Запас прочности по предельным состояниям (нагрузкам)

Для более полной оценки работоспособности камеры недостаточно знать только запас прочности по предельным нагрузкам. Целесообразно еще определить напряженно-деформированное состояние стенок камеры в рабочем режиме [26]. Это необходимо также и для дальнейшего расчета местных деформаций в охлаждающем тракте. [c.364]

Балка прямоугольного поперечного сечения, защемленная по концам, несет равномерно распределенную по длине нагрузку интенсивности q (рис. 519, а). Определить наибольшую интенсивность этой нагрузки, допустимую согласно расчету по допускаемым напряжениям и по предельному состоянию при одном и том же запасе прочности п. [c.558]

Расчет по предельному состоянию с определенным запасом прочности не гарантирует от появления местных пластических деформаций. Последнее еще допустимо при постоянных нагрузках, которые имеют место преимущественно в строительных конструкциях. При переменных нагрузках, на которые чаще всего приходится рассчитывать машиностроительные конструкции, появление пластических деформаций во многих случаях недопустимо. Поэтому в таких случаях следует вести расчет по допускаемым напряжениям. [c.560]

Если асимметрия цикла очень велика, то роль переменных напряжений при оценке прочности может оказаться несущественной и расчет следует проводить по предельному состоянию, как при статической нагрузке. В связи с этим наряду с запасом прочности по усталости [формулы (22.25), (22.26)] следует определять запас прочности и по несущей способности при статическом нагружении. [c.678]

Упругое состояние системы, при котором предел текучести достигнут в одной или нескольких точках, является по определению статически возможным. Действительно, при решении задачи о нахождении упругого состояния мы должны были позаботиться о выполнении уравнений равновесия при этом условие текучести нигде не было нарушено и только в отдельных точках это условие достигнуто. Соответствующее значение внешней нагрузки представляет нагрузку, определенную по способу допустимых напряжений (с запасом прочности, равным единице). Таким образом, мы имеем совершенно строгое доказательство того, что расчет по предельному состоянию приводит к большим аначениям допускаемой нагрузки, чем расчет по допустимым напряжениям. [c.171]

Несущая способность деталей из материалов в пластичном состоянии. Несущая способность деталей из пластических материалов (конструкционные высоко-отпущенные стали) с удлинением при разрыве не менее 10%, обладающих способностью претерпевать перед разрушением значительные пластические деформации, как правило, определяется предельными нагрузками по перемещениям или, если величина перемещений на работе детали существенно не сказывается, — предельными нагрузками по деформациям. В соответствии с этим при обычных для деталей машин напряженных состояниях и условиях работы для деталей из пластических материалов нет необходимости определять запас прочности по разрушению. [c.487]

Расчет по методу допускаемых напряжений можно представить как частный случай расчета по методу предельных состояний для первой группы при одинаковых для всех видов нагрузки значениях коэффициента перегрузки. Вместо одного общего запаса прочности, принимаемого при расчете по методу допускаемых напряжений, в методе по предельным состояниям используют три коэффициента безопасности - по материалу м, по перегрузке п,- и по условиям работы то, устанавливаемые на основе статистического учета действительных условий работы конструкции. Поэтому метод расчета по предельным состояниям позволяет лучше учесть действительные условия работы элементов металлоконструкции и степень воздействия каждой из действующих нагрузок, а также лучше учитывают механические свойства материала. [c.495]

В методе расчета по предельному состоянию вначале определяется величина предельной нагрузки, после чего вычисляется коэффициент запаса прочности как отношение предельной нагрузки к действующей. [c.334]

Нормативные методы расчета на прочность сосудов высокого давления, которые работают при температурах, не вызывающих ползучести материала, основаны на принципах оценки по предельным состояниям (вязкому разрушению, охвату всего сечения элемента сосуда пластической деформацией, возникновению макротрещин при циклическом нагружении). Толщины элементов рассчитывают по предельным нагрузкам, соответствующим предельным состояниям вязкому разрушению или пластической деформации по сечению элемента (ОСТ 26 104 87). При расчете по методу предельных нагрузок расчетное давление р принимают в щ или раз меньше значений р., или р (где р , Рв - давление, при котором вся стенка элемента соответственно переходит в пластическое состояние или разрушается tij, п - коэффициент запаса статической прочности соответственно по р-, или р ). [c.779]

