Запас прочности для деталей — Расчет материалов

Запас прочности для деталей — Расчет 524 ----для деталей из материалов в пластичном состоянии 487 [c.627]

Режим работы машин существенно влияет на их конструкции, выбор материалов для отдельных элементов, типы двигателей, выбор запаса прочности для деталей и динамических коэффициентов при расчете конструкции. [c.12]

Существуют и другие причины, по которым невозможно точно предсказать ресурс долговечности элементов машин. Одна из причин состоит в том, что при серийном или массовом изготовлении деталей в условиях одних и тех же режимов нагружения ресурс долговечности номинально одинаковых деталей может оказываться разным. Величина рассеяния неодинакова для производства тех или иных деталей и различных материалов и в ряде случаев может достигать больших значений. Очевидно, что случайное отклонение не связано с детерминированной частью расчета на выносливость и может быть лишь учтено при назначении запаса прочности. Для обоснования минимально допустимого в таких условиях запаса прочности пользуются вероятностными методами, исходящими, в частности, из фактически установленного рассеяния предельной величины накопленного повреждения А. Оценка этого рассеяния возможна по результатам программных испытаний. [c.15]

Число констант в уравнениях (2.156) - (2.167) может быть уменьшено, ибо в ряде случаев их можно в первом приближении полагать универсальными для. различных материалов и условий нагружения. Однако следует отметить, что при определении констант необходимо пользоваться теми же методами определения напряженно-деформированного состояния, которые предполагается использовать в расчетах по этим критериям запасов прочности реальных деталей. [c.211]

Принцип равнопрочности предусматривает получение расчетом одинаковых запасов прочности (для тонкостенных элементов— также и устойчивости) во всех точках конструкции путем соответствующего выбора формы, размеров и материалов деталей. Когда конструкция подвергается нескольким случаям нагружения, то для равнопрочности требуется, чтобы в каждой точке конструкции хотя бы один раз достигался заданный уровень допускаемых напряжений. В результате можно получить равнопрочную конструкцию, в которой материал используется полностью, что способствует снижению массы. [c.248]

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]

Величина запасов прочности при расчете на выносливость зависит от точности определений усилий и напряжений, от однородности материалов, качества технологии изготовления детали и других факторов. При повышенной точности расчета (с широким использованием экспериментальных данных по определению усилий, напряжений и характеристик прочности), при достаточной однородности материала и высоком качестве технологических процессов принимается запас прочности я = 1,3- 1,4. Для обычной точности расчета (без надлежащей экспериментальной проверки усилий и напряжений) при умеренной однородности материала п=1,4-ь1,7. При пониженной точности расчета (отсутствии экспериментальной проверки усилий и напряжений) и пониженной однородности материала, особенно для литья и деталей значительных размеров, п = = 1,7 3,0. [c.678]

Оценка прочности и выбор запаса прочности материалов сопряжены со значительными трудностями. Расчеты на прочность усложняются, в особенности для деталей, имеющих резкие переходы в сечениях. В местах резкого изменения сечения напряжения распределяются своеобразно, причем образуются добавочные напряжения. Практика показывает, что поломки деталей и появление в них трещин в большинстве случаев происходят в местах надрезов. Надрезами называют резкие изменения формы деталей вследствие изменений толщины стенок, размеров сечений, наличия отверстий, шпоночных канавок, круговых проточек и т. п. В зоне таких надрезов возникают повышенные местные напряжения, [c.247]

Для повышения технологичности конструкций большое значение имеет устранение лишних запасов прочности, неоправданно жестких требований к основным параметрам изделий, не снижающих надежности изделия при эксплуатации. Современный уровень развития техники позволяет конструкторам получать точные данные для расчетов и экспериментальной проверки действительных напряжений и нагрузок, действующих на элементы конструкции. С целью экономии материалов и снижения трудоемкости изделия необходимо выбирать наиболее совершенные рациональные методы получения заготовок деталей с минимальными припусками на обработку. [c.104]

