Для связи в whatsapp +905441085890

Допускаемые напряжения и запасы прочности

Допускаемые напряжения и запасы прочности

Для обеспечения нормальной работоспособности детали необходимо, чтобы фактически возникающие напряжения растяжения и сжатия не превышали некоторого безопасного, или допускаемого напряжения, обозначаемого Допускаемые напряжения и запасы прочности. Это такое напряжение, при котором обеспечивается достаточная прочность и долговечность детали.

Известно, что определенные экспериментально механические характеристики, в равной степени, как и принимаемые для расчета нагрузки, в большинстве случаев отличаются от фактически существующих. При этом многие факторы, оказывающие влияние на действительную прочность, не поддаются непосредственному предварительному учету, так как носят случайный характер и прогнозировать их трудно. Часть факторов не может быть учтена из-за отсутствия исчерпывающих данных о физической сущности происходящих явлений. Наконец, учет некоторых факторов может привести к такому усложнению расчетной схемы, что выполнение самого расчета повлечет неоправданные затраты труда и времени.

Для того чтобы деталь обладала необходимой надежностью и работала безотказно, необходимо создать требуемый запас прочности по отношению к экспериментально определенным величинам предельных напряжений, при которых может разрушиться деталь или возникнуть пластическая деформация.

Следовательно, безопасное (или допускаемое) напряжение должно являться для данного материала и вида нагружения частью экспериментально определенного предельного напряжения.

Таким образом,

Допускаемые напряжения и запасы прочности

где Допускаемые напряжения и запасы прочности — допускаемое напряжение; Допускаемые напряжения и запасы прочности — регламентированный нормами проектирования коэффициент запаса прочности или коэффициент безопасности; Допускаемые напряжения и запасы прочности — предельное напряжение материала.

В качестве исходной величины для определения предельных напряжений выбирают одну из нормативных механических характеристик материала: для пластичных материалов при статическом нагружении -предел текучести Допускаемые напряжения и запасы прочности; для хрупких материалов при статическом нагружении — временное сопротивление Допускаемые напряжения и запасы прочности; для любых материалов при циклическом изменении нагрузки — предел выносливости Допускаемые напряжения и запасы прочности.

Величина регламентированного коэффициента запаса прочности Допускаемые напряжения и запасы прочности определяется на основе существующего опыта эксплуатации данной группы механизмов, машин, приборов.

Общий коэффициент запаса прочности Допускаемые напряжения и запасы прочности обычно рассматривают как произведение частных коэффициентов запаса прочности:

Допускаемые напряжения и запасы прочности

При выполнении проверочных расчетов должно быть выполнено условие Допускаемые напряжения и запасы прочности, где Допускаемые напряжения и запасы прочности — фактически существующий запас прочности.

Каждый из частных коэффициентов запаса отражает влияние на прочность деталей какого-либо фактора или группы взаимозависимых факторов. Учет тех или иных факторов зависит от требований, которые предъявляются к расчету, а также от назначения и условий работы рассчитываемых деталей.

Обычно при определении запаса прочности учитывают степень надежности материала, точность расчетной схемы, степень динамичности нагрузки и величину возможной перегрузки, степень ответственности детали, условия работы детали, наличие концентраторов напряжения и т. д. Количество учитываемых факторов и соответствующих им частных коэффициентов колеблется от одного до десяти.

В машиностроении иногда пользуются для определения коэффициента безопасности Допускаемые напряжения и запасы прочности произведением трех частных коэффициентов:

Допускаемые напряжения и запасы прочности

где Допускаемые напряжения и запасы прочности — коэффициент, учитывающий точность расчетной схемы (при повышенной точности расчета Допускаемые напряжения и запасы прочности; при наличии упрощений и допущений, снижающих точность расчета Допускаемые напряжения и запасы прочности — коэффициент, учитывающий неоднородность материала и его чувствительность к степени чистоты обработки поверхности (для высокопрочных сталей Допускаемые напряжения и запасы прочности; для хрупких материалов Допускаемые напряжения и запасы прочности; для пластичных материалов при статическом нагружении Допускаемые напряжения и запасы прочности, в зависимости от отношения Допускаемые напряжения и запасы прочности; при расчетах на усталость Допускаемые напряжения и запасы прочности — коэффициент, учитывающий условия работы и степень ответственности детали; обычно Допускаемые напряжения и запасы прочности.

В соответствующих главах указаны величины частных коэффициентов и их перечень применительно для каждой группы деталей. Для ориентировочных или предварительных расчетов наиболее распространенных деталей, когда не требуется особой точности, пользуются табличным методом определения допускаемых напряжений. Величины, приведенные в таких таблицах, являются результатом укрупненных вычислений по формуле (2.7) или установлены на основе существующего опыта эксплуатации. Выбор допускаемого напряжения является весьма ответственным этапом расчета, так как определяет эксплуатационные и экономические характеристики механизма или машины.

Эта теория взята со страницы лекций по предмету «прикладная механика»:

Предмет прикладная механика

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Напряжения и перемещения. Закон Гука
Механические характеристики и свойства материалов
Напряжения в наклонных площадках при плоском и объемном напряженных состояниях. Обобщенный закон Гука
Напряженное состояние при растяжении и сжатии