Несущая способность деталей из пластичных материалов определяется предельными нагрузками по перемещениям или, если величина перемещений на работе детали существенно не сказывается, — предельными нагрузками по деформациям, т. е. для деталей из пластичных материалов нет необходимости определять запас прочности по разрушению при обычных напряженных состояниях и условиях работы. [c.74]

Концевые балки рассчитывают на изгиб от вертикальной нагрузки, передающейся концевой балке от главных и вспомогательных ферм, при крайнем положении тележки у балки. Такой расчет не учитывает всех обстоятельств работы концевой балки, и поэтому при расчете по предельному состоянию коэффициент неполноты расчета принимается равным 0,5, а при расчете по допускаемым напряжениям запас прочности принимается равным двум. [c.438]

Отсюда вытекает важное следствие, с которым до сих пор нам еще не приходилось встречаться численные значения запаса прочности по напряжениям и по нагрузкам оказываются различными Действительно, пусть точка А (см рис. 238) отмечает предельное состояние для случая контакта двух шаров. Ему отвечают значения предельной нагрузки и предельного напряжения < ред- Примем запас прочности по напряжениям, например п — 2. [c.234]

Расчет по предельным нагрузкам позволяет более полно использовать несущую способность конструкций, чем расчет по напряжениям, и потому он является более экономичным. Такой способ расчета называют также расчетом по несущей, способности, расчетом по предельному состоянию, расчетом по разрушающим нагрузкам. Предельную нагрузку, деленную на нормативный коэффициент запаса прочности [я], назовем предельно допускаемой нагрузкой и обозначим [Р] р [c.692]

При расчетах по допускаемым напряжениям коэффициент запаса вычисляют как отношение предела текучести материала к максимальному напряжению. При обычно наблюдаемом неоднородном нагружении материала полых резино-текстильных изделий возникновение в какой-либо одной наиболее напряженной точке (или области) пластических деформаций еще не означает выхода из строя всей конструкции. Поэтому при расчетах по предельному состоянию определяют предельные нагрузки, при которых исчерпывается несущая способность (прочность или устойчивость) всего изделия, или же определяют деформацию (по прогибам или по складкообразованию), ведущую к выходу из строя конструкции или ее элемента, а коэффициент запаса вычисляют как отношение предельной нагрузки к действительной. Применение этого метода позволяет создавать более экономичные конструкции, поскольку здесь вскрываются дополнительные прочностные и деформационные ресурсы конструкций, не учитываемые в методе расчета по допускаемым напряжениям. [c.118]

Расчет по предельным состояниям является одним из вариантов расчета по разрушающим нагрузкам, но в этом методе учитывается еще и вероятность наступления предельного состояния конструкции, прочность которой зависит от многих причин. При расчете по допускаемым напряжениям для обеспечения прочности вводят один общий коэффициент запаса. При расчете по предельным состояниям вводят три отдельных коэффициента. [c.53]

На определенном этапе развития инженерных расчетов запас прочности рекомендовалось определять по суммарным тепловым напряжениям и напряжениям от внешней нагрузки (см., например, [20]). Затем было замечено, что в ряде действующих конструкций из пластических материалов (например, в дисках газовых турбин) суммарные эквивалентные напряжения, подсчитанные в предположении упругости, существенно превышают предел текучести. Стало ясно, что местные пластические деформации, которые при этом возникают, приводят к перераспределению напряжений и не опасны для прочности. Это обстоятельство получило отражение в расчетах по предельному состоянию как известно, предельная нагрузка не связана с тепловыми напряжениями [5]. При достаточно высокой температуре выравнивание напряжений происходит также в связи с ползучестью. [c.209]

Между тем при неравномерном распределении напряжений (например, при изгибе, кручении) в статически неопределимых конструкциях, изготовленных из пластичных материалов, появление местных напряжений, равных пределу текучести, в большинстве случаев не является опасным для всей конструкции. Практика показывает, что при появлении местных пластических деформаций конструкция еще может удовлетворять предъявляемым к ней требованиям и для перехода ее в предельное состояние требуется дальнейшее возрастание нагрузки. Таким образом, в действительности конструкция обладает запасом прочности, большим, чем при расчете по допускаемым напряжениям. [c.546]

Коэффициент запаса прочности может быть определен также по предельной нагрузке (предельному состоянию). Для этого [c.251]

