Pieļaujamo spriegumu aprēķināšana. Materiālu pieļaujamie spriegumi un mehāniskās īpašības

Lai noteiktu pieļaujamos spriegumus mašīnbūvē, tiek izmantotas šādas pamatmetodes.
1. Diferencēts drošības faktors tiek konstatēts kā vairāku daļēju koeficientu rezultāts, kas ņem vērā materiāla uzticamību, daļas atbildības pakāpi, aprēķinu formulas un darbības spēku precizitāti un citus faktorus, kas nosaka detaļu darba apstākļus.
2. Tabulu pieļaujamie spriegumi tiek pieņemti saskaņā ar standartizētām tabulām.
(tab. 1 - 7). Šī metode ir mazāk precīza, bet tā ir visvienkāršākā un ērtākā praktiskai izmantošanai projektēšanas un verificēšanas spēka aprēķinos.

Projektēšanas biroju darbā un mašīnu daļu aprēķinos tiek izmantoti gan diferencēti, gan lietoti. tabulas metodes, kā arī to kombinācija. Cilnē. 4 - 6 parāda pieļaujamos spriegumus netipiskām lietām, kurām nav izstrādātas īpašas aprēķina metodes un atbilstošās pieļaujamās spriedzes. Tipiskas detaļas (piemēram, pārnesumi un tārpu riteņi, skriemeļi) jāaprēķina saskaņā ar metodēm, kas norādītas attiecīgajā direktorijas sadaļā vai speciālajā literatūrā.

Dotās pieļaujamās slodzes ir paredzētas aptuveniem aprēķiniem tikai pamata slodzēm. Precīzākiem aprēķiniem, ņemot vērā papildu slodzes (piemēram, dinamiskās), tabulas vērtības jāpalielina par 20 - 30%.

Pieļaujamie spriegumi tiek doti, neņemot vērā sprieguma koncentrāciju un detaļu izmērus, kas aprēķināti gludiem tērauda pulētiem paraugiem ar diametru 6-12 mm un neapstrādātiem apaļajiem čuguna lējumiem ar diametru 30 mm. Nosakot lielāko spriegumu aprēķinātajā daļā, nominālais spriegums σ nom un τ nom jāreizina ar koncentrācijas koeficientu k σ vai k τ:

1. Pieļaujamie spriegumi *
parastās kvalitātes oglekļa tēraudiem karsti velmētā stāvoklī

Zīmols ir kļuvušas

Pieļaujamais spriegums **, MPa

zem sprieguma [σ p]

locīšana [σ no]

vērpes [τ cr]

sagriežot [τ cf]

ar saspiešanu [σ cm]

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

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., Karenovska A.I. Pieļaujamo spriegumu noteikšana stiprības aprēķinos. NIImash, M., 1974.
** Romas skaitļi norāda slodzes veidu: I - statisks; II - mainīgais, kas darbojas no nulles līdz maksimālajam, no maksimālā līdz nullei (pulsējošs); III - pārmaiņus (simetriski).

2. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
oglekļa kvalitātes strukturālie tēraudi

3. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
sakausējuma strukturālie tēraudi

4. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
lējumiem no oglekļa un leģēta tērauda

5. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
pelēkā čuguna lējumiem

6. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
kaļamā čuguna lējumiem

7. Plastmasas detaļu pieļaujamie spriegumi

Par kaļamā (neapstrādāta) tēraudi   ar statiskiem spriegumiem (I slodzes veids) koncentrācijas koeficientu neņem vērā. Homogēniem tēraudiem (σ\u003e 1300 MPa, kā arī to ekspluatācijai zemās temperatūrās) koncentrācijas koeficients stresa koncentrācijas klātbūtnē tiek ievadīts aprēķinos un zem slodzes. I   no formas (k\u003e 1). Cauruļveida tēraudiem ar mainīgu slodzi un stresa koncentrāciju klātbūtnē jāņem vērā šie spriegumi.

Par čuguns   vairumā gadījumu stresa koncentrācijas koeficients ir aptuveni vienāds ar visu tipu slodzes vienību (I - III). Aprēķinot stiprumu, lai ņemtu vērā detaļu izmērus, tabulā norādītās pieļaujamās slodzes lietām daļām jāreizina ar mēroga koeficientu 1,4 ... 5.

