Запасы прочности при постоянных напряжениях

ЗАПАСЫ ПРОЧНОСТИ ПРИ ПОСТОЯННЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ [c.27]

Расчеты на прочность при постоянных напряжениях деталей из пластичных материалов обычно производят согласно условию отсутствия общих пластических деформаций, т. е. обеспечивают требуемый коэффициент запаса гю отношению к пределу текучести материала. Коэффициенты концентрации напряжений в расчеты не вводят, так как пики напряжений сглаживаются вследствие местных пластических деформаций, не опасных для прочности детали. [c.12]

Расчет на прочность при постоянных напряжениях, равномерном напряженном состоянии и хрупком состоянии материала производят по заданному коэффициенту запаса относительно временного сопротивления (иначе, предела прочности). При неравномерном напряженном состоянии, в частности при изгибе, за исходную характеристику принимают временное сопротивление при этом напряженном состоянии. [c.12]

В случае изгибных или крутильных колебаний валов может происходить возрастание переменной составляющей цикла при неизменной постоянной составляющей. В этом случае необходимо найти запас прочности по переменным напряжениям [c.139]

Дифференциальный метод заключается в том, что допускаемое напряжение или допускаемый коэффициент запаса прочности определяют по соответствующей формуле, которая учитывает различные факторы, влияющие на прочность рассчитываемой детали. Допускаемые напряжения [а] и [т] при статических нагрузках, т. е. при постоянных напряжениях и отсутствии концентрации напряжений, или в случаях, когда концентрация не влияет на прочность деталей (пластичные материалы), определяют по формулам [c.12]

Какими преимуществами обладают стандартизованные детали (сборочные единицы) при конструировании и выполнении ремонтных работ 7. Что такое стандартизация и унификация деталей и сборочных единиц машин и каково их значение в развитии машиностроения 8. Какие основные требования предъявляются к машинам и их деталям 9. Назовите материалы, получившие наибольшее применение в машиностроении, и укажите общие предпосылки выбора материала для изготовления детали. 10. Какое напряжение называется допускаемым и от чего оно зависит 11. От чего зависит размер предельного напряжения и требуемого (допускаемого) коэффициента запаса прочности 12. Дайте определения цикла напряжений, среднего напряжения цикла, амплитуды напряжения и коэффициента асимметрии цикла напряжений. 13. Какой цикл напряжений называется симметричным, отнулевым, асимметричным 14. Могут ли в детали, работающей под действием постоянной нагрузки, возникнуть переменные напряжения 15. Укажите основные факторы, влияющие на значение допускаемого напряжения и коэффициента запаса прочности. 16. Что следует понимать под табличным и дифференциальным методами выбора допускаемых напряжений 17. Запишите формулу для вычисления допускаемого напряжения при симметричном цикле и статическом нагружении детали. Дайте определения величин, входящих в эти формулы. 18. Запишите формулу для вычисления значения расчетного коэффициента запаса прочности при симметричном цикле напряжений для совместного изгиба и кручения. 19. Укажите основные критерии работоспособности и расчета деталей машин. Дайте определения прочности и жесткости. 20. Сформулируйте условия прочности и жесткости детали. [c.20]

Во вращающихся осях и валах напряжения меняются циклически, поэтому после определения размеров поперечных сечений при постоянных напряжениях, находится запас усталостной прочности. Кроме того, валы проверяются на жесткость и колебания. [c.317]

Рассмотрим определение запасов прочности при совместном действии переменных и постоянных напряжений. [c.568]

Балки равного сопротивления изгибу. При изгибе балок постоянного сечения (за исключением случая чистого изгиба) все сечения, кроме опасного, имеют излишний запас прочности, что свидетельствует о нерациональном использовании материала. Наиболее рациональной будет такая форма балки, при которой напряжения во всех поперечных сечениях будут равны допускаемому. Такие балки называются балками равного сопротивления изгибу. [c.262]

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]

Расчет на усталость состоит в определении действующих нагрузок, сопротивления усталости и запаса прочности. Запас проч-ности по напряжениям и долговечности вычисляется в зависимости от характера внешней нагрузки и других условий работы детали. При стационарном (с постоянной амплитудой) периодическом изменении нагрузки, повторяющемся более чем десятки или сотни миллионов раз в течение предполагаемого срока службы, запас прочности вычисляется по формуле [c.5]

