Расчет на прочность по предельному сопротивлению

Расчет на прочность по предельному сопротивлению [c.273]

В настоящее время принято три вида расчетов на прочность по допускаемым напряжениям, по разрушающим нагрузкам и по предельным состояниям. В основе каждого из них лежит механическая характеристика данного материала предел прочности (временное сопротивление) или предел текучести, которые называют опасными напряжениями. [c.49]

Особое внимание в настоящем томе уделено вопросам, связанным с расчетными нагрузками расчетам на прочность при максимальных напряжениях и при напряжениях, переменных во времени (на сопротивление усталости), и общим расчетам. Расчет металлических конструкций дан по современному методу предельных состояний, а также и по широко еще используемому методу допускаемых напряжений. [c.5]

Предельные состояния, виды и критерии разрушения. Традиционные инженерные расчеты на прочность деталей машин и элементов конструкций при однократном нагружении основаны, с одной стороны, на номинальных напряжениях, определяемых по формулам сопротивления материалов, теории упругости и пластичности, теории пластин и оболочек и, с другой стороны, на характеристиках прочности материалов при однократном нагружении,, определяемых при стандартизированных или унифицированных испытаниях лабораторных образцов из применяемых конструкционных материалов [16]. В зависимости от большого числа конструктивных (вид нагружения, размеры и форма сечений, наличие концентрации напряжений), технологических (.механические свойства применяемых материалов, вид и режимы сварки, термообработки, упрочнения) и эксплуатационных (скорость нагружения, уровень нагрузок, температура, среда) факторов при однократном нагружении возможно возникновение трех основных видов разрушения — хрупкого, квазихрупкого и вязкого 16]. Каждый из этих видов разрушения существенно отличается по уровню номинальных и местных разрушающих напряжений и деформаций, скоростям развития трещин и времени живучести деталей с трещинами, внешнему виду поверхностей разрушения. Применительно к этим видам разрушения выбирают те или иные критерии разрушения из трех основных групп — силовых, деформационных и энергетических. [c.9]

При расчете изгибаемых элементов конструкций на прочность используются методы, рассмотренные в 3.7. При расчете строительных конструкций применяется метод расчета по первой группе предельных состояний в машиностроении — метод допускаемых напряжений. В подавляющем большинстве случаев решающее значение на прочность элементов конструкций оказывают нормальные напряжения, действующие в крайних волокнах балок и лишь в некоторых случаях касательные напряжения, а также главные напряжения в наклонных сечениях. Во всех случаях наибольшие напряжения, возникающие в балке, не должны превышать некоторой допустимой для данного материала величины. При расчете по первой группе предельных состояний эта величина принимается равной расчетному сопротивлению R, умноженному на коэффициент условий работы при расчете по методу допускаемых напряжений — допускаемому напряжению [а]. В первом случае условие прочности записывается в виде [c.150]

Расчет конструкций на прочность производится по допускаемым напряжениям [а], определяемым из условий прочности при статическом нагружении или долговечности при циклической нагрузке. При статическом нагружении допускаемое напряжение получается делением предельных для данного материала напряжений на коэффициент безопасности, иначе называемый коэффициентом запаса прочности п. Для пластичных материалов за предельное напряжение принимают предел текучести, для квазихрупких — временное сопротивление [а] = аод/ т или [а] = Ств/ в- [c.623]

В сборнике представлены задачи на все основные разделы курса сопротивления материа.тов растяжение — сжатие, сложное напряженное состояние и теории прочности, сдвиг и смятие, кручение, изгиб, сложное сопротивление, кривые стержни, устойчивость элементов конструкций, методы расчета по допускаемым нагрузкам и по предельным состояниям, динамическое и длительное действие нагрузок. [c.2]

Второй случай (П) — максимальные (предельные) нагрузки рабочего состояния возникают при работе в наиболее тяжелых условиях эксплуатации с полным (номинальным) грузом. Эти нагрузки могут вызываться максимальными статическими сопротивлениями, резкими пусками и торможениями, максимальной силой ветра рабочего состояния, плохим состоянием подкранового пути, максимальным наклоном. Для плавучих кранов и судовых кранов учитывается максимальный крен и, если предусматривается работа в открытом море, качка на волнении. По этим нагрузкам производится расчет прочности и устойчивости крана в целом и отдельных его элементов, причем выбирается наиболее опасная комбинация нагрузок в пределах действительно возможного их сочетания на основе практики расчетов и эксплуатации кранов. Максимальные нагрузки ограничиваются предельными значениями величин, возникающих при буксовании ходовых колес, проскальзывании муфт предельного момента, срабатывании электрической защиты, срабатывании растормаживающих устройств (у ковочных кранов), срезе контрольных пальцев и т. п. [c.48]

