekanik dan tegangan yang diijinkan
untuk coran besi abu-abu

6. Sifat mekanik dan tegangan yang diijinkan
untuk coran besi ulet

7. Tekanan yang Diijinkan untuk Komponen Plastik

Untuk baja ulet (tidak mengeras)  dengan tegangan statis (tipe I beban) faktor konsentrasi tidak diperhitungkan. Untuk baja homogen (σ dalam\u003e 1300 MPa, serta dalam hal operasi pada temperatur rendah) koefisien konsentrasi, dengan adanya konsentrasi tegangan, dimasukkan ke dalam perhitungan dan di bawah beban Saya  dari bentuk (k\u003e 1). Untuk baja ulet di bawah aksi beban variabel dan dengan adanya konsentrasi tegangan, tegangan ini harus diperhitungkan.

Untuk besi tuang  dalam kebanyakan kasus, koefisien konsentrasi tegangan kira-kira sama dengan kesatuan untuk semua jenis beban (I - III). Ketika menghitung kekuatan untuk memperhitungkan dimensi bagian-bagian, tabel yang ditabulasikan tegangan yang diizinkan untuk bagian cor harus dikalikan dengan faktor skala 1,4 ... 5.

Perkiraan ketergantungan empiris batas daya tahan untuk kasus pemuatan dengan siklus simetris:

untuk baja karbon:
  - di belokan, σ -1 = (0,40 ÷ 0,46) σ dalam;
σ -1р = (0,65 ÷ 0,75) σ -1;
  - pada torsi, τ -1 = (0,55 ÷ 0,65) σ -1;

untuk baja paduan:
  - di belokan, σ -1 = (0,45 ÷ 0,55) σ dalam;
  - di bawah tekanan atau kompresi, σ -1р = (0,70 ÷ 0,90) σ -1;
  - pada torsi, τ -1 = (0,50 ÷ 0,65) σ -1;

untuk pengecoran baja:
  - di belokan, σ -1 = (0,35 ÷ 0,45) σ dalam;
  - di bawah tekanan atau kompresi, σ -1р = (0,65 ÷ 0,75) σ -1;
  - pada torsi, τ -1 = (0,55 ÷ 0,65) σ -1.

Sifat mekanis dan tegangan antifriction iron yang diijinkan:
  - kekuatan tarik pada tekukan 250 ÷ 300 MPa,
  - tegangan lentur yang diizinkan: 95 MPa untuk I; 70 MPa - II: 45 MPa - III, di mana I. II, III - penunjukan jenis beban, lihat tabel. 1.

Perkiraan tegangan yang diizinkan untuk logam non-ferrous dalam tegangan dan kompresi. MPa:
  - 30 ... 110 - untuk tembaga;
  - 60 ... 130 - kuningan;
  - 50 ... 110 - perunggu;
  - 25 ... 70 - aluminium;
  - 70 ... 140 - duralumin.

Baseline:

Suhu lingkungan dihitung	T =	ºС
Jenis bahan		baja karbon   baja krom   baja austenit kelas baja austenit-feritik   aluminium dan paduannya   tembaga dan paduannya   titanium dan paduannya
Kelas material		St3 (S hingga 20 mm) St3 (S lebih dari 20 mm) 09G2S (S hingga 32 mm) 09G2S (S lebih dari 32 mm) 16GS (S hingga 32 mm) 16GS (S lebih dari 32 mm) 20K 10K2G 09G2 17GS 17G1S 10G2C1

Definisi variabel bantu:

Stres yang diijinkan

... adalah definisi tegangan yang diizinkan ...   MPa - nilai standar

Metode perhitungan:
1. Tegangan yang diijinkan ditentukan berdasarkan GOST-52857.1-2007.

Definisi:

Tekanan yang Diijinkan:  Tegangan yang diijinkan adalah tegangan terbesar yang dapat ditoleransi dalam struktur, asalkan aman, andal, dan tahan lama. Nilai tegangan yang diizinkan ditetapkan dengan membagi kekuatan tarik, kekuatan luluh, dll dengan jumlah yang lebih besar dari satu, yang disebut faktor keselamatan.