Поэтому для определения предельного состояния элемента конструкции необходимо не только учитывать наличие начального дефекта на масштабном микроскопическом уровне, но и в последующем процессе увеличения длины трещины возникает возможность проведения контроля с обоснованной периодичностью для ее своевременного выявления. Используемые в расчетах коэффициенты запаса прочности при установлении ресурса по критерию усталостной прочности несут на себе смысловую нагрузку наиболее полного учета всех возможных несоответствий между предполагаемыми условиями эксплуатационного нагружения и условиями, воспроизводимыми в испытаниях. Они включают многообразие факторов, влияющих на рассеивание усталостной долговечности, в том числе и при наличии малых по величине дефектов типа трещин. [c.47]

Для первой группы вопросов наибольшее внимание уделено рассмотрению элементов первого контура ВВЭР особенностям конструктивных форм, сопряжений, технологии, эксплуатационным механическим и тепловым нагрузкам, которые определяют номинальную и местную напряженность наиболее нагруженных зон корпусов, узлов разъемных соединений, трубопроводов, патрубков. Анализ напряженно-деформированных состояний увязан с достижением предельных состояний по несущей способности и долговечности и соответствующими запасами прочности. [c.8]

В зависимости от условий эксплуатации деталей, механических свойств материала и типа напряженного состояния предельные нагрузки для них по разрушению, перемещениям или деформациям могут иметь различную величину. Для определения запаса прочности принимается наименьшая из предельных нагрузок. [c.486]

В зависимости от условий эксплуатации деталей, механических свойств материала и типа напряженного состояния наблюдаются различные соотношения между предельными нагрузками по разрушению, перемещениям или деформациям и между запасами прочности, определенными по этим нагрузкам. [c.74]

Если Ati превышает заданное допустимое значение (т. е. Д 1 > [Aif]i), то при эксплуатации элемент конструкции находится в вязком состоянии. В этом случае (при отсутствии макродефектов типа трещин) предельные нагрузки превышают расчетные, определяемые по пределам текучести и прочности, и оценку сопротивления разрушению проводят по предельным нагрузкам и деформациям в соответствии с уравнениями (259) и (260). Вязкие разрушения пластических металлов при низких уровнях номинальных напряжений (на уровне предела текучести и ниже) могут произойти при размерах дефектов, превышающих сотни миллиметров (что для большого числа сосудов давления соответствует потере плотности). При появлении в конструкциях таких дефектов их эксплуатация становится затруднительной или невозможной без проведения соответствующих мероприятий изменения режимов работы, проведения ремонтных работ, замены поврежденных элементов и т. д. Обеспечение температурного запаса [Л<] [c.73]

Следовательно, метод расчета по допускаемым нагрузкам дает возможность спроектировать конструкцию экономичнее, чем при расчете по допускаемым напряжениям. Это объясняется тем, что, рассчитывая по допускаемым напряжениям, за предельную нагрузку принимаем такую нагрузку, при которой напряжения, равные пределу текучести, возникают только в одном правом стержне. При расчете по методу допускаемых нагрузок предельное состояние соответствует текучести двух стержней. Благодаря этому новый метод расчета позволяет реализовать скрытые при старом методе запасы прочности в статически неопределимых системах. Он обеспечивает действительную равнопрочность всей конструкции. Опыт подтверждает приведенные здесь рассуждения и выкладки для всех материалов, диаграммы растяжения которых имеют ясно выраженную площадку текучести. [c.75]

Расчетное сопротивление R в курсе сопротивления материалов называется допускаемым напряжением и обозначается [а] или [т]. Только в значениях R коэффициенты запаса более деталирова-ны и в них не учитывается запас по отношению к нагрузке. При расчете по методу предельных состояний запас прочности по отношению к нагрузке, как будет установлено в дальнейшем, осуществляется особым путем. [c.445]

С помощью указанных критериев разрушения можно определить запасы прочности по предельным нагрузкам, местным упругопластическим деформациям, коэффициентам интенсивности напряжений и деформаций, размерам дефектов типа трещин — уравнения (259)-(261), (264)-(269), (280). Для крупких, квазихрупких и вязких состояний дополнительно рассчитывают [c.211]

Все сказанное свидетельствует о степени сложности выбора коэффициента запаса при расчете как по допускаемым напряжениям, так и по допускаемым нагрузкам. Единым коэффициентом запаса практически нет возможности учесть многие факторы, влияющие на режим эксплуатации изделия, конструкции, поэтому в практику строительства в СССР внедряют более прогрессивный и экономичный метод выбора условий (эезопасной эксплуатации конструкции, который начинает находить применение и в других областях инженерной деятельности, связанных с необходимостью проведения расчетов на прочность. Это метод расчета по предельным состояниям, который введен в Строительные нормы и правила (СНиП), по которому в настоящее время рассчитывают все конструкции промышленных и гражданских зданий и сооружений. [c.72]