Aptuvenās empīriskās atkarības no izturības robežām iekraušanas gadījumiem ar simetrisku ciklu:

oglekļa tēraudiem:
  - līkumā σ -1 = (0,40 ÷ 0,46) σ;
σ -1р = (0,65 ÷ 0,75) σ -1;
  - vērpes, τ -1 = (0,55 ÷ 0,65) σ -1;

sakausētiem tēraudiem:
  - līkumā σ -1 = (0,45 ÷ 0,55) σ;
  - spriedzes vai saspiešanas gadījumā, \\ t σ -1р = (0,70 ÷ 0,90) σ -1;
  - vērpes, τ -1 = (0,50 ÷ 0.65) σ -1;

tērauda liešanai:
  - līkumā σ -1 = (0,35 ÷ 0,45) σ;
  - spriedzes vai saspiešanas gadījumā, \\ t σ -1р = (0,65 ÷ 0,75) σ -1;
  - vērpes, τ -1 = (0,55 ÷ 0,65) σ -1.

Antifrīzes dzelzs mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi:
  - stiepes izturība lieces laikā 250 ÷ 300 MPa, \\ t
  - pieļaujamie lieces spriegumi: 95 MPa uz I; 70 MPa - II: 45 MPa - III, kur I. II, III - kravas tipu apzīmējumi, sk. Tabulu. 1.

Aptuvenais pieļaujamais spriegums un saspiešana krāsaino metālu spriegumiem. MPa:
  - 30 ... 110 - vara;
  - 60 ... 130 - misiņš;
  - 50 ... 110 - bronza;
  - 25 ... 70 - alumīnijs;
  - 70 ... 140 - duralumīns.

Sākotnējā vērtība:

Aprēķinātā apkārtējās vides temperatūra	T =	ºС
Materiāla tips		oglekļa tērauds   hroma tērauds   austenīta tērauds austenīta-ferīta tērauda klase   alumīnijs un tā sakausējumi   vara un tā sakausējumi   titāns un tā sakausējumi
Materiālu kvalitāte		St3 (S līdz 20 mm) St3 (S virs 20 mm) 09G2S (S līdz 32 mm) 09G2S (S virs 32 mm) 16GS (S līdz 32 mm) 16GS (S virs 32 mm) 20K 10K2G 09G2 17GS 17G1S 10G2C1

Papildu mainīgo definīcija:

Pieļaujamais stress

... ir pieļaujama sprieguma definīcija ...   MPa - standarta vērtība

Aprēķina metode:
1. Pieļaujamie spriegumi tika noteikti saskaņā ar GOST-52857.1-2007.

Definīcijas:

Pieļaujamie spriegumi:   Pieļaujamie spriegumi ir lielākie spriegumi, kurus var izturēt konstrukcijā, ja vien tie ir droši, uzticami un izturīgi. Pieļaujamās sprieguma vērtību nosaka, dalot stiepes izturību, ražas stiprumu utt. Ar lielumu, kas ir lielāks par vienu, ko sauc par drošības faktoru.

Dizaina temperatūra    Aprēķinātā temperatūra - iekārtas sienas vai cauruļvada temperatūra, kas ir vienāda ar maksimālo vidējo aritmētisko vērtību tās ārējā un ārējā temperatūrā. iekšējās virsmas   vienā posmā normālos ekspluatācijas apstākļos (kodolreaktoru tvertņu daļām, projektēto temperatūru nosaka, ņemot vērā iekšējo siltuma ražošanu kā vidējo integrālo temperatūras sadalījumu pa korpusa sienu biezumu (PNAE G-7-002-86, 2. lpp.2.2; PNAE G-7-008- 89, 1.