Разрушение является процессом, развивающимся во времени в локальных объемах металла, приводящим к глобальному нестабильному разрушению при достижении предельного состояния. Основной задачей механики разрушения является разработка метода расчета деталей на прочность при наличии развивающейся трещины. Кроме того, необходимо уметь определять 1) какой материал и в каком структурном состоянии является оптимальным для заданных условий нагружения 2) какие наиболее информативные методы и критерии следует выбрать для выявления сопротивления материала зарождению и распространению трещины 3) требования к технологии изготовления изделия, при которой повреждаемость материала минимальная 4) как проектировать изделие с точки зрения наиболее благоприятного распределения напряжений у предполагаемых дефектов и концентратов напряжений 5) историю разрушения по фрактографическим параметрам. Таким образом, механика разрушения занимает основные позиции не только в материаловедении, технологии и конструировании деталей машин и агрегатов, но и в диагностике и инспекции разрушения. Знание основных закономерностей разрушения материала необходимо и достаточно для решения перечисленных выше задач механики трещин. [c.15]

Для каркасов котлоагрегатов имеем один и тот же коэффициент перегрузки (/г =1,1), одинаковый коэффициент однородности стали (. = 0,85-г-0,9) и общий для балок и колонн коэффициент условий работы т). Величина коэффициента может быть так подобрана, что оба метода расчета (по допускаемому напряжению и по предельному состоянию) будут давать одни и те же результаты. Расчет каркасов котлоагрегатов будем вести по допускаемым напряжениям, как это принято в Нормах расчета элементов паровых котлов на прочность . Для справок приведены расчетные формулы по предельному состоянию в приложении 6. В этих формулах величина / представляет собой расчетное сопротивление стали [c.14]

Расчет деталей иа прочность заключается в определении их запаса прочности в предельном состоянии по напряжениям. Такое состояние воспроизводится пропорциональным увеличением на-пря/кений по всему спектру или пропорциональным уменьшением ординат кривой усталости с возможным понижением сопротивления усталости материала детали по технологическим или эксплуатационным причинам. Возможен также переход к предельному состоянию по долговечности путем пропорционального изменения количества наработанных циклов по всему спектру напряжений при их фиксированных значениях. При изменении величины наработки (ресурса) детали по числу циклов Л/ и амплитуд напряжений ст запас прочности определяется в предположении, что переход к предельному состоянию на различных стадиях использования ресурса производится также посредством пропорционального увеличения напряжений по всему спектру. [c.174]

Важнейшими проблемами в науке о сопротивлении материалов, которые разрешались в течение этого периода и в последующие годы вплоть до настоящего времени, являются 1) расчеты на динамическое действие нагрузок 2) дальнейшее усовершенствование методов расчета на устойчивость 3) расчеты оболочек и тонкостенных стержней 4) развитие теории пластичности 5) установление новых критериев прочности и в том числе расчеты по предельным состояниям 6) исследование влияния высоких и низких температур на механические свойства материалов 7) разработка методов расчета конструкций, выполненных из полимеров . [c.564]

При выборе, расчете и конструировании грузоподъемных машин исходным является заданное технологическое назначение машины, на основе которого выбирают тип крана и устанавливают его параметры и характеристики. Далее для каждого механизма и всего крана в целом составляют расчетные схемы действующих нагрузок. В зависимости от этого устанавливают критерии оценки предельно допустимых напряжений или состояний и определяют прочностные характеристики узлов и деталей, отдельных механизмов и всего крана в целом. Расчет деталей, узлов и механизмов на прочность, долговечность, износостойкость ведется по общим методам, излагаемым в курсах Детали машин и Сопротивление материалов . [c.22]

Создание такой модели требует проведения большого объема предварительной работы, в первую очередь, по выявлению комплекса прочностных свойств в широком диапазоне температур, в том числе стандартных — предела текучести, предела прочности <т истинного сопротивления разрыву л, а также характеристик механики разрущения — предельного коэффициента интенсивности напряжений для деталей с трещинами и коэффициента интенсивности деформаций — критерия квазихрупкого разрушения деталей с трещинами. Необходимы также параметры кривых усталости для расчета долговечности на этапе зарождения трещины и данные по скорости роста трещины. Кроме того, определяются характеристики условий эксплуатации — нагрузки, температуры, многоцикловые повреждения материала, химические и радиационные воздействия и другие. В результате моделирования вычисляют вероятности безотказной работы для разных видов отказов и разрушений и долговечность, что легко переводится в число отказавших и разрушившихся деталей или в годы службы [5]. [c.365]