За паследние годы в СССР большое развитие получил новый подход к оценке надежности конструкций путем расчета ). Он уже упоминался в предыдущем параграфе, где назывался методом расчета по предельным состояниям. Этот метод во многом близок к методу расчета по допускаемым нагрузкам, но отличается от последнего в части, относящейся к коэффициенту запаса. Метод расчета по предельным состояниям узаконен нормами и официально принят в СССР как основной метод расчета строительных конструкций, мостов и других сооружений. Понятие расчета по предельным состояниям включает в себя большее содержание, нежели расчет на прочность. В этом методе рассматриваются три предельных состояния по несущей способности, по жесткости и по тре-щинообразеванию. Коснемся лишь первого. [c.209]

Элементы теории надежности можно найти в расчетах по коэффициентам запаса отношение п расчетной прочности г к расчетной нагрузке s в определенной степени характеризует уровень надежности. Понимание статистической природы коэффициентов запаса пришло позднее - в первой трети нашего века. В работах М.Майера (1926 г.), Н.Ф.Хоциалова (1929 г.) и Е.С.Стрелецкого (1935 г.) введена характеристика надежности, измеряемая как вероятность непревышения параметром нагрузки параметра прочности. В послевоенный период этот подход получил дальнейшее развитие. Он повлиял на структуру норм расчета конструкций, в которых бьиа сделана попытка расчленить коэффициент запаса на составляющие, придав каждой из них некоторый статистический смысл. Таким образом инженеры пришли к методике расчета по предельным состояниям, которая до сих пор служит основой для нормирования расчетов в строительстве. [c.40]

При расчете по методу предельных состояний вместо единого коэффициента запаса прочности используют систему трех коэффициентов безопасности по материалу, перегрузки и условий работы, устанавливаемых на основании статистического учета условий работы конструкции. По этому методу можно установить требования к работе конструкции, обеспечивающие ее надежность, а также аакое состояние конструкции, при котором она перестает удовлетворять этим требованиям. Это состояние называют предельным. Метод расчета по предельным состояниям имеет целью не дюиускать наступления предельных состояний при эксплуатации в течение всего срока службы конструкции. Законы распределения действующих нагрузок (вес груза, ветровая нагрузка, динамические нагрузки и т. п.) для всех типов грузоподъемных [c.220]

Рассмотрим статически нагруженный элемент, имеющий сварное соединение Основным предельным состоянием для слутая статического нагружения принимают в расчетах наступление текучести металла, которое является нежелательным из-за большой изменяемости размеров детали после начала ее текучести. Допускаемое напряжение устанавливают, ориентируясь на предел текучести основного металла, с учетом возможного его рассеяния, превышения нагрузки и уменьшения поперечного сечения элемента. Коэффициент запаса по предельному состоянию наступления текучести составляет при этом отношение к эксплуатационному напряжению о . Существует большое число факторов, вьиывающих снижение прочности сварного соединения по сравнению с основным элементом. Это и пониженные значения в зонах высокого отпуска, неоднородность механических свойств, значительное рассеяние механических характеристик вследствие колебаний параметров режима сварки, химического состава, присутствие различных концентраторов как неизбежных (форма шва), так и дефектов в виде различных несплошностей. [c.33]

Поверхность предельного состояния характеризует прочность материала детали при пропорциональном нагружении, когда число циклов и длительность действия нагрузки возрастают одновременно в одинаковой степени. На диаграмме рис. 4.8 этому процессу соответствует перемеп] ение по лучу ОА . Если в рассматриваемый момент наработка детали характеризуется горизонтальными координатами точки П, то запас по циклической долговечности (для уровня нагрузки в детали А д) определяется отношением отрезков ОА/ОД. Вертикальные и горизонтальные проекции сечений поверхности предельного состояния представляют собой кривые малоцикловой усталости Ае — Ы, Ае — Тц и зависимость долговечности от длительности выдержки в цикле Тц — N. Эти кривые для конструкций энергетического машиностроения рассмотрены в гл. 2 и 3. Зависимости Ае — N как для литых, так и для деформируемых жаропрочных авиационных сплавов на никелевой основе могут быть представлены уравнениями Мэнсона — Коффина АеМ = С. Особенностью этих сплавов является то, что величины т т С при высоких температурах (750—1050° С) не постоянны, а изменяются в широких пределах т — в 1,5— 2 раза, С — до 10—20 раз). Поэтому использование зависимостей типа Ае — в расчетах деталей авиационных двигателей требует экспериментального исследования соответствуюш его материала и определения постоянных т ж С. Однако возможны некоторое обобш ение экспериментальных данных и вывод расчетных зависимостей, пригодных для определения долговечности. Если рассматривать совокупность полученных экспериментальных точек для материалов одного класса и определить средние значения и границу нижних значений области разброса экспериментальных точек, то для долговечностей 10 — 10 соответствующие уравнения этих кривых можно представить в виде [c.88]