Suhu desain   Suhu yang dihitung - suhu dinding peralatan atau pipa, sama dengan nilai rata-rata aritmatika maksimum dari suhu di bagian luar dan permukaan bagian dalam  dalam satu bagian di bawah kondisi operasi normal (untuk bagian kapal reaktor nuklir, suhu desain ditentukan dengan mempertimbangkan generasi panas internal sebagai distribusi suhu integral rata-rata di atas ketebalan dinding shell (PNAE G-7-002-86, hal.2.2; PNAE G-7-008- 89, appl. 1)

item 5 Suhu desain
, hal.5.1. Suhu yang dihitung digunakan untuk menentukan karakteristik fisikomekanis material dan tegangan yang diizinkan, serta ketika menghitung kekuatan, dengan mempertimbangkan efek suhu.
, hal.5.2. Suhu yang dihitung ditentukan berdasarkan perhitungan termal atau hasil pengujian, atau pengalaman operasi dari kapal yang serupa. Untuk perkiraan suhu dinding kapal atau aparatus, ambil suhu dinding tertinggi. Ketika suhu di bawah 20 ° C, suhu yang dihitung, ketika menentukan tekanan yang diizinkan, diambil sebagai 20 ° C
, hal.5.3. Jika tidak mungkin untuk melakukan perhitungan atau pengukuran termal, dan jika selama operasi suhu dinding naik ke suhu sedang dalam kontak dengan dinding, maka suhu medium tertinggi harus diambil sebagai suhu yang dihitung, tetapi tidak lebih rendah dari 20 ° C.
Ketika dipanaskan dengan nyala api terbuka, gas buang atau pemanas listrik, suhu yang dihitung dianggap sama dengan suhu medium meningkat sebesar 20 ° C dengan pemanasan tertutup dan 50 ° C dengan pemanasan langsung, jika tidak ada data yang lebih akurat.
, hal.5.4. Jika bejana atau peralatan dioperasikan pada beberapa mode pemuatan yang berbeda atau elemen berbeda dari aparatus beroperasi dalam kondisi yang berbeda, dimungkinkan untuk menentukan suhu yang dihitung untuk masing-masing mode. (GOST-52857.1-2007, hlm. 5)

Catatan:

untuk baja karbon dan paduan rendah St3, 09G2S, 16GS, 20, 20К, 10, 10Г2, 09Г2, 17ГС, 17G1С, 10Г2С1:
1. Pada suhu desain di bawah 20 ° C, tegangan yang diijinkan sama dengan pada 20 ° C, asalkan bahan tersebut digunakan pada suhu tertentu.

3. Untuk baja grade 20 di R e / 20 4. Untuk baja grade 10Г2 di R р0,2 / 20 5. Untuk baja grade 09G2S, 16GS, kelas kekuatan 265 dan 296 menurut GOST 19281, tegangan yang diperbolehkan, terlepas dari ketebalan lembaran, ditentukan untuk ketebalan di atas 32 mm.
6. Tegangan yang diperbolehkan yang terletak di bawah garis horizontal berlaku untuk sumber daya tidak lebih dari 10 5 jam. Untuk perkiraan masa pakai hingga 2 * 10 5 jam, tegangan yang diizinkan di bawah garis horizontal dikalikan dengan faktor: untuk baja karbon sebesar 0,8; untuk baja mangan pada suhu 0,85 pada suhu

untuk baja tahan panas kromium 12XM, 12MH, 15XM, 15X5M, 15X5M-U:
1. Pada suhu desain di bawah 20 ° C, tegangan yang diijinkan sama dengan pada 20 ° C, asalkan bahan tersebut digunakan pada suhu tertentu.
2. Untuk suhu dinding terhitung menengah, tegangan yang diijinkan ditentukan dengan interpolasi linier dengan mengumpulkan hasilnya hingga 0,5 MPa ke arah nilai yang lebih kecil.
3. Tegangan yang diizinkan yang terletak di bawah garis horizontal berlaku untuk sumber daya 10 5 jam. Untuk perkiraan masa pakai hingga 2 * 10 5 jam, tegangan yang diizinkan yang berada di bawah garis horizontal dikalikan dengan faktor 0,85.

untuk tahan panas, tahan panas dan tahan korosi austenitik baja 03H21N21M4GB, 03X18H11, 03X17H14M3, 08X18H10T, 08X18H12T, 08X17H13M2T, 08X17H15M3T, 12X18H10T, 12X18H12T, 10X17H13M2T, 10X17H13M3T, 10H14G14N4:

2. Untuk suhu dinding terhitung menengah, tegangan yang diijinkan ditentukan oleh interpolasi dari dua nilai terdekat yang ditunjukkan dalam tabel, dengan hasil dibulatkan menjadi 0,5 MPa ke arah nilai yang lebih kecil.
3. Untuk pelepasan nilai baja 12X18H10T, 10X17H13M2T, 10X17H13M3T, tekanan yang diizinkan pada suhu hingga 550 ° C dikalikan dengan 0,83.
4. Untuk produk lama dari baja grade 12X18H10T, 10X17H13M2T, 10X17H13M3T, tekanan yang diizinkan pada suhu hingga 550 ° C dikalikan dengan rasio (R * p0.2 / 20) / 240
(R * p0,2 / 20 - kekuatan luluh dari bahan yang digulung ditentukan menurut GOST 5949).
5. Untuk tempa dan produk lama dari grade baja 08X18H10T, tegangan yang diizinkan pada suhu hingga 550 ° C dikalikan dengan 0,95.
6. Untuk pelepasan kelas baja 03X17H14M3, tegangan yang diijinkan dikalikan dengan 0,9.
7. Untuk pelepasan kelas baja 03X18H11, tegangan yang diijinkan dikalikan dengan 0,9; untuk bagian yang digulung dari baja 03X18H11, tegangan yang diijinkan dikalikan dengan 0,8.
8. Untuk pipa dari baja grade 03H21N21M4GB (ZI-35), tegangan yang diijinkan dikalikan dengan 0,88.
9. Untuk pelepasan baja kelas 03H21N21M4GB (ZI-35), tegangan yang diijinkan dikalikan dengan rasio (R * p0.2 / 20) / 250
(R * p0,2 / 20 - kekuatan luluh dari bahan tempa, ditentukan menurut GOST 25054).
10. Tegangan yang diperbolehkan yang terletak di bawah garis horizontal berlaku untuk sumber daya tidak lebih dari 10 5 jam. Untuk perkiraan masa kerja hingga 2 * 10 5 jam, tegangan yang diijinkan di bawah garis horizontal dikalikan dengan faktor 0,9 pada suhu.

untuk tahan panas, tahan panas dan tahan korosi baja austenitik dan austenitik-feritik kelas 08H18G8N2T (KO-3) 07H13AG20 (ES-46) 02H8N22S6 (EP-794), 15H18N12S4TYU (EI-654), 06HN28MDT, 03HN28MDT, 08H22N6T, 08H21N6M2T :
1. Pada suhu desain di bawah 20 ° C, tegangan yang diijinkan sama dengan pada 20 ° C, asalkan bahan tersebut digunakan pada suhu tertentu.
2. Untuk suhu dinding terhitung menengah, tegangan yang diijinkan ditentukan dengan interpolasi dari dua nilai terdekat yang ditunjukkan dalam tabel ini, dibulatkan menjadi 0,5 MPa ke arah nilai yang lebih kecil.

untuk aluminium dan paduannya A85M, A8M, ADM, AD0M, AD1M, AMtsSM, AMr2M, AMr3M, AMr5M, AMr6M:
1. Tegangan yang diijinkan diberikan untuk aluminium dan paduannya dalam kondisi anil.
2. Tegangan yang diijinkan diberikan untuk ketebalan lembaran dan pelat grade aluminium A85M, A8M tidak lebih dari 30 mm, grade lainnya tidak lebih dari 60 mm.

untuk tembaga dan paduannya M2, M3, M3r, L63, LS59-1, LO62-1, LZhMts 59-1-1:
1. Tegangan yang diijinkan diberikan untuk tembaga dan paduannya dalam kondisi anil.
2. Tegangan yang diijinkan diberikan untuk ketebalan lembaran dari 3 sampai 10 mm.
3. Untuk nilai antara dari suhu dinding yang dihitung, tegangan yang diijinkan ditentukan oleh interpolasi linier dengan mengumpulkan hasilnya hingga 0,1 MPa ke arah nilai yang lebih kecil.

untuk titanium dan paduannya VT1-0, OT4-0, AT3, VT1-00:
1. Pada suhu desain di bawah 20 ° C, tegangan yang diijinkan sama dengan pada 20 ° C, asalkan bahan diizinkan untuk digunakan pada suhu tertentu.
2. Untuk tempa dan balok, tegangan yang diijinkan dikalikan dengan 0,8.