Для установления фактической величины запаса прочности, имеющейся в конструкции, надо знать, как будет изменяться напряженное состояние рассчитываемого элемента при переходе от действующего цикла к разрушающему. При этом возможно, что коэффициент асимметрии расчетного цикла г будет равен коэффициенту асимметрии разрушающего цикла Гр, т. е. при переходе от действующего цикла к разрушающему будет иметь место пропорциональное возрастание как переменной, так и постоянной составляющей цикла напряжений. Возможны и другие случаи. Например, при изменении может оставаться постоянным [c.158]

Допускаемые нагрузки надо выбирать по значению предела длительной прочности, соответствующему предполагаемой продолжительности нагрузки детали. В литературе часто рекомендуется выбирать допускаемую нагрузку исходя из кратковременного предела прочности, но это неправильно. В этом случае рекомендуемое значение запаса прочности одинаково для пластмасс всех типов, что основано на предположении одинакового понижения прочности пластмасс всех типов с повышением продолжительности действия нагрузки. Более правилен метод так называемых конструкционных напряжений, которые определяют на основе долговременных опытов с учетом ползучести. Они отражают различное понижение прочности по мере увеличения продолжительности действия нагрузки. Конструкционные напряжения для ряда пластмасс приведены в главе 2. Нужно подчеркнуть, что пределы длительной прочности, указанные в главе 2, определены при длительном действии постоянной статической нагрузки. Если деталь нагружается динамически или если она работает в агрессивной среде и т. п., тогда необходимо пересчитать конструкционные напряжения с учетом этих факторов. [c.107]

Очень большое значение имеют особенности нагружения детали. Иногда ошибочно принимают, что деталь нагружена постоянной нагрузкой, тогда как эта нагрузка меняется значительное число раз от нуля до максимума, иногда очень быстро, при наличии больших термических напряжений. Все эти факторы существенно влияют на величину коэффициента запаса прочности. [c.29]

С помощью диаграмм, изображенных на рис. 436 и 439, может быть определена величина опасного напряжения при любом виде цикла. Рассмотрим теперь порядок назначения допускаемых напряжений. При этом за линию, определяющую опасные значения напряжений, для упрощения расчета будем принимать прямую AD (рис. 436) в случае хрупких, и прямую АН (рис. 439) в случае пластичных материалов. Для получения допускаемых напряжений абсциссы и ординаты каждой точки той или иной из этих прямых должны быть уменьшены в соответствии с принятыми величинами коэффициентов запаса прочности последние для постоянной и переменной составляющей цикла напряжений будут неодинаковыми. [c.562]

Теория предельной несущей способности была изложена для задач о плоской деформации, причем детальные исследования касались разрывных полей скоростей и напряжений [2]. Прекрасный пример задачи о плоской деформации дан в [11 ] призматический цилиндр квадратного сечения с круглым отверстием в центре нагружен постоянным внутренним давлением принимая разрывные поля напряжений и скоростей, можно получить верхнюю и нижнюю границы для запаса прочности. Теория предельной несущей способности также чрезвычайно плодотворна при анализе пластин, оболочек и многокомпонентных конструкций [12—16]. [c.338]

В качестве при действии переменных напряжений обычно принимают предел выносливости, при действии постоянных напряжений — предел прочности. Ус.ловия прочности по допускаемым напряжениям и по допускаемым запасам прочности связаны соотношением [c.602]

Запас прочности, определяемый по соотношениям (7.2) и (7.3) называется запасом усталостной прочности по подобному циклу. На практике пропорциональное возрастание переменных и постоянных напряжений не наблюдается. Например, в лопатках турбин и компрессоров постоянные напряжений изменяются пропорционально квадрату изменения частоты вращения, в то время как переменные напряжения существенно возрастают лишь при резонансных режимах работы, и в таких случаях рассчитывают Ла — запас по переменным напряжениям. Считая, что в момент усталостного разрушения [c.211]

Если сечение меняется по длине, то мы уже не можем утверждать, что сечения такой балки останутся плоскими даже при чистом изгибе. В действительности они и не остаются плоскими, а поэтому напряжения по сечению распределяются не по линейному закону, на котором основана вся теория изгиба. Однако если сечение меняется по длине сравнительно медленно или, оставаясь постоянным по длине отдельных участков балки, меняется скачкообразно на границах участков то использование формул изгиба, выведенных для балки постоянного сечения, приводит к незначительным погрешностям. С этой оговоркой рассмотрим несколько задач о балках переменного сечения, удовлетворяющих требованию равенства запаса прочности. [c.219]