Наиболее серьезные повреждения и аварии турбомашин, как правило, связаны или с начальными технологическими макродефектами или с трещинами, возникшими на первых стадиях нагружения (в процессе испытаний или при эксплуатации). В соответствии с уравнениями механики разрушения предельные разрушающие нагрузки (для хрупких состояний) связаны степенными функциями с размерами макродефектов (при их возможной вариации в 5—10 раз и более), фактические запасы прочности могут уменьшаться в 1,2—2 раза и более. Поэтому определение фактического состояния дефектов на стадиях изготовления и эксплуатации становится одним из важнейших мероприятий по назначению и уточнению исходного, выработанного и остаточного ресурса. Для выявления дефектов в роторах и корпусах все более широко применяют средства ультразвукового дефектоскопического контроля, позволяющие надежно обнаруживать дефекты с эквивалентным диаметром 3—20 мм при глубине их залегания от 5 до 1200 мм. Перспективны для этих же целей методы контроля параметров акустической эмиссии, использование волоконной оптики, амплитудно-частотного анализа вибраций, аэрозолей, магнитно-порошковой и люминесцентной дефектоскопии, метода электропотенциалов и др. В связи с усовершенствованием средств контроля и использованием механики разрушения в качестве научной основы определения прочности и живучести роторов и корпусов с дефектами меняются последовательность и объем дефектоскопического контроля при изготовлении и эксплуатации роторов, а также повышается роль контроля при испытаниях и перед пуском в эксплуатацию энергоблоков. [c.8]

Одной из наиболее информативных характеристик трещино-стойкости нелинейной механики разрушения является коэффициент интенсивности деформаций в упругопластической области К1е [1, 65-67], применимый в условиях статического и циклического нагружения. Его использование в инженерных расчетах [1, 68-71] позволяет определять запасы прочности и долговечности по предельным нагрузкам, локальным упругоплаетическим деформациям, размерам трещин и числам циклов нагружения. При этом основа расчетов — традиционные характеристики механических свойств (пределы текучести и прочности, относительные удлинение и поперечное сужение, показатель деформационного упрочнения и др.). Учитывается также влияние уровня номинальных напряжений, изменение параметров деформационного упрочнения, степени объемности напряженного состояния и предельной пластичности материала. [c.53]

Расчетный случай III- нерабочее состояние машины на открытом воздухе при отсутствии груза и при неподвижных механизмах. При этом на машину кроме ее собственного веса действует предельная ветровая нагрузка при нерабочем состоянии машины, а иногда нагрузки, вызываемые снегом, обледенением или температурным воздействием. По этому случаю действия нагрузок проводят расчет ма прочность металлических конструкций, деталей противоугонных устройств кранов, тормозных устройств, тележек, механизмов измeн ния вылета стрелы, опорно-ходовых и опорно-поворотных устройств по сниженным значениям коэффициента запаса прочности. [c.98]

Запасы прочности призваны дать количественную меру безопасности консп укции. Коэффициенты запасов прочности (или долговечности) представляют собой числа, которые показывают, во сколько раз следует увеличить нагрузку (длину трещины, число циклов), чтобы наступило предельное (недопустимое) состояние. При этом все прочие параметры задачи сохраняются неизменными. Обычно коэффициенты запаса назначают, согласно накопленному опыту, в данной области техники. Поскольку методы расчета элементов конструкций на трещиностойкость сформировались сравнительно недавно, то накопленного опыта по численным значениям коэффициентов запаса недостаточно [23]. В связи с этим здесь более подробно рассмотрен метод установления коэффициентов запаса на трещиностойкость. [c.90]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...