Аттестационные данные должны обеспечивать возможность расчета конструкций из соответствующего материала на циклическую прочность. Применительно к условиям эксплуатации, исключающим ползучесть, должны быть представлены гарантированные (для регламентированных техническими условиями характеристик прочности и пластичности металла и сварных соединений и ресурса эксплуатации) кривые усталости по образованию макротрещин в диапазоне предельных температур от 20° С до наибольшей рабочей, допускаемой для материала, в интервале от 10 до 10 циклов. Кривые усталости определяют при постоянной температуре через интервалы 50—100° С в зависимости от интенсивности изменения сопротивления усталостному разрушению по мере увеличения температуры испытаний. Кривые для промежуточных температур могут быть получены интерполяцией амплитуд деформаций (напряжений) для заданных чисел циклов по температуре. [c.243]

Условия прочности при расчете по первой группе предельных состояний сводятся к требованию, чтобы наибольшие растягивающие напряжения а и наибольшие по абсолютной величине сжимающие напряжения от расчетных значений нагрузок не превышали величин расчетных сопротивлений при растяжении R и сжатии R , умноженных на коэффициент условий работы у [c.72]

Расчет прочности при сдвиге производят по допускаемым касательным напряжениям или по первому предельному состоянию. Допускаемое напряжение [т1 или расчетное сопротивление на сдвиг устанавливают по разрушающему касатель- [c.107]

На разведочных стадиях инженерно-геологических исследований в дополнение к классификационным определяют расчетные показатели свойств, используемые непосредственно при проектировании для расчета устойчивости сооружений, осадок оснований и т.д. Среди расчетных показателей различают показатели прочности и деформируемости, применяемые для расчетов оснований по первому и второму предельному состоянию. Выбор расчетных показателей определяется видом строительства и поставленными задачами. Наиболее употребительными из показателей прочности являются сцепление, угол внутреннего трения, сопротивление сдвигу (для песчано-глинистых пород) и предел прочности на сжатие (для всех типов пород). В качестве [c.8]

Для курса сопротивления материалов, отражающего развитие механики деформируемого твердого тела и усовершенствование расчета на прочность современных конструкций, все более актуальным становится освещение вопросов механики разрушения как основы оценки несущей способности по сопротивлению хрупкому и усталостному разрушению. Эти критерии несущей способности в свете закономерностей распространения макроразру-щения входят в тесную связь между собой, существенно углубляя представления о кинетике образования предельных состояний и запаса прочности в процессе исчерпания ресурса при работе изделий. [c.3]

Расчет на сопротивление усталости (циклическую прочность) есть расчет на прочность при напряжениях, переменных во времени, и на усталостную долговечность (в дальнейшем слово усталостную спускается) производится по нагрузкаил первого случая. Предельным расчетным напряжением является предел выносливости. [c.86]

Развитие исследований по процессам деформации и разрушения в механическом и физическом аспектах способствует усовершенствованию расчета деталей конструкций на прочность и жесткость. Рассмотрение предельных состояний по критерию образования пластических деформаций, жесткости инициированию и развитию трещин позволило сблизить результаты расчетов с действительной несущей способностью конструктивных элементов и соответствующими опытными данными. Тем самым были углублены теоретические и экспериментальные основы инженерных расчетов на прочность и долговечность в связи с типом и режимом напряженного состояния. Дополнения физики твердого тела и физического металловедения способствовали объяснению макроскопическик закономерностей сопротивления деформациям и разрушению, влиянию на них времени тепловых и механических воздействий. При этом намечаются пути взаимодействия механики деформации и разрушения в констануальной трактовке с физическими представлениями о поведении кристаллов и кристаллических конгломератов. [c.517]

При расчете по несущей способности расчетными критериями являются следующие величины а) при расчете на прочность, а также общую устойчивость по формулам, определяющим условные на пряжения с при- менением коэффициента продольного изгиба <р — расчетное сопротивление Р (глава 2) б) при расчете на местную ил1 общую устойчивость, когда в результате статического расчета определяется критическое нап1зя-жение Чкр или критическое усилие, или критическая нагрузка — упомянутые вeличин I являются расчетными кригериями несущей способности. Расчетные формулы для определения критериев несущей способности по предельному состоянию приведены ниже. [c.382]

Экспериментальное определение характеристик сопротивления усталости материалов в условиях асимметричных циклов напряжений обычно осуществляется не при изгибе, а на растяжение - сжатие или на кручение (однородное напряжённое состояние). Кривая усталости в координатах lg N получается аналогичной (рис. 1.6). По полученным данным строят диаграмму предельных напряжений цикла в координатах (диаграмма Смита) или диаграмму предельных амплитуд цикла (диаграмма Хейя). В практических расчетах на прочность удобнее пользоваться диаграммой предельных амплитуд в координатах (рис. 1.7). [c.17]