Singkatan dan notasi:
R e / 20 - nilai minimum dari kekuatan luluh pada suhu 20 ° C, MPa;
R р0.2 / 20 - nilai minimum dari kekuatan luluh bersyarat pada perpanjangan residu 0,2% pada suhu 20 ° C, MPa;

Untuk menentukan tekanan yang diijinkan dalam teknik mesin, metode dasar berikut digunakan.
  1. Faktor keselamatan yang dibedakan ditemukan sebagai produk dari sejumlah koefisien parsial yang memperhitungkan keandalan bahan, tingkat tanggung jawab bagian, keakuratan rumus perhitungan dan gaya kerja serta faktor-faktor lain yang menentukan kondisi kerja bagian tersebut.
  2. Tabel - tegangan yang diizinkan diterima sesuai dengan norma yang disistematisasi dalam bentuk tabel.
  (tab. 1 - 7). Metode ini kurang akurat, tetapi paling sederhana dan paling nyaman untuk penggunaan praktis dalam perhitungan kekuatan desain dan verifikasi.

Dalam pekerjaan kantor desain dan dalam perhitungan bagian-bagian mesin, keduanya dibedakan dan digunakan. metode tabular, serta kombinasinya. Di tab. Gambar 4 - 6 menunjukkan tegangan yang diijinkan untuk bagian cor yang tidak lazim dimana tidak ada metode perhitungan khusus dan tegangan yang sesuai yang dikembangkan. Detail umum (misalnya, roda gigi dan roda cacing, katrol) harus dihitung sesuai dengan metode yang diberikan pada bagian yang relevan dari direktori atau literatur khusus.

Tegangan yang diizinkan yang diberikan dimaksudkan untuk perkiraan perhitungan hanya untuk beban dasar. Untuk perhitungan yang lebih akurat, dengan memperhitungkan nilai tabel tambahan muatan (mis. Dinamis) harus ditingkatkan sebesar 20 - 30%.

Tegangan yang diijinkan diberikan tanpa memperhatikan konsentrasi tegangan dan ukuran bagian, dihitung untuk spesimen baja halus dipoles dengan diameter 6-12 mm dan untuk coran besi cor bulat mentah dengan diameter 30 mm. Ketika menentukan tegangan terbesar di bagian yang dihitung, tegangan nominal σ nom dan τ nom harus dikalikan dengan koefisien konsentrasi k σ atau k τ:

1. Tekanan yang Diijinkan *
  untuk baja karbon berkualitas biasa dalam kondisi canai panas

2. Sifat mekanik dan tegangan yang diijinkan
  baja struktural kualitas karbon

3. Sifat mekanik dan tegangan yang diijinkan
  baja struktural paduan

4. Sifat mekanik dan tegangan yang diijinkan
  untuk coran dari baja karbon dan paduan

5. Sifat mekanik dan tegangan yang diijinkan
  untuk coran besi abu-abu

6. Sifat mekanik dan tegangan yang diijinkan
  untuk coran besi ulet

Untuk baja ulet (tidak mengeras)  dengan tegangan statis (tipe I beban) faktor konsentrasi tidak diperhitungkan. Untuk baja homogen (σ dalam\u003e 1300 MPa, serta dalam hal operasi pada temperatur rendah) koefisien konsentrasi, dengan adanya konsentrasi tegangan, dimasukkan ke dalam perhitungan dan di bawah beban Saya  dari bentuk (k\u003e 1). Untuk baja ulet di bawah aksi beban variabel dan dengan adanya konsentrasi tegangan, tegangan ini harus diperhitungkan.

Untuk besi tuang dalam kebanyakan kasus, koefisien konsentrasi tegangan kira-kira sama dengan kesatuan untuk semua jenis beban (I - III). Ketika menghitung kekuatan untuk memperhitungkan dimensi bagian-bagian, tabel yang ditabulasikan tegangan yang diizinkan untuk bagian cor harus dikalikan dengan faktor faktor skala 1,4 ... 5.