Инженерные расчеты на прочность котельных деталей производятся по основной нагрузке — внутреннему или наружному давлению с учетом поддающихся надежной оценке внешних нагрузок. Остальные возможные дополнительные напряжения учитываются запасом прочности, кроме того, предъявляются соответствующие требования к механическим и технологическим свойствам применяемых материалов. Особенно жесткие требования предъявляются к пластичности котельных материалов, высокий уровень которой должен предотвращать разрушение при неизбежном возникновении местных перегрузок. Поэтому для применения в элементах паровых котлов допускаются только материалы, разрешенные Госгортехнадзором. [c.187]

Определение усталостной прочности для образцов с концентраторами напряжений являлось бы несложным, если - бы нужно было лишь использовать теоретические коэффициенты концентрации напряжений для идеализированного материала. Но такой расчет оказывается непригодным, так как законы распределения напряжений в деталях реальных конструкций отличаются от теоретически выведенных для идеальных материалов. В процессе нагружения усталостного характера в зоне максимального напряжения может возникнуть местная текучесть материала, а это вызывает перераспределение напряжений и уменьшение их наибольшего значения. Надо иметь в виду также другие явления, например, наличие внутренних раковин в материале (см. разд. 5.11), также ослабляющих двумерное или трехмерное поле напряжений. Эти обстоятельства повышают выносливость при наличии концентрации по сравнению с теоретическими данными, приводящими при этом к расчету с запасом прочности, а вместе с тем, возможно, и к излишне утяжеленной конструкции. [c.114]

Выбор заполнителя. Проводят расчеты сдвиговых напряжений в заполнителе Тс.с- Исходя из данных табл. 21.1. — 21.8, предварительно выбирают материалы. Необходимо дополнительно обратить внимание на то, что сдвиговые свойства в направлениях L и W пе одинаковы. После этого проводят вторичный выбор заполнителя с учетом совместимости материалов, размеров и типа ячеек. Исходя из графиков иа рис. 21.5, определяют поправки к прочностным характеристикам в зависимости от толщины. Расчетные предельные напряжения сверяют с запасом прочности, вносят корректировки в допустимые напряжения. Кроме этого, рассматривают прочность на смятие и пределы прочности при сжатии, модули сдвига, массовые и стоимостные характеристики. Для вращающихся деталей прочность на смятие и толщина обшивки являются наиболее важными показателями. [c.373]

В некоторых случаях, в особенности для деталей из материалов с ограниченной пластичностью, трудно заранее установить, какое из ограничений — по перемещениям или по разрушению— дает меньший запас прочности в этом случае приходится определить два запаса прочности и выбирать для расчета меньший. [c.72]

При расчете на статическую прочность деталей из пластичных материалов обычно принимают коэффициент запаса прочности По = 1,2- 2,5. Меньшие значения соответствуют меньшим отношениям Для деталей, изготовленных из хрупких материалов, По = 2,0- -6,0. Меньшие значения соответствуют большим значениям ударной вязкости а . Так, например, для ковкого чугуна принимают Пд = 2, а для отбеленного По = 6. [c.204]

Одним из основных путей экономии машиностроительных материалов являются уточненные методы расчета деталей машин, позволяющие брать для последних минимальные запасы прочности. [c.7]

Для проектирования деталей машин требуется знание основ проектирования деталей машин, к которым относятся основные критерии работоспособности, надежности и расчета деталей машин выбор допускаемых напряжений и запасов прочности в машиностроении стандартизация деталей машин машиностроительные материалы шероховатость поверхностей деталей машин допуски и посадки технологичность деталей машин. [c.4]