Выражение (2.161) получено без vчeтa влияния концентраиии напряжений, размеров детали и ссстояния поверхностных слоев материала. Указанные факторы в большей степени влияют на прочность при переменных напряжениях и в меньшей степени на прочность при постоянном напряжении. Учитывая это обстоятельство, коэффициент запаса следует вычислять по выражению [c.205]

При проверке стержней на продольный изгиб мы будем пользоваться таблицей ломающих напряжений, составленной по опытам Л. Тетмайера. Полагая, что критические напряжения при сжатии соответствуют временному сопротивлению материала при простом растяжении, мы выберем допускаемое напряжение при сжатии во столько раз меньшим критического напряжения, во сколько раз допускаемое напряжение при растяжении меньше временного сопротивления разрыву. При выводе основной формулы (6) предположено, что при действии постоянных усилий допускаемое напряжение может быть принято равным 12 кг/жж . Временное сопротивление мостового железа по принятым нормам колеблется от 37 до 42 KzjMM , следовательно, запас прочности при постоянном растягивающем усилии меняется от 3,08 до 3,50. Если мы остановимся на наибольшем коэффициенте безопасности 3,5 и примем его в основание расчета стержней на продольный изгиб, то тогда допускаемое напряжение Ri при сжатии получится делением критического напряжения на 3,5 и мы будем иметь [c.416]

Расчет на прочность при постоянных напряжениях и хрупком состоянии материала производят по заданному коэффициенту запаса относительно предела прочности. При неравномерном напряженном состоянии, в частности при изгибе, за исходную характеристику принимают предел прочности при этом напрян епном состоянии, который для хрупких материалов обычно отличен от предела прочности при растяжении. Например, для серых чугунов предел прочности при изгибе в среднем в 2 раза выше, чем при растяжении. Коэффициенты концентрации напряжений вводят в расчет для однородных материалов, чувствительных к концентрации напряжений (закаленная сталь), и их сильно уменьшают для неоднородных материалов со значительной внутренней концентрацией напряжений (серый чугун). [c.13]

Рассмотрим теперь изменение напрял еиий детали по несимметричному циклу. В этом случае вопрос опреде-, лення запаса прочности или допускаемых напряжений усложняется тем обстоятельством, что приходится брать не одну величину, определяющую предельное состояние, как это имеет место при постоянных напряжениях или симметричном цикле, а две величины. При постоянном напряжении за предельное напряжение принимается предел прочности или предел текучести, а при напряжении, меняющемся симметрично, предел усталости при симметричном цикле ( r i) при несимметричном же цикле предельное состояние характеризуется двумя величинами средним напряжением и соответствующей предельной амплитудой. Поэтому определение запаса прочности или допускаемых напрял<ений в случае несимметричного цикла изменения напряжений в детали носит несколько условный характер. Обычно принято за предельный разрушающий цикл считать цикл с коэффициентом амплитуды (/ ), равным коэффициенту амплитуды цикла детали. Такие циклы, т. е. циклы с равными коэффициентами амплитуд, называются подобными. [c.359]

При определении запасов прочности при усталости следует учесть возможный характер возрастания переменных и по. тоянных напряжений. Если переменное и постоянное напряжения возрастают пропорционально от точки М на рис. 9 до точки Л/, например, в зубьях колес, то предельные напряжения [c.566]

Эквивалентные запасы при циклических и нестационарнв1х нагружениях. Определение эквивалентных режимов н запасов прочности при циклических нагружениях может быть приближенно выполнено по тем же формулам, что и при постоянных напряжениях, если учесть идентичность выражений = onst и Aa N = [c.108]

Запасы прочности при термоциклическом нагружении с выдержками. При циклическом нагружении и нагреве деталей машин на отдельных наиболее высокотемпературных и напряженных участках цикла происходит накопление статического повреждения, зависящее от времени выдержки на этих участках. Простейшая модель такого процесса представляется в виде симметричного циклического нагружения с постоянной амплитудой напряжения 0 = 0,5Аа и с временем выдержки под напряжением при максимальной температуре цикла Гщах- Для простоты анализа время переходных процессов — нагрева и охлаждения — отдельно не учитывается. Если это время соизмеримо с временем 4, его влияние может быть учтено согласно разделу 2 путем пересчета 4 на время эквивалентного режима. Фактическое время цикла ц, которое может включать и время паузы между нагружениями, при таком подходе роли не играет. [c.110]