Perkiraan ketergantungan empiris batas daya tahan untuk kasus pemuatan dengan siklus simetris:

untuk baja karbon:
  - di belokan, σ -1 = (0,40 ÷ 0,46) σ dalam;
σ -1р = (0,65 ÷ 0,75) σ -1;
  - pada torsi, τ -1 = (0,55 ÷ 0,65) σ -1;

untuk baja paduan:
  - di belokan, σ -1 = (0,45 ÷ 0,55) σ dalam;
  - di bawah tekanan atau kompresi, σ -1р = (0,70 ÷ 0,90) σ -1;
  - pada torsi, τ -1 = (0,50 ÷ 0,65) σ -1;

untuk pengecoran baja:
  - di belokan, σ -1 = (0,35 ÷ 0,45) σ dalam;
  - di bawah tekanan atau kompresi, σ -1р = (0,65 ÷ 0,75) σ -1;
  - pada torsi, τ -1 = (0,55 ÷ 0,65) σ -1.

Sifat mekanis dan tegangan antifriction iron yang diijinkan:
  - kekuatan tarik pada bending 250 - 300 MPa,
  - tegangan lentur yang diizinkan: 95 MPa untuk I; 70 MPa - II: 45 MPa - III, di mana I. II, III - penunjukan jenis beban, lihat tabel. 1.

Perkiraan tegangan yang diizinkan untuk logam non-ferrous dalam tegangan dan kompresi. MPa:
  - 30 ... 110 - untuk tembaga;
  - 60 ... 130 - kuningan;
  - 50 ... 110 - perunggu;
  - 25 ... 70 - aluminium;
  - 70 ... 140 - duralumin.

Stres utama  pertimbangkan tekanan di mana kondisi berbahaya muncul dalam materi (penghancuran atau deformasi berbahaya).

Untuk   ulet  bahan batas tegangan dipertimbangkan   menghasilkan kekuatan  karena deformasi plastik yang timbul tidak hilang setelah dibongkar:

Untuk   rapuh  bahan, di mana deformasi plastik tidak ada, dan fraktur terjadi dalam tipe rapuh (tidak ada leher terbentuk), mengambil stres utama   kekuatan tertinggi:

Untuk   plastik rapuh  bahan membatasi tegangan tegangan sesuai dengan regangan maksimum 0,2% (seratus, 2):

Stres yang diijinkan  - tegangan maksimum di mana material harus bekerja secara normal.

Tegangan yang diijinkan diperoleh dengan membatasi, dengan mempertimbangkan margin keamanan:

di mana [σ] adalah stres yang diizinkan;   s  - faktor keamanan; [s] - faktor keamanan yang diijinkan.

Catatan  Dalam tanda kurung siku adalah kebiasaan untuk menunjukkan nilai kuantitas yang diizinkan

Faktor keamanan yang diijinkan  tergantung pada kualitas bahan, kondisi kerja bagian, tujuan bagian, keakuratan pemrosesan dan perhitungan, dll.

Ini dapat berkisar dari 1,25 untuk bagian-bagian sederhana hingga 12,5 untuk bagian-bagian kompleks yang beroperasi pada berbagai beban dalam kondisi guncangan dan getaran.

Fitur perilaku bahan selama tes kompresi:

1. Bahan plastik bekerja hampir sama di bawah tekanan dan kompresi. Karakteristik mekanik di bawah tekanan dan kompresi adalah sama.

2. Bahan rapuh biasanya memiliki kekuatan tekan yang lebih besar daripada tarik: σ d< σ вс.

Jika tegangan yang diijinkan dalam tegangan dan kompresi berbeda, mereka dilambangkan dengan [σ p] (tegangan), [σ s] (kompresi).

Perhitungan kekuatan dan kekuatan tarik

Perhitungan kekuatan dilakukan sesuai dengan kondisi kekuatan - ketidaksetaraan, pemenuhan yang menjamin kekuatan bagian dalam kondisi yang diberikan.

Untuk memastikan kekuatan tegangan desain tidak boleh melebihi tegangan yang diijinkan:

Nilai tegangan   a  tergantung pada   pada beban dan ukuran  penampang hanya diperbolehkan   dari bahan bagian  dan kondisi kerja.

Ada tiga jenis perhitungan kekuatan.

1. Perhitungan desain   - Tetapkan skema desain dan beban;   dimensi bahan atau bagian dipilih:

Ukuran penampang:

Pemilihan bahan

nilai σ sebelum Anda dapat memilih merek bahan.

