Меню

Виды напряжений предельное это

Предельные и допустимые напряжения

date image2015-05-14
views image5286

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Предельным напряжением считают напряжение, при котором в материале возникает опасное состояние (разрушение или опасная деформация).

Для пластичных материалов предельным напряжением счита­ют предел текучести, т.к. возникающие пластические деформации не исчезают после снятия нагрузки:

Для хрупких материалов, где пластические деформации отсут­ствуют, а разрушение возникает по хрупкому типу (шейки не обра­зуется), за предельное напряжение принимают предел прочности:

Для пластично-хрупких материалов предельным напряжением считают напряжение, соответствующее максимальной деформации 0,2% (сто,2):

Допускаемое напряжение — максимальное напряжение, при ко­тором материал должен нормально работать.

Допускаемые напряжения получают по предельным с учетом запаса прочности:

где [σ] — допускаемое напряжение; s — коэффициент запаса прочно­сти; [s] — допускаемый коэффициент запаса прочности.

Примечание. В квадратных скобках принято обозначать допускаемое значение величины.

Допускаемый коэффициент запаса прочности зависит от каче­ства материала, условий работы детали, назначения детали, точно­сти обработки и расчета и т. д.

Он может колебаться от 1,25 для простых деталей до 12,5 для сложных деталей, работающих при переменных нагрузках в услови­ях ударов и вибраций.

Особенности поведения материалов при испытаниях на сжатие:

1. Пластичные материалы практически одинаково работают при растяжении и сжатии. Механические характеристики при растяже­нии и сжатии одинаковы.

2. Хрупкие материалы обычно обладают большей прочностью при сжатии, чем при растяжении: σвр

Источник



Допускаемые и предельные напряжения. Запас прочности. Табличный и дифференциальный методы определения допускаемых напряжений и запаса прочности

Под допускаемым напряжением понимают максимальное значение рабочего напряжения, которое может быть допущено в сечении детали при условии обеспечения необходимой надёжности детали во время эксплуатации.

Условия прочности записываются в виде:

F – нагрузка; A – сечение; — предельное напряжение детали; τ и σ – рабочие напряжения; nσ, nτ – запас прочности.

(1) – расчёты по допускаемым напряжениям; (2) – расчёты по коэффициентам запаса (более точны).

Читайте также:  Проверка работы автоматического выключателя при пониженном напряжении оперативного тока

Предельное напряжение –такое напряжение, при котором деталь или ломается или прекращается её нормальная работа из – за больших остаточных деформаций.

При упрощённых расчётах запас прочности (общий) берут из справочников.

Для того чтобы учесть факторы, влияющие на выбор допускаемых напряжений, применяется дифференциальный метод определения запаса прочности:

[n] = n1n2n3, где n1 учитывает точность определения усилий, напряжений, а также точность расчётной схемы; n2 учитывает неоднородность материала и его чувствительность к нарушению процесса термической и механической обработки – отклонение механических свойств материала от нормальных; n3 предусматривает увеличение запаса прочности для обеспечения более длительного срока использования ответственных деталей и для повышения их надёжности в процессе эксплуатации – коэффициент безопасности. При переменных напряжениях разрушение детали происходит в результате развития трещины усталости. За предел напряжения принят предел выносливости σ-1.Допускаемые напряжения в этом случаи определяются:

— при растяжении, сжатии;

— при кручении, где

εσ, εt – масштабные факторы – отношение предела выносливости детали к пределу выносливости лабораторного образца;

Кσ, Кτ – эффективные коэффициенты концентрации напряжения – отношение предела выносливости образца с концентрацией напряжений к пределу выносливости образца без концентрации напряжений и теми же размерами сечения, что гладкого образца;

β – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности, упрочнения поверхности и ХТО;

σ-1 – предел выносливости для лабораторного образца;

КL – коэффициент долговечности; , где m – показатель уравнения кривой выносливости; N – базовое число циклов переменного напряжения; NЕ – эквивалентное число циклов переменного напряжения.

Расчёт на прочность при нестационарных переменных напряжениях, т.е. напряжениях с меняющимися амплитудами, основан на уравнении суммирования повреждений:

nцi – общее число циклов действия некоторого напряжения σi;

Nцi – число циклов до разрушения при том же напряжении;

Читайте также:  Ибс стенокардия напряжения тактика

А – экспериментальный коэффициент.