Постановка вопроса о прочности. В самом начале курса, формулируя задачи сопротивления материалов, мы употребили термин прочность в широком смысле. Во всем последуюш,ем изложении речь шла о расчете на прочность тех или ииых конструкций из различных материалов, при этом в понятие прочности вкладывался различный смысл. Для пластических материалов под разруп1ением нужно было понимать возможность появления недопустимо больших деформаций, в этом смысле расчет по теории предельного равновесия (гл. XV) представляет собою расчет на прочность. [c.400]

Вероятностные методы расчета на прочность имеют своей целью естестве ньш образом учесть рассеяние, изменчивость характеристик сопротивлени усталости и нагруженности деталей машин. Детали машин при их расчет на прочность в вероятностной постановке разделяют в зависимости от эк номической ответственности, на три группы [884, 895]. К группе I относя детали массовых машин. Для расчета на усталость таких деталей требует ся знать по меньшей мере параметры функций распределения р (о) и р (Oj, действующих о и предельных напряжений. К группе II относят крупногабаритные детали уникальных машин. Для таких деталей ввиду крайне ограниченного их числа нет смысла искать функцию р а следует ус танавливать их индивидуальную прочность по критерию сопротивле" ния усталости [93]. Расчет на прочность выполняют, зная р (о) и r инд К группе III относят детали серийных стационарных машин, для которых, действующее напряжение о в ряде случаев можно считать с некоторым приближением детерминированным. Расчет на прочность в этом случае ведут, зная р (a ) и о. Расчетные зависимости для деталей групп П н III получают как соответствующие частные случаи таких зависимостей для детален группы I. [c.282]

В сборнике представлены задачи на все основные разделы курса сопротивления материалов растялсение-сжатие, аюж ное напряженное состояние и теории прочности, сдвиг и смятие, кручение, изгиб, слож ное сопротивление, кривые стержни, устойчивость элементов конструкций, методы расчета по допускаемым нагрузкам и по предельным состояниям, динамическое и длительное действие нагрузок. Общее количество задач около 900. Некоторые задачи снабжены решениями или указаниями. [c.38]

Более подробно следует остановиться на значениях прочностных характеристик, которые в дальнейшем будут фигурировать в зависимостях для расчета статической прочности механически неоднородных соединений. Ранее, в работе /9/, для бездефектных соединений с мягкими прослойками нами была принята на основе многочисленных зкспериментальнььх данных идеально-жестко-пластическая диаграмма мягкого металла М. При этом, в расчетных формулах данную диаграмму в условиях общей текучести аппроксимировали на уровне значений временного сопротивления металла М (ст ). Для соединений с плоскостными дефектами такой подход применим не всегда. Последнее связано с ростом вблизи вершины дефекта показателя напряженного состояния П = Oq/T (здесь Од — гидростатическое давление, Т— интенсивность касательных напряжений, которая равна пределу текучести мягкого или /с твердого металлов при чистом сдвиге). Предельную (предшествующую разрушению) интенсивность пластических деформаций можно определить из диаграмм пластичности, отражающих связь предельной степени деформации сдвига Лр с показателем напрязкенного состояния П для конкретных материалов сварных соединений /9, 24/. Для этого необходимо знать показатель напряженного состояния П, величина которого зависит только от геометрических характеристик сварного соединения, степени его механической неоднородности и размеров дефекта П = (as, 1/В, f )Honpe-деляется из теоретического анализа. Определив значение предельной интенсивности пластических деформаций, по реальной диаграмме деформирования рассматриваемого металла СТ, =/(Е ) находим величину интенсивности напряжений в пластической области. Интервалы изменения а следующие Q.J, < а . Для плоской деформации та -кая подстановка в получаемые формулы означает замену временного сопротивления на данную величину. [c.50]

Исходя из расчета по предельным состояниям, Ц. Е. Мирцхулава рассмотрел действие на отдельность скалы максимальных динамических нагрузок от воздействия струи с учетом пульсации скоростей и удерживающих сил (сил сопротивления). К первым относятся горизонтальная сдвигающая и вертикальная подъемная составляющие силы воздействия. Удерживают скальную отдельность вертикальная и тангенциальная составляющие веса отдельности и силы, характеризующие усталостную прочность связей между отдельностями скального основания. Под действием указанных сил отдельность скалы находится в условиях внецентренного сжатия. Опытные данные показывают, что в среднем отдельности выступают в поток на 0,1 высоты блока (отдельности). [c.213]