2. Perhitungan verifikasi -   diketahui muatan, material, dimensi bagian; diperlukan   periksa apakah daya tahan dipastikan.

Ketidaksetaraan diperiksa

3. Penentuan kapasitas beban  (beban maksimum):

Contoh pemecahan masalah

Bilah lurus diregangkan dengan kekuatan 150 kN (gbr. 22.6), materialnya adalah baja σ t = 570 MPa, σ в = 720 MPa, faktor keamanan [s] = 1,5. Tentukan dimensi penampang kayu.

Solusi

1. Kondisi kekuatan:

2. Luas penampang yang dibutuhkan ditentukan oleh rasio

3. Tegangan yang diijinkan untuk material dihitung dari karakteristik mekanik yang ditentukan. Kehadiran kekuatan luluh berarti bahwa bahannya adalah plastik.

4. Tentukan besarnya area penampang balok yang diperlukan dan pilih ukuran untuk dua kasus.

Bagian - lingkaran, tentukan diameternya.

Nilai yang dihasilkan dibulatkan   d =25 mm, A = 4,91 cm 2.

Bagian - sudut ravnopolochny No. 5 sesuai dengan GOST 8509-86.

Area penampang sudut terdekat adalah A = 4,29 cm 2 (d = 5 mm). 4.91\u003e 4.29 (Lampiran 1).

Tes pertanyaan dan tugas

1. Fenomena apa yang disebut fluiditas?

2. Apa itu "leher", pada titik mana dalam diagram peregangan itu dibentuk?

3. Mengapa karakteristik mekanis yang diperoleh selama pengujian bersyarat?

4. Sebutkan karakteristik kekuatan.

5. Sebutkan karakteristik plastisitas.

6. Apa perbedaan antara stretch chart, gambar yang ditarik secara otomatis, dan stretch chart?

7. Karakteristik mekanik mana yang dipilih sebagai tegangan pamungkas untuk bahan getas dan getas?

8. Apa perbedaan antara tekanan maksimum dan yang diizinkan?

9. Catat kondisi kekuatan tarik dan kompresi. Apakah kondisi kekuatan berbeda untuk tarik dan kompresi?

  Jawab pertanyaan tes.

Faktor keamanan dari setiap elemen struktural sama dengan rasio beban pamungkas, menyebabkan hilangnya kekuatan elemen terhadap beban, yang menciptakan tekanan yang diijinkan. Dalam hal ini, hilangnya kekuatan tidak hanya berarti penghancuran elemen, tetapi juga munculnya deformasi permanen di dalamnya. Oleh karena itu, untuk elemen struktural yang terbuat dari bahan plastik, tegangan pamungkas adalah kekuatan luluh. Dalam kebanyakan kasus, tekanan operasi pada elemen struktural sebanding dengan beban, dan oleh karena itu faktor keselamatan didefinisikan sebagai rasio kekuatan pamungkas dengan tegangan yang diijinkan (faktor keamanan dengan kekuatan pamungkas). Jadi, jika kekuatan tarik baja struktural adalah 540 MPa, dan tegangan yang diijinkan adalah 180 MPa, maka faktor keamanannya adalah 3.

Tegangan yang diizinkan (diizinkan) adalah nilai tegangan yang dianggap sangat dapat diterima ketika menghitung dimensi penampang elemen, dihitung untuk beban yang diberikan. Anda dapat berbicara tentang tekanan yang diijinkan dari tekanan, kompresi dan geser. Tegangan yang diizinkan dapat diajukan oleh otoritas yang kompeten (misalnya, departemen jembatan pengontrol kereta api), atau dipilih oleh perancang yang mengetahui sifat material dan kondisi penggunaannya. Tegangan yang diperbolehkan terbatas pada tegangan operasi maksimum struktur.

Dalam ketahanan material, perhatian besar diberikan pada derivasi hubungan antara beban, dimensi, dan bentuk elemen yang ditentukan. struktur pendukung  ini memuat atau menopangnya, dan tekanan yang timbul pada bagian tertentu dari elemen struktural. Sebagai aturan, tujuan perhitungan adalah untuk menemukan dimensi elemen yang diperlukan di mana tegangan operasi maksimum di dalamnya tidak akan melebihi yang diijinkan.

