ответственности элементов энергетического оборудования
Временным пределом прочностиназывают напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, при которой испытываемый образец переходит в зону пластической деформации, металл «течет» и происходит разрыв. Поэтому это предельное напряжение называется также временным сопротивлением – sв.
Выбор допускаемых напряжений производится с учетом коэффициентов запаса прочности, которые по своему определению всегда и при любых обстоятельствах должны быть больше единицы.
Допускаемые напряжения выбирают в зависимости от предельных физических напряжений из формул (3.4), рассмотренных в лекции № 3:
где σпред ; τпред , н/мм2 – предельные нормальные и тангенциальные напряжения по сортаменту металла;
[ п] – требуемый коэффициент запаса прочности.
За предельные напряжения при постоянных нагрузках принимается одна из характеристик:
σТ или τТ – предел текучести (для вязких металлов – сталь);
σВ – временной предел прочности (для хрупких металлов – чугун).
При переменных нагрузках за предельные напряжения принимаются характеристики усталости металла:
σ-1 ; τ-1– предел усталости.
При выборе предельных напряжений с учетом марок сталей и видов нагружения можно воспользоваться рекомендациями:
σТ изгиб =1,1· σТ – для легированных сталей;
σТ изгиб =1,2· σТ – для углеродистых сталей;
τТ = 0,6 · σТ – для любых сталей;
σ-1 раст = 0,35 · σВ ;
σ-1 изгиб = (0,40 ÷ 0,45) · σВ;
τ-1= 0,25 · σВ – кручение.
При действии переменных напряжений с амплитудой цикла (σа) и (τа) расчетные коэффициенты запаса прочности определяют по формулам:
– для случая нормальных напряжений (изгиб, растяжение – сжатие)
(8.1)
– для случая касательных напряжений (кручение, срез)
(8.2)
При совместном действии переменных нормальных и касательных напряжений, например, при изгибе с кручением, общий коэффициент запаса прочности определяют по формуле:
(8.3)
где nσ и nτ – коэффициенты, определенные по формулам (8.1), (8.2).
Выбор коэффициентов запаса прочности в энергетике осуществляется на основе опыта проектирования и эксплуатации теплосилового оборудования. В ряде случаев приходится снижать коэффициент запаса прочности в целях уменьшения веса конструкции, а иногда – увеличивать, если требуется учитывать повышенный коррозионный и температурный износ.
Величина нормативных коэффициентов запаса прочности зависит также от класса конструкции, намечаемого срока ее эксплуатации, вида нагрузки (статическая, циклическая и т.д.).
Суммарный требуемый коэффициент запаса прочности принято определять как произведение трех частных допускаемых коэффициентов запаса:
[ п] = [п1] · [п2] ·[п3],(8.4)
где [п1] = 1,3 ÷ 3,0 – коэффициент, отражающий влияние точности определения действующих на деталь нагрузок, достаточность или недостаточность данных по учету концентрации напряжений. Если необходимо повысить жесткость детали, то [п1] может принимать бóльшие значения;
[п2] = 1,2 ÷ 2,5 – коэффициент, учитывающий однородность материала, его пластичность, чувствительность к недостаткам механической обработки, нарушения технологии изготовления;
[п3] = 1 ÷ 2 – коэффициент, который вводится для обеспечения дополнительного запаса прочности, обусловленного ответственностью детали или влиянием большей усталостной долговечности.
Для коэффициента способа получения изделия [п2] можно принять следующие рекомендации:
а) = 1,2 ¸ 1,5 – поковка;
б) = 1,5 ¸ 1,8 – стальное литье;
в) = 1,5 ¸ 2,5 – чугунное литье.
Дата добавления: 2016-06-13; просмотров: 448;