Допускаемые напряжения
ОСНОВЫ ВЫБОРА ДОПУСКАЕМЫХ
НАПРЯЖЕНИЙ И КОЭФФИЦИЕНТОВ БЕЗОПАСНОСТИ
Общие сведения
Работоспособность деталей машин оценивают по прочности, износостойкости, жесткости, теплостойкости, виброустойчивости, надежности. Выбор того или иного критерия основывается на условиях работы конструкции. А расчет ведется по одному или нескольким из них. При этом для большинства деталей машин главным критерием работоспособности является прочность.
При расчете на прочность различают:
а) проектный расчет, в котором по значению допускаемого напряжения находят основные размеры какой-либо детали;
б) проверочный расчет, когда производится оценка прочности сравнением расчетных напряжений с допускаемыми для сконструированной детали или расчетного коэффициента безопасности с допустимым коэффициентом безопасности.
Условия прочности записывают следующим образом:
( 
) или 
, (1.1)
где 
( 
) – соответственно расчетные нормальные (касательные) напряжения; 
( 
) – нормальные (касательные) предельные напряжения; 
, 
– расчетный и допускаемый коэффициенты безопасности.
Расчетные напряжения, или основные размеры детали, определяют из условий прочности
на растяжение-сжатие:
, (1.2)
где 
– сила растяжения-сжатия, Н; 
– площадь поперечного сечения, м2;
на смятие:
, (1.3)
где – сила смятия, Н; – площадь поперечного сечения, м2;
на срез:
, (1.4)
где – сила среза, Н; – площадь поперечного сечения, м2;
на изгиб:
, (1.5)
где 
– изгибающий момент, Н 
м; 
– момент сопротивления изгибу, м3;
на кручение:
, (1.6)
где 
– крутящий момент, Н м; 
– момент сопротивления кручению, м3.
Допускаемые напряжения
Допускаемые напряжения находят как часть предельных напряжений, при которых происходит разрушение деталей или нарушение нормальных условий их взаимодействия вследствие недопустимо больших остаточных деформаций:
или 
. (1.7)
При статических нагрузках предельным напряжением для пластичных материалов является предел текучести 
( 
), для хрупких – предел прочности 
( 
) (рис. 1.1 и табл. 1.1, 1.2). Таким образом, с учетом масштабного фактора 
и эффективного коэффициента концентрации напряжений при статических грузках 
для пластичных материалов:
, (1.8)
для хрупких материалов:
, (1.9)
где – допустимый коэффициент безопасности.
Рис. 1.1. Диаграмма растяжения:
a) – для пластичного материала (сталь); б) – для хрупкого (чугун)
Таблица 1.1.
Дата добавления: 2016-01-29; просмотров: 1350;