Ketika merancang struktur, tujuannya adalah untuk menciptakan struktur yang, meskipun dapat diandalkan, pada saat yang sama akan sangat mudah dan ekonomis. Keandalan dipastikan oleh fakta bahwa setiap elemen dilengkapi dengan dimensi seperti itu, di mana tegangan operasi maksimum di dalamnya akan sampai batas tertentu kurang dari tegangan, menyebabkan hilangnya kekuatan oleh elemen ini. Kehilangan kekuatan tidak selalu berarti kehancuran. Mobil atau konstruksi bangunan itu dianggap gagal ketika tidak dapat menjalankan fungsinya dengan memuaskan. Suatu bagian yang terbuat dari bahan plastik, sebagai suatu peraturan, kehilangan kekuatannya ketika tekanan di dalamnya mencapai titik leleh, karena, karena terlalu banyak deformasi bagian, mesin atau struktur berhenti sesuai dengan tujuan yang dimaksudkan. Jika bagian itu terbuat dari bahan rapuh, maka hampir tidak cacat, dan kehilangan kekuatannya bertepatan dengan kehancurannya.

1.4.10. Untuk bejana elemen dan aparatus, mereka tidak dihitung sesuai dengan beban pamungkas (misalnya, koneksi bergelang) tegangan yang diizinkan harus ditentukan oleh dokumentasi peraturan dan teknis yang sesuai, disetujui dengan cara yang ditentukan.

Batas creep digunakan untuk menentukan tegangan yang diperbolehkan dalam kasus-kasus di mana tidak ada batas daya tahan jangka panjang atau perlu untuk membatasi jumlah deformasi (perpindahan) dengan kondisi operasi.

4.3 Metode untuk menghitung kekuatan sebagian besar elemen kapal didasarkan pada metode perhitungan untuk beban pamungkas. Untuk kenyamanan dalam menghitung faktor keselamatan untuk membatasi beban dihitung saat menentukan tegangan yang diijinkan. Untuk elemen individual (misalnya, koneksi flensa) atau kondisi beban, misalnya, beban bolak-balik, perhitungan didasarkan pada tegangan yang diizinkan.

Karena bagian dan instalasi secara keseluruhan harus beroperasi dengan aman di bawah kondisi yang merugikan ini, tindakan pencegahan tertentu harus diambil. Untuk tujuan ini, tekanan, memastikan operasi (operasi) mesin yang bebas masalah atau struktur lainnya, harus lebih rendah daripada tegangan pamungkas tempat penghancuran atau deformasi plastis dapat terjadi.

Saat membangun mobil, baja karbon dan baja paduan rendah banyak digunakan. Untuk pembuatan dasar elemen bantalan  gerobak (gerobak, vertebrata dan balok pivot, karkas dan kelongsong badan) baja paduan rendah 09G2D, yang telah meningkatkan kekuatan dan ketahanan terhadap korosi, memiliki aplikasi terbesar. Dalam pembangunan mobil angkut baru dalam periode lima tahun kesepuluh, baja paduan rendah 10KhNDP dan 10G25D akan digunakan.

Tegangan dan faktor keamanan yang diizinkan untuk koneksi berulir diberikan pada Tabel 1.2 dan 1.3. Mereka memperhitungkan keakuratan formula desain, sifat beban, kualitas pemasangan koneksi (pengetatan terkontrol atau tidak terkontrol), dll.

Ketika memilih bahan, kondisi kerja (suhu, korosi, dll.), Nilai dan sifat beban (statis atau variabel), metode pembuatan dan volume produksi dipertimbangkan. Misalnya, pengencang serba guna standar terbuat dari baja karbon rendah dan menengah seperti baja 10 ... baja 35. Baja berbiaya rendah ini memungkinkan untuk memproduksi batch besar baut, sekrup dan mur menggunakan heading dingin atau meninju dengan rolling benang berikutnya. Baja paduan 35X, 30HGSA digunakan untuk suku cadang dengan muatan variabel dan beban kejut yang tinggi suhu tinggidalam lingkungan yang agresif, dll.

Dalam kasus-kasus ketika peningkatan massa struktur, terkait dengan peningkatan diameter baut, tidak dapat dibenarkan (misalnya, konstruksi pesawat terbang), pengetatan terkontrol digunakan. Kemungkinan peningkatan signifikan pada beban statis baja 20 baut dengan pengetatan terkendali ditunjukkan pada Tabel 1.4.