5. postenis Dizaina temperatūra
p.5.1. Aprēķināto temperatūru izmanto, lai noteiktu materiāla fizikomehāniskās īpašības un pieļaujamos spriegumus, kā arī, aprēķinot izturību, ņemot vērā temperatūras ietekmi.
, p.5.2. Aprēķināto temperatūru nosaka, pamatojoties uz siltuma aprēķiniem vai testa rezultātiem, vai līdzīgu kuģu ekspluatācijas pieredzi. Par tvertnes sienas aplēsto temperatūru vai aparātu uzņem augstāko sienas temperatūru. Ja temperatūra ir zemāka par 20 ° C, aprēķinātā temperatūra ņem 20 ° C temperatūru, lai noteiktu pieļaujamos spriegumus.
, 53. lpp. Ja nav iespējams veikt siltuma aprēķinus vai mērījumus, un ja darba laikā sienas temperatūra paaugstinās līdz vidējai temperatūrai, kas saskaras ar sienu, tad aprēķināto temperatūru uzskata par augstāko vides temperatūru, bet ne zemāku par 20 ° C.
Sildot ar atklātu liesmu, izplūdes gāzēm vai elektriskajiem sildītājiem, tiek aprēķināts, ka aprēķinātā temperatūra ir vienāda ar vides temperatūru, kas palielināta par 20 ° С ar slēgtu apkuri un 50 ° С ar tiešu apsildi, ja nav precīzāku datu.
, p.5.4. Ja kuģis vai iekārta tiek darbināta vairākos dažādos slodzes režīmos vai dažādi aparāta elementi darbojas dažādos apstākļos, ir iespējams noteikt tā aprēķināto temperatūru katram režīmam. (GOST-52857.1-2007, 5. lpp.)

Piezīme:

oglekļa un zemu leģēto tēraudu St3, 09G2S, 16GS, 20, 20К, 10, 10Г2, 09Г2, 17ГС, 17G1С, 10ГСС1
1. Konstrukcijas temperatūrā, kas zemāka par 20 ° C, pieļaujamie spriegumi ir tādi paši kā 20 ° C temperatūrā, ja materiāls tiek izmantots noteiktā temperatūrā.

3. Tērauda klasei 20 pie R e / 20 4. Tērauda klasei 10Г2 pie R р0,2 / 20 5. Tērauda klasei 09G2S, 16GS, izturības klasēm 265 un 296 saskaņā ar GOST 19281, pieļaujamie spriegumi, neatkarīgi no loksnes biezuma, tiek noteikti iepriekš norādītajam biezumam. 32 mm.
6. Pieļaujamie spriegumi, kas atrodas zem horizontālās līnijas, ir derīgi resursam, kas nepārsniedz 10 5 stundas. Paredzētais kalpošanas laiks līdz 2 * 10 5 stundām pieļaujamais spriegums zem horizontālās līnijas tiek reizināts ar koeficientu: oglekļa tēraudam par 0,8; mangāna tēraudam pie temperatūras 0,85

karstumizturīgiem hroma tēraudiem 12XM, 12MH, 15XM, 15X5M, 15X5M-U:
1. Konstrukcijas temperatūrā, kas zemāka par 20 ° C, pieļaujamie spriegumi ir tādi paši kā 20 ° C temperatūrā, ja materiāls tiek izmantots noteiktā temperatūrā.
2. Starpsienām aprēķinātām sienu temperatūrām pieļaujamo spriegumu nosaka ar lineāru interpolāciju ar rezultātu noapaļošanu līdz 0,5 MPa mazākas vērtības virzienā.
3. Pieļaujamie spriegumi, kas atrodas zem horizontālās līnijas, ir derīgi par 10 5 stundām, paredzamajam kalpošanas laikam līdz 2 * 10 5 h, pieļaujamā spriegums, kas atrodas zem horizontālās līnijas, tiek reizināts ar koeficientu 0,85.

siltuma-izturīgs, termiski izturīga un izturīgs pret koroziju, austenīttēraudam 03H21N21M4GB, 03X18H11, 03X17H14M3, 08X18H10T, 08X18H12T, 08X17H13M2T, 08X17H15M3T, 12X18H10T, 12X18H12T, 10X17H13M2T, 10X17H13M3T, 10H14G14N4:

2. Starpsienām aprēķinātām sienu temperatūrām pieļaujamais spriegums tiek noteikts, interpolējot divas tabulā norādītās tuvākās vērtības, un rezultāti tiek noapaļoti līdz 0,5 MPa mazākās vērtības virzienā.
3. 12X18H10T, 10X17H13M2T, 10X17H13M3T tērauda marku kalumiem pieļaujamais spriegums temperatūrā līdz 550 ° C tiek reizināts ar 0,83.
4. Gariem izstrādājumiem no 12X18H10T, 10X17H13M2T, 10X17H13M3T tērauda markām pieļaujamās slodzes temperatūrā līdz 550 ° C reizina ar attiecību (R * p0.2 / 20) / 240
(R * p0,2 / 20 - velmētā materiāla ražas stiprumu nosaka saskaņā ar GOST 5949).
5. Attiecībā uz kalumiem un gariem izstrādājumiem no 08X18H10T tērauda klases pieļaujamos spriegumus temperatūrā līdz 550 ° C reizina ar 0,95.
6. Attiecībā uz 03X17H14M3 tērauda pakāpes kalumiem pieļaujamais spriegums tiek reizināts ar 0,9.
7. Attiecībā uz 03X18H11. Kategorijas tērauda kalumiem pieļaujamie spriegumi tiek reizināti ar 0,9; tērauda 03X18H11 velmētām sekcijām pieļaujamos spriegumus reizina ar 0,8.
8. Cauruļvadiem no tērauda klases 03H21N21M4GB (ZI-35) pieļaujamos spriegumus reizina ar 0,88.
9. Attiecībā uz 03H21N21M4GB tērauda (ZI-35) kalumiem pieļaujamais spriegums tiek reizināts ar attiecību (R * p0.2 / 20) / 250
(R * p0,2 / 20 - kalumu materiāla ieguves stiprums, noteikts saskaņā ar GOST 25054).
10. Pieļaujamie spriegumi, kas atrodas zem horizontālās līnijas, ir derīgi resursam, kas nepārsniedz 10 5 stundas. Paredzētais kalpošanas laiks līdz 2 * 10 5 stundām pieļaujamais spriegums zem horizontālās līnijas tiek reizināts ar koeficientu 0,9 temperatūrā

par termiski izturīgs, karstumizturīgiem un izturīgi pret koroziju tēraudu austenīta un austenīta-ferīta klases 08H18G8N2T (KO-3) 07H13AG20 (ES-46) 02H8N22S6 (EP-794), 15H18N12S4TYU (EI-654), 06HN28MDT, 03HN28MDT, 08H22N6T, 08H21N6M2T :
1. Konstrukcijas temperatūrā, kas zemāka par 20 ° C, pieļaujamie spriegumi ir tādi paši kā 20 ° C temperatūrā, ja materiāls tiek izmantots noteiktā temperatūrā.
2. Starpsienām aprēķinātām sienu temperatūrām pieļaujamo spriegumu nosaka, izmantojot interpolāciju divās tuvākajās šajā tabulā norādītajās vērtībās, noapaļojot līdz 0,5 MPa mazākas vērtības virzienā.

alumīnija un tā sakausējumiem A85M, A8M, ADM, AD0M, AD1M, AMtsSM, AMr2M, AMr3M, AMr5M, AMr6M:
1. Alumīnija un tā sakausējumu pieļaujamie spriegumi ir atkausēti.
2. Pieļaujamie spriegumi ir paredzēti alumīnija loksnes un plātņu biezumam no alumīnija A85M, A8M, kas nav lielāks par 30 mm, citām šķirām ne vairāk kā 60 mm.

vara un tā sakausējumu M2, M3, M3r, L63, LS59-1, LO62-1, LZhMts 59-1-1:
1. Pieļaujamie spriegumi tiek piešķirti vara un tā sakausējumiem atkausētā stāvoklī.
2. Pieļaujamais spriegums ir noteikts lokšņu biezumam no 3 līdz 10 mm.
3. Aprēķināto sienu temperatūru starpvērtībām pieļaujamos spriegumus nosaka ar lineāro interpolāciju, noapaļojot rezultātus līdz 0,1 MPa mazākas vērtības virzienā.

titānam un tā sakausējumiem VT1-0, OT4-0, AT3, VT1-00:
1. Ja projektējamās temperatūras ir zemākas par 20 ° C, pieļaujamie spriegumi ir tādi paši kā 20 ° C temperatūrā, ja materiāls ir atļauts izmantot noteiktā temperatūrā.
2. Par kalumiem un stieņiem pieļaujamos spriegumus reizina ar 0,8.