На основе поверочных расчетов определяется допустимость принятых конструктивных форм, технологии изготовления и режимов эксплуатации если нормативные требования поверочного расчета не удовлетворяются, то производится изменение принятых решений. Для реализации расчетов по указанным выше предельным состояниям в ведущих научно-исследовательских и конструкторских центрах был осуществлен комплекс работ по изучению сопротивления деформациям и разрушению реакторных конструкционных материалов. При этом для вновь разрабатываемых к применению в реакторах металлов и сплавов (низколегированные тепло-и радиационно-стойкие стали, высоколегированные аустенитные стали для тепловьщеляющих элементов и антикоррозионных наплавок, шпилечные высокопрочные стали) исследовались стандартные характеристики механических свойств, входящие в расчеты прочности по уравнениям (2.3), -пределы текучести Оо,2, прочности, длительной прочности о , и ползучести a f Наряду с этими характе мстиками по данным стандартных испытаний определялись характеристики пластичности (относительное удлинение 5 и сужение ударная вязкость а , предел выносливости i, твердость, модуль упругости Е , коэффициент Пуассона д, а также коэффициент линейного расширения а. [c.38]

Для элементов машин и конструкций в экстремальных условиях нагружения (в зонах концентрации, в местах действия высоких температ рны5в и остаточных напряжений, в окрестности трещин) традиционно применяемые в инженерной практике расчеты прочности, основанные на определении номинальных и местных напряжений (методы сопротивления материалов), оказываются недостаточными и в целом ряде случаев неправол1ерньдаи-Поэтому запасы прочности и долговечности в рамках поверочных расчетов устанавливают на базе деформационных критериев разрушения, т. е. по предельным нагрузкам, местным упругопластическим деформациям, коэффициентам интенсивности напряжений и деформаций по размерам дефектов типа трещин. [c.6]

На рис, 6.8, бив табл. 6.2 видно, что наилучшее согласие с опытными данными дает критерий (6.25). Предельная кривая текучести, рассчитанная но этому критерию, практически уравновешивает экспериментальные точки с отклонением в пределах 5%. Среди критериев, описывающих предельное сопротивление материалов с использованием двух констант — пределов текучести при растяжении и сжатии (критерии 3—5 в табл. 6.2), лучшее соответствие с опытными данными имеет критерий Г. С. Писаренко—А. А. Лебедева. Теоретический контур, построенный по этому критерию, отклоняется от экспериментальных точек не более чем на 13% (в сторону увеличения запаса прочности). Такую же точность описания (в пренебрежении имеющимся у исследованного фторопласта незначительным различием в пределах текучести при растяжении и сжатии) дает и классический критерий Мизеса—Губера—Генки. Последнее согласуется с высказанным в предыдущем параграфе мнением о том, что для практических расчетов кривые деформирования ПТФЭ в координатах О/—е, в первом приближении можно считать инвариантными к напряженному состоянию. Остальные рассмотренные критерии неудовлетворительно согласуются с экспериментом, отклоняясь от него на 17—27%. [c.223]

Диаметр сварных точек был 10 и 14 мм. Так как диаметр сварных точек был значителен, а площади поперечных сечений образцов малы, то большинство образцов разрушилось по основному металлу. В этих опытах односрезные одиночные точки в соединениях внахлестку и встык с односторонними накладками показали временное сопротивление срезу 27—47 кГ/мм , двухсрезные одиночные точки в соединениях встык с двумя на кладками 26—35 кГ1мм . Поверхность среза большинства сварных точек была неоднородной. Внутреннее ядро сварной точки было с крупнокристаллической блестящей поверхностью и окружено кольцом с матовой поверхностью. Несмотря на большой объем проведенной работы, проф. Н. Н. Рыкалину не удалось получить зависимости прочности точки от ее диаметра и толщины соединяемых листов. Это исследование не решило вопроса и о предельной прочности сварных точечных соединений в зависимости от количества сварных точек в продольном ряду. В области дальнейших исследований рекомендуется вести изучение соединений из низкоуглеродистой стали средних толщин 10— 20 мм суммарно в расчете на изготовление в ближайшие годы мощных машин для контактной точечной сварки. [c.42]

При расчете валов требуют, чтобы они удовлетворяли условиям прочности и жесткости. Условие прочности требует, чтобы максимальное касательное напряжение, вычисленное по ффмуле (3.2.4), было меньше или в предельном случае равно расчетному сопротивлению на срез Л, для материала вала, т.е. [c.88]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...