В различных отраслях промышленности при проектировании осуществляют в основном детерминированные (не учитывающие фактор случайности) расчеты на прочность по допускаемым напряжениям с использованием условия (Тщах И- В предыдущих главах рассматривался именно этот наиболее используемый метод. Расчеты выполняют для деталей с постоянными размерами поперечных сечений. Принимают, что свойства материалов и прикладываемая нагрузка также постоянны. Получить достоверные результаты при выполнении детер 1инированных расчетов практически невозможно, так как нагрузка и прочность являются случайными параметрами, находящимися под воздействием различных случайных факторов. В результате при средних значениях всех параметров детали машин могут иметь запас прочности. При неблагоприятных же условиях напряжения в опасных точках могут превьшхать п едел прочности или истинное сопротивление разрыву материала л , что вызывает появление трещин или полное разрушение детали. Указанная особенность не учитывается при проведении обычных расчетов по допускаемым напряжениям. [c.364]

Коэффициент запаса по отношению к пределу текучести материала при расчете деталей из пластичных материалов под действием постоянных напряжений выбирают минимальным при достаточно точных расчетах, т. е. равным 1,.3,..1,5. Это возможно в связи с тем, что при перегрузках, превышающих предел текучести, пластические деформации весьма малы (особенно при сильно неоднородных напряженных состояниях деталей) и обычно не вызывают выхода детали из строя. Коэффициенты запаса прочности увеличивают только для деталей из материалов с большим отношением Ог/Яв, для которых иначе получается недостаточный запас по отношению к временному со-противле1шю. [c.13]

При длительном режиме работы с постоянной или мало-меняющейся нагрузкой определение допускаемых изгибных напряжений при симметричном цикле производится по формуле [а/г]=а ]/ц при отнулевом цикле [з/ ] = 1,5а 1//г, где п = = 1,3. .. 2—коэффициент запаса прочности. Предел выносливости можно определять по формулам а ] = 0,430 — для углеродистых сталей а 1 = 0,350 + (70... 120) МПа — для легированных сталей а 1 = 85. . . 105 МПа — для бронз и латуней а [ = (0,2. . . 0,4) — для деформируемых алюминиевых сплавов для пласт- [c.217]

Очевидно, что напряжения во всех остальных сечениях призматической балкп будут меньше допускаемого и только при чистом изгибе напряжения во всех сечениях призматической балки одинаковы. В последнем случае все сечения балки равноопасны. Таким образом, при изгибе балки постоянного сечения, исключая случай чистого изгиба, все сечения балки, кроме опасного, имеют, лишний запас прочности, что указывает йа нерациональное использование в них материала. [c.271]

Влияние вида трения на условия взаимодействия микровысту-пов сопряженных поверхностей схематично показано на рис. 77. При жидкостном трении каждый участок поверхности нагружен постоянным давлением, не изменяющимся при относительном перемещении поверхностей, т. е. статической нагрузкой. Эта нагрузка не в состоянии разрушить микровыступы, так как возникающие напряжения находятся в области больших запасов прочности. -,t [c.248]

При постоянной амплитуде переменных напряжений если общее число циклов их повторений составляет Мсуму а сами напряжения выше предела выносливости, то запас прочности определяется как отношение [c.525]

Для стали Х16Н9М2, у которой предел длительной прочности близок к пределу текучести, остаточные термические напряжения (даже Б случае равенства их пределу текучести) не вызывают в период выдержки при ползучести, превосходящей допустимый предел. Сплав ХН35ВТ обладает минимальной длительной пластичностью (2—3%) при рабочей температуре650°С после 5 тыс.ч. Совместное действие термоциклических и статических нагрузок (например, в период пуска) приводит к исчерпанию запаса пластичности. При этом, как показывают исследования, минимальная длительная пластичность достигается за значительно меньшее время работы, чем при постоянной нагрузке. [c.147]

Пример 7.3. На рис. 7.4, а штриховой линией дана форма диска минимальной массы, сплошной линией — начальная конфигурация. Основные расчетные параметры О/й — 13,8 кгс/мм , п = 16 500 об/мин, Г (л) = 200° = onst. Толщина обода остается постоянной (конструктивное ограничение). На рис. 7.8,6 показаны напряжения в диске в проекте. Полученное решение достижения минимальной массы при условии равенства запасов прочности во всех сечениях полотна = овл/) совпадает с аналитическим, полученным по фор- [c.208]