Saīsinājumi un apzīmējumi:
R e / 20 - minimālā izejas stipruma vērtība 20 ° C temperatūrā, MPa;
R р0.2 / 20 - nosacītās ieguves stiprības minimālā vērtība ar atlikušo pagarinājumu 0,2% 20 ° C temperatūrā, MPa;

Lai noteiktu pieļaujamos spriegumus mašīnbūvē, tiek izmantotas šādas pamatmetodes.
  1. Diferencēts drošības faktors tiek konstatēts kā vairāku daļēju koeficientu rezultāts, kas ņem vērā materiāla uzticamību, daļas atbildības pakāpi, aprēķinu formulas un darbības spēku precizitāti un citus faktorus, kas nosaka detaļu darba apstākļus.
  2. Tabulu pieļaujamie spriegumi tiek pieņemti saskaņā ar standartizētām tabulām.
  (tab. 1 - 7). Šī metode ir mazāk precīza, bet tā ir visvienkāršākā un ērtākā praktiskai izmantošanai projektēšanas un verificēšanas spēka aprēķinos.

Projektēšanas biroju darbā un mašīnu daļu aprēķinos tiek izmantoti gan diferencēti, gan lietoti. tabulas metodes, kā arī to kombinācija. Cilnē. 4 - 6 parāda pieļaujamos spriegumus netipiskām lietām, kurām nav izstrādātas īpašas aprēķina metodes un atbilstošās pieļaujamās spriedzes. Tipiskas detaļas (piemēram, pārnesumi un tārpu riteņi, skriemeļi) jāaprēķina saskaņā ar metodēm, kas norādītas attiecīgajā direktorijas sadaļā vai speciālajā literatūrā.

Dotās pieļaujamās slodzes ir paredzētas aptuveniem aprēķiniem tikai pamata slodzēm. Precīzākiem aprēķiniem, ņemot vērā papildu slodzes (piemēram, dinamiskās), tabulas vērtības jāpalielina par 20 - 30%.

Pieļaujamie spriegumi tiek doti, neņemot vērā sprieguma koncentrāciju un detaļu izmērus, kas aprēķināti gludiem tērauda pulētiem paraugiem ar diametru 6-12 mm un neapstrādātiem apaļajiem čuguna lējumiem ar diametru 30 mm. Nosakot lielāko spriegumu aprēķinātajā daļā, nominālais spriegums σ nom un τ nom jāreizina ar koncentrācijas koeficientu k σ vai k τ:

1. Pieļaujamie spriegumi *
  parastās kvalitātes oglekļa tēraudiem karsti velmētā stāvoklī

2. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
  oglekļa kvalitātes strukturālie tēraudi

3. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
  sakausējuma strukturālie tēraudi

4. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
  lējumiem no oglekļa un leģēta tērauda

5. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
  pelēkā čuguna lējumiem

6. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
  kaļamā čuguna lējumiem

Par kaļamā (neapstrādāta) tēraudi   ar statiskiem spriegumiem (I slodzes veids) koncentrācijas koeficientu neņem vērā. Homogēniem tēraudiem (σ\u003e 1300 MPa, kā arī to ekspluatācijai zemās temperatūrās) koncentrācijas koeficients stresa koncentrācijas klātbūtnē tiek ievadīts aprēķinos un zem slodzes. I   no formas (k\u003e 1). Cauruļveida tēraudiem ar mainīgu slodzi un stresa koncentrāciju klātbūtnē jāņem vērā šie spriegumi.

Par čuguns vairumā gadījumu stresa koncentrācijas koeficients ir aptuveni vienāds ar visu tipu slodzes vienību (I - III). Aprēķinot stiprumu, lai ņemtu vērā detaļu izmērus, tabulā norādītās pieļaujamās slodzes lietām daļām jāreizina ar mēroga koeficientu 1,4 ... 5.

Aptuvenās empīriskās atkarības no izturības robežām iekraušanas gadījumiem ar simetrisku ciklu:

oglekļa tēraudiem:
  - līkumā σ -1 = (0,40 ÷ 0,46) σ;
σ -1р = (0,65 ÷ 0,75) σ -1;
  - vērpes, τ -1 = (0,55 ÷ 0,65) σ -1;

sakausētiem tēraudiem:
  - līkumā σ -1 = (0,45 ÷ 0,55) σ;
  - spriedzes vai saspiešanas gadījumā, \\ t σ -1р = (0,70 ÷ 0,90) σ -1;
  - vērpes, τ -1 = (0,50 ÷ 0.65) σ -1;

tērauda liešanai:
  - līkumā σ -1 = (0,35 ÷ 0,45) σ;
  - spriedzes vai saspiešanas gadījumā, \\ t σ -1р = (0,65 ÷ 0,75) σ -1;
  - vērpes, τ -1 = (0,55 ÷ 0,65) σ -1.