При конструировании и изготовлении новых машин экономические показатели должны всегда стоять на одном из первых мест. Стоимость машины определяется затратами на материалы, изготовление и обработку отдельных ее деталей. Габариты и масса машины в значительной степени определяются ее кинематической схемой и компоновкой деталей и узлов. Компоновка деталей и узлов машины должна быть такой, чтобы возможно полнее использовалось рабочее пространство рам, станин и корпусов. Уменьшение габаритов машин способствует не только экономии машиностроительных материалов, но и снижению их стоимости, позволяет устанавливать на одних и тех же производственных площадях большее количество машин, т. е. увеличивает объем продукции, снимаемой с единицы полезной производственной площади. Для снижения массы и стоимости машин во всех случаях, где это возможно, следует применять облегченные тонкостенные профили проката, а также прогрессивные методы изготовления деталей машин с использованием сварки, центробежной отливки и т. п. Для снижения стоимости машин большое значение имеет замена дорогостоящих материалов, таких, как цветные металлы и их сплавы, а также легированные стали, более дешевыми, если это не вызывает ухудшения качества машин. Везде, где это возможно и экономически целесообразно, для изготовления деталей машин следует применять пластмассы. Однако снижение стоимости машины может быть достигнуто, если некоторые детали, от которых зависят размеры отдельных деталей и всей машины, изготовлять из более прочного, хотя и более дорогого материала. Например, применение высокопрочных сталей для изготовления зубчатых колес в редукторах не только уменьшает размеры и массу их, но и позволяет уменьшить размеры и массу такой дорогостоящей детали, как корпус редуктора, что, в свою очередь, позволяет уменьшить размеры и массу рамы и привода машины и тем самым снизить их стоимость. Поэтому для уменьшения размеров и массы деталей машин рекомендуется в отдельных случаях применять вместо обыкновенного серого чугуна модифицированный и высокопрочный чугун и взамен углеродистой стали — легированную. Один из путей экономии машиностроительных материалов — уточненные методы расчета деталей машин, позволяющие использовать минимальные запасы прочности. [c.6]

Расчет деталей поворотной лебедки на прочность производится дважды по режиму установившегося движения и по пусковому режиму (с учетом инерционных усилий). Запасы прочности в материале деталей при режиме установившегося движения должны быть те же, что и для подъемных лебедок с машинным приводом. При пусковом режиме допускаемые напряжения в материале деталей могут быть повышены в 1,5 раза. На поворотных лебедках устанавливают электродвигатели кранового типа с фазовым ротором. Потребная мощность [c.99]

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]

Недостаточное совершенство и нестабильность технологии изготовления, структурные особенности стеклопластиков, колебания свойств составляюш,их компонентов сказываются на случайных отклонениях механических свойств этих материалов. Поэтому определение допускаемых напряжений, запасов прочности при расчетах деталей из стеклопластиков, назначение нормативных требований к материалу нужно проводить с учетом рассеяния их прочностных характеристик, которое, естественно, изменяется в зависимости от условий нагружения, формы и размеров конструктивных элементов. Для расчета на прочность недостаточно, таким образом, знания среднего предела прочности, так как назначение допускаемых напряжений по средним значениям не [c.67]

Поэтому рекомендуемые методы расчета деталей двигателей основаны на ряде допущений, условностей и упрощений, а весь расчет сводят к определению величины напряжений в опасных сечениях и удельных давлений в сопряжениях и сопоставлению результатов с аналогичными показателями, полученными для таких же деталей ранее выполненных и надежно работающих двигателей и рассматриваемых как допускаемые. При этом следует учесть, что хотя в подобных расчетах получаемые величины напряжений и удельных давлений не отражают их действительных значений, сравниваемые детали будут иметь одинаковый запас прочности и будут также надежны, если материалы, назначенные для их изготовления, одинаковы по своим механическим свойствам. [c.301]

Вопросы прочности конструктивных элементов в статистическом аспекте уже получили значительное развитие в области статического расчета инженерных сооружений. При рассмотрении статической прочности как действующие нагрузки, так и характеристики сопротивления материалов трактовались как величины, подчиняющиеся вероятностным закономерностям, однако независящими друг от друга. Для деталей конструкций и мащин, работающих на усталость, сопротивление разрушению приходится рассматривать зависящим от условий нагружения в силу постепенного накопления изменений в состоянии металла, характеризуемого как накопление усталостного повреждения. При этом, как уровень переменной напряженности, так и характеристики усталости во многих случаях должны рассматриваться в вероятностном смысле и в этом же смысле должны трактоваться вопросы запасов прочности. [c.3]

Учет нестабильности характеристик полимерных материалов с помощью соответствующего коэффициента запаса прочности является недостаточным. Из практики известно, что полимерные детали, как правило, отличаются меньшей надежностью, чем аналогичные металлические детали. Поэтому для ответственных деталей оценка работоспособности должна завершаться расчетом надежности. К сожалению, расчета надежности полимерных (пластмассовых) деталей, находящихся под действием механических нагрузок, практически пока