Жесткости диафрагм выбираются исходя из общего расчета оболочки со шпангоутами на прочность и устойчивость. Давление в г-м гибком шланге, который прокладывается между внутренней поверхностью оболочки и торцевой поверхностью диафрагмы с целью ее герметизации, не должно превьт1ать более чем на 5-10% давление в г-й внутренней полости оболочки. Это способствует снижению влияния жесткости диафрагм на жесткость и прочность оболочки. В заданном положении диафрагмы удерживаются с помощью штанги. Их можно исключить лишь при слабом изменении осесимметричной составляющей давления вдоль образующей оболочки. В этом случае наружная и внутренняя ее поверхности нагружаются постоянной по длине осесимметричной составляющей давления, величина которой выбирается из условий обеспечения некоторого запаса прочности в наиболее опасных сечениях оболочки. К таким сечениям при докритическом напряженно-деформированном состоянии как в случае неравномерного, так и в случае равномерного нагружения внешним давлением относится корневое сечение. При потере устойчивости оно находится на расстоянии х < //3 от заделки. [c.355]

РАЗРУШЕНИЕ ЗАМЕДЛЕННОЕ — разрушение детали через онредел. время после первоначального нагружения (затяжка болтов, пружин, баллоны под постоянным давлением, сварные изделия с внутренними напряжениями и т. п.) без дополнит, увеличения нагрузки. Р. з. связано с отдыхом закаленной стали (при вылеживании при 20° после закалки прочность и пластичность растут). Прочность при Р. з. обычно ниже кратковременной прочности этих же деталей, а характер разрушения — более хрупкий, при низких напряжениях трещины растут медленно. Окончание Р. з. часто имеет взрывной характер, напр, часть затянутого болта при окончат, разрушении выстреливает с большой ки-нетич. энергией. Р. з. наблюдалось у различных сталей с мартенситной структурой, т. е. закаленных и низкоотпущешшх у нек-рых цветных металлов, в пластмассах, силикатных стеклах, фарфоре и т. п. Р. 3. способствует неравномерность нагружения (надрезы, трещины, перекосы и т.д.), а также неравномерность и неоднородность структуры (напр., закалка стали без последующего отпуска перегрев при закалке наводороживание стали избират. коррозия латуни и др.). Неоднородность нагружения и структуры вызывают неравномерное развитие пластич. деформации различных зон тела во времени и по величине. Это приводит к разгрузке одних зон и к перегрузке и последующим трещинам в др. Причины Р. 3. связывают с искажениями вблизи границ зерен. Во многих случаях Р. 3. усиливается или возникает при воздействии коррозионных и поверхностноактивных сред. Р. 3. способствует увеличение запаса упругой энергии нагруженной системы, наир. Р. з. происходит большей частью у тех болтов, к-рые стягивают у.злы с малой жесткостью, т. е. с увеличенным запасом упругой энергии. Наоборот, при затягивании стальных болтов на жесткой стальной плите Р. з. обычно не [c.104]

Переход к предель ному состоянию при нестационарном нагружении и постоянной температуре применительно к упомянутому ранее блоку изменения напряжений с i ступенями за счет пропорционального изменения уровней напряжений и при фиксированном сроке службы Траб описывается на основе зависимости (4.52). Величины напряжений Oat и умножают на запас прочности и зависимость [c.222]

Зная из выражений (Ь) смещения, мы можем из уравнений (Ь) предыдущего параграфа вычислить деформацию срединной плоскости и соответствующие напряжения мембраны. Напряжения изгиба находятся после этого из уравнений (101) н (102) для изгибающего и крутящего моментов. Складывая напряжения мембраны и напряжения изгиба, получаем полные напряжения. Максимальные значения этих напряжений получаются в серединах длинных сторон пластинки. Они даны в графической форме на рис. 209. Для сравнения здесь нанесены также прямые линии, представляющие напряжения, полученные на основе теории малых прогибов, и кривая bja = О для напряжений в бесконечно длинной пластинке. Представляется естественным ожидать, что полное напряжение при ь]а = О должно быть больше, чем при Ь а = Vz для любого значения нагрузки. Мы видим, однако, что кривая для Ыа = О лежит ниже кривых для 6/а= /г и Ыа = /а- Это, вероятно, результат приближенности решения энергетическим методом, объясняющийся тем, что мы пользуемся здесь конечным числом постоянных. Он указывает на то, что в вычисленных напряжениях содержится погрешность в сторону запаса прочности, т. е. что они слишком велики. Погрешность для 6/а = /2 составляет, по-иидимому, около 10%. [c.468]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...