Antifrīzes dzelzs mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi:
  - stiepes izturība lieces laikā no 250 līdz 300 MPa, \\ t
  - pieļaujamie lieces spriegumi: 95 MPa uz I; 70 MPa - II: 45 MPa - III, kur I. II, III - kravas tipu apzīmējumi, sk. Tabulu. 1.

Aptuvenais pieļaujamais spriegums un saspiešana krāsaino metālu spriegumiem. MPa:
  - 30 ... 110 - vara;
  - 60 ... 130 - misiņš;
  - 50 ... 110 - bronza;
  - 25 ... 70 - alumīnijs;
  - 70 ... 140 - duralumīns.

Galīgais stress   apsvērt stresu, kurā materiālā rodas bīstams stāvoklis (iznīcināšana vai bīstama deformācija).

Par   kaļamā   tiek ņemts vērā ierobežojošais spriegums   ražas stiprums   tāpēc, ka radušās plastmasas deformācijas pēc izkraušanas nepazūd:

Par   trausla   materiāli, kuros nav plastiskās deformācijas, un lūzums notiek trauslā veidā (nav izveidojies kakls), ņemiet galīgo stresu   galīgais stiprums:

Par   plastmasas trausls   materiāli ierobežo spriegumu, kas atbilst maksimālajam slodzei 0,2% (viens simts 2):

Pieļaujamais stress   - maksimālais spriegums, kādā materiālam vajadzētu darboties normāli.

Pieļaujamos spriegumus iegūst, ierobežojot, ņemot vērā drošības rezervi:

kur [σ] ir pieļaujamais spriegums;   s   - drošības faktors; [s] - pieļaujamais drošības faktors.

Piezīme   Kvadrātiekavās parasti ir jānorāda pieļaujamā daudzuma vērtība

Pieļaujamais drošības faktors   atkarīgs no materiāla kvalitātes, daļas darba apstākļiem, daļas mērķa, apstrādes un aprēķinu precizitātes utt.

Tas var svārstīties no 1,25 vienkāršām detaļām līdz 12,5 sarežģītām detaļām, kas darbojas dažādās slodzēs trieciena un vibrācijas apstākļos.

Materiālu uzvedības īpašības saspiešanas testos:

1. Plastmasas materiāli darbojas gandrīz vienādi zem sprieguma un saspiešanas. Mehāniskās sprieguma un saspiešanas īpašības ir vienādas.

2. Trausliem materiāliem parasti ir lielāka spiedes stiprība nekā stiepes: σ d< σ вс.

Ja pieļaujamā spriedze sprieguma un saspiešanas laikā ir atšķirīga, tos apzīmē ar [σ p] (spriegums), [σ s] (kompresija).

Stiprības un stiepes izturības aprēķini

Stipruma aprēķini tiek veikti atbilstoši stiprības apstākļiem - nevienlīdzība, kuras izpilde garantē detaļas izturību attiecīgajos apstākļos.

Lai nodrošinātu, ka projektētā sprieguma stiprums nedrīkst pārsniegt pieļaujamo spriegumu:

Nominālais spriegums   a   atkarīgs   uz slodzi un izmēru   atļauts izmantot tikai šķērsgriezumu   no materiāla   un darba apstākļiem.

Pastāv trīs veidu stiprības aprēķini.

1. Dizaina aprēķins   - iestatiet konstrukcijas shēmu un slodzi;   ir izvēlēti materiāli vai daļas izmēri:

Izmērs šķērsgriezums:

Materiālu izvēle

σ vērtība, pirms jūs varat izvēlēties materiāla zīmolu.

2. Verifikācijas aprēķins -   zināmas slodzes, materiāls, detaļu izmēri; ir nepieciešams   pārbauda, ​​vai ir nodrošināta izturība.

Tiek pārbaudīta nevienlīdzība

3. Kravnesības noteikšana   (maksimālā slodze):

Problēmu risināšanas piemēri

Taisnais stienis ir izstiepts ar spēku 150 kN (22.6. Attēls), materiāls ir tērauds σ t = 570 MPa, σ в = 720 MPa, drošības koeficients [s] = 1,5. Noteikt koksnes šķērsgriezuma izmērus.