Табличный метод определения допускаемых напряжений:

Этот метод является одним из самых старейшим.

Имеются специализированные по отраслям машиностроения таблицы для выбора допускаемых напряжений, которые позволяют рассчитывать детали с наименьшим, но обоснованным практикой, значением запаса прочности.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Лекция 12. Виды напряжений и факторы, влияющие на их величину. Расчёты на прочность.

Различают три вида напряжений:

1. Предельные напряжения –это напряжения, полученные при механических испытаниях материалов. Для пластичных материалов предельным напряжением является предел текучести , для хрупких материалов предельными напряжениями являются пределы прочности при растяжении и сжатии и , для хрупко-пластичных материалов предельным напряжением является условный предел текучести . На величину предельных напряжений влияют механические свойства материалов.

2. Допускаемые напряжения (в дальнейшем ДН) – это такие напряжения, величину которых можно допустить при работе бруса под нагрузкой. Их величина всегда меньше предельных напряжений (в дальнейшем ПН). Число, показывающее во сколько раз допускаемые напряжения меньше предельных напряжений, называется допускаемым коэффициентом запаса прочности и обозначается . Таким образом величину допускаемых напряжений можно определить по формуле: ДН = . На величину допускаемого коэффициента запаса прочности оказывают влияние следующие три фактора:

1. Точность применяемого метода расчёта. Имеется в виду полный и правильный учёт всех нагрузок, действующих на брус.

2. Применяемый материал и изученность его свойств.

3. Степень ответственности бруса.

Все эти факторы можно объединить термином условия безопасности работы.

Таким образом, на величину допускаемых напряжений оказывают влияние свойства материала (ПН) и условия безопасности работы ( .

3.Рабочие напряжения (РН) – это напряжения, возникающие в поперечных сечениях бруса от действия внешней нагрузки. Величину рабочего напряжения можно определить для любой деформации по универсальной формуле:

, где

ВСФ – внутренний силовой фактор, действующий в поперечном сечении бруса.

Читайте также:  Импульс напряжения люминесцентной лампы

При растяжении – сжатии внутренний силовой фактор продольная сила Nz; при кручении – крутящий момент Mz; при прямом изгибе – изгибающий момент Mx; при срезе – поперечная сила Q .

ГХ – геометрическая характеристика поперечного сечения бруса.

Если внутренние силы распределяются по поперечному сечению бруса равномерно ( растяжение – сжатие, срез), геометрической характеристикой является площадь поперечного сечения бруса (А), или площадь срезаемой поверхности(Аср), если внутренние силы распределяются по поперечному сечению не равномерно, а по линейному закону (кручение, прямой изгиб), геометрической характеристикой являются полярный Wp (при кручении), или осевой Wx (при прямом изгибе) моменты сопротивления.

Величина рабочего напряжения прямо пропорциональна действующей нагрузке (ВСФ) и обратно пропорциональна размерам поперечного сечения бруса (ГХ).

Условием прочности является неравенство, показывающее соотношение между рабочими (РН) и допускаемыми (ДН) напряжениями. Оно имеет вид: РН ≤ ДН. Для того, чтобы вместе с условием прочности соблюдалось требование экономичности, вводятся следующие ограничения:

1. Разрешается недогрузка не более 15%.

2. Допускается перегрузка в пределах 5%.

На основе этого условия прочности проводятся три вида расчётов на прочность:

1. Проверочный расчёт. Его цель проверить соблюдение условия прочности, т. е. определить рабочее напряжение и сравнить его с допускаемым:

РН = ≤ ДН. Недогрузка, или перегрузка определяется:? = 100% , где

ВСФ – внутренний силовой фактор;

ГХ – геометрическая характеристика поперечного сечения бруса.

2. Проектный расчёт. Его цель определить размеры поперечного сечения бруса при условии прочности. Этот расчёт проводится на стадии проектирования при оптимальных условиях, когда РН = ДН. Определяется геометрическая характеристика поперечного сечения бруса: ГХ = . Потом определяются размеры поперечного сечения в зависимости от его геометрической формы.

3. Определение допускаемой нагрузки. Его цель определение грузоподъёмности бруса при условии прочности. Этот расчёт проводится при оптимальных условиях, когда РН = ДН.

.

Источник

Adblock
detector