Risinājums

1. Stiprības nosacījums:

2. Nepieciešamo šķērsgriezuma laukumu nosaka attiecība

3. Materiāla pieļaujamais spriegums tiek aprēķināts no noteiktajām mehāniskajām īpašībām. Izturības stipruma klātbūtne nozīmē, ka materiāls ir plastmasas.

4. Nosakiet nepieciešamā šķērsgriezuma laukuma lielumu un izvēlieties izmēru divos gadījumos.

Sekciju aplis, nosaka diametru.

Iegūtā vērtība tiek noapaļota uz augšu   d =25 mm, A = 4,91 cm 2.

Sekcija - ravnopolochny stūris Nr. 5 saskaņā ar GOST 8509-86.

Tuvākā stūra šķērsgriezuma laukums ir A = 4,29 cm 2 (d = 5 mm). 4,91\u003e 4,29 (1. papildinājums).

Pārbaudiet jautājumus un uzdevumus

1. Kāda parādība tiek saukta par šķidrumu?

2. Kas ir „kakls”, kurā stūrēšanas diagrammas punktā tas ir izveidots?

3. Kāpēc testu laikā iegūtie mehāniskie raksturlielumi ir nosacīti?

4. Norādiet stiprības raksturlielumus.

5. Norādiet plastiskuma īpašības.

6. Kāda ir atšķirība starp stiepto diagrammu, kas ir automātiski sastādīta, un stiept diagrammu?

7. Kādi no mehāniskajiem raksturlielumiem ir izvēlēti kā galīgais spiediens elastīgajiem un trauslajiem materiāliem?

8. Kāda ir atšķirība starp maksimālo un pieļaujamo spriegumu?

9. Pierakstiet stiepes izturības un saspiešanas stāvokli. Vai izturības nosacījumi ir atšķirīgi stiepes un saspiešanas gadījumā?

  Atbildiet uz testa jautājumiem.

Jebkura konstrukcijas elementa drošības faktors ir vienāds ar maksimālās slodzes attiecību, izraisa elementa stiprības zudumu slodzei, kas rada pieļaujamo stresu. Šajā gadījumā spēka zudums nozīmē ne tikai elementa iznīcināšanu, bet arī tajā paliekošo deformāciju parādīšanos. Tāpēc konstrukcijas elementam, kas izgatavots no plastmasas materiāla, galīgais slodze ir ražas stiprums. Vairumā gadījumu konstrukcijas elementu darba spriegums ir proporcionāls slodzei, un tāpēc drošības koeficients ir definēts kā galīgās stiprības attiecība pret pieļaujamo spriegumu (drošības koeficients pēc galīgās stiprības). Tātad, ja konstrukcijas tērauda stiepes izturība ir 540 MPa un pieļaujamais spriegums ir 180 MPa, tad drošības koeficients ir 3.

Pieļaujamais (pieļaujamais) spriegums ir sprieguma vērtība, kas tiek uzskatīta par ļoti pieņemamu, aprēķinot elementa šķērsgriezuma izmērus, kas aprēķināti konkrētai slodzei. Jūs varat runāt par pieļaujamo sprieguma, saspiešanas un bīdes spriegumu. Pieļaujamos spriegumus ierosina vai nu kompetentā iestāde (piemēram, dzelzceļa vadības tilta nodaļa), vai arī to izvēlas dizainers, kurš apzinās materiāla īpašības un lietošanas nosacījumus. Pieļaujamais spriegums ir ierobežots līdz konstrukcijas maksimālajam darba spriegumam.

Materiālu izturībā liela uzmanība tiek pievērsta attiecībām starp noteiktajām slodzēm, izmēriem un elementa formu. atbalsta struktūra   šīs slodzes vai to atbalstīšana, un spriegumi, kas rodas dažās konstrukcijas elementa daļās. Parasti aprēķinu mērķis ir atrast nepieciešamos elementa izmērus, pie kuriem tajā maksimālais darba spriegums nepārsniegs pieļaujamo.

Projektējot struktūras, mērķis ir izveidot struktūru, kas vienlaikus būtu uzticama un būtu ļoti vienkārša un ekonomiska. Uzticamību nodrošina tas, ka katrs elements ir aprīkots ar tādiem izmēriem, pie kuriem tajā maksimālais darba spriegums būs zināmā mērā mazāks par spriegumu, izraisot stiprības zudumu. Spēka zudums ne vienmēr nozīmē iznīcināšanu. Auto vai ēku būvniecība to uzskata par neveiksmīgu, ja tā nevar pienācīgi veikt savu funkciju. Daļa no plastmasas materiāla parasti zaudē savu spēku, kad tajā esošais spriegums sasniedz izejas punktu, jo, pateicoties pārāk lielai detaļas deformācijai, mašīna vai konstrukcija vairs neatbilst paredzētajam mērķim. Ja daļa ir izgatavota no trausla materiāla, tad tā gandrīz nav deformēta, un tās spēka zudums sakrīt ar tās iznīcināšanu.

1.4.10. Elementu tvertnēm un aparātiem tās netiek aprēķinātas atbilstoši galīgajām slodzēm (piemēram, atloku savienojumiem), un pieļaujamos spriegumus nosaka ar atbilstošu normatīvo un tehnisko dokumentāciju, kas apstiprināta noteiktajā veidā.

Creep robežas tiek izmantotas, lai noteiktu pieļaujamo spriegumu tajos gadījumos, kad nav ilgstošas ​​izturības ierobežojumu vai ir nepieciešams ierobežot deformācijas (pārvietošanās) apjomu ar darba apstākļiem.

4.3 Metode lielāko kuģu elementu stiprības aprēķināšanai ir balstīta uz maksimālo slodzi aprēķina metodi. Lai aprēķinātu pieļaujamos spriegumus, tiek aprēķināti drošības faktori, lai ierobežotu slodzes. Atsevišķiem elementiem (piemēram, atloku savienojumiem) vai slodzes apstākļiem, piemēram, mainīgām slodzēm, aprēķins pamatojas uz pieļaujamiem spriegumiem.

Tā kā detaļām un iekārtām kopumā ir jādarbojas droši šajos nelabvēlīgos apstākļos, ir jāveic daži piesardzības pasākumi. Šim nolūkam spriegumiem, nodrošina mašīnas vai jebkuras citas konstrukcijas bezrūpīgu darbību (darbību), ir jābūt zemākam par galīgajiem spriegumiem, kādos var rasties iznīcināšana vai plastiskā deformācija.

Būvējot automobiļus, tiek plaši izmantoti oglekļa un zemu sakausējuma tēraudi. Pamatmateriālu ražošanai gultņu elementi   Vislielākais pielietojums ir vagoniem (ratiņiem, mugurkaulniekiem un pagrieziena sijas, karkasa un virsbūves apšuvumam) ar zemu leģēto tēraudu 09G2D, kam ir paaugstināta izturība un izturība pret koroziju. Jaunu kravas automobiļu būvniecībā desmitajā piecu gadu periodā tiks izmantoti tērauda 10KhNDP un 10G25D.

Pieļaujamie spriegumi un drošības faktori vītņotiem savienojumiem ir doti 1.2. Un 1.3. Tabulā. Tajos ņem vērā projektēšanas formulas precizitāti, slodzes raksturu, savienojuma uzstādīšanas kvalitāti (kontrolēta vai nekontrolēta pievilkšana) utt.

Izvēloties materiālu, ņem vērā darba apstākļus (temperatūru, koroziju uc), slodzes vērtību un raksturu (statisko vai mainīgo), ražošanas metodi un ražošanas apjomu. Piemēram, standarta vispārējas nozīmes stiprinājumi ir izgatavoti no zema un vidēja oglekļa tērauda, ​​piemēram, tērauda 10 ... tērauda 35. Šie zemo cenu tēraudi ļauj ražot lielas bultskrūvju, skrūvju un uzgriežņu partijas, izmantojot aukstu virsmu vai perforējot ar nākamo vītņu velmēšanu. Leģēti tēraudi 35X, 30HGSA tiek izmantoti lielas slodzes detaļām ar mainīgu un triecienu slodzi augsta temperatūraagresīvā vidē utt.

Gadījumos, kad konstrukcijas masas pieaugums, kas saistīts ar skrūvju diametra palielināšanos, ir nepamatots (piemēram, gaisa kuģu konstrukcija), tiek izmantota kontrolēta pievilkšana. 1.4. Tabulā parādīta iespēja ievērojami palielināt tērauda 20 bultskrūvju statisko slodzi ar kontrolētu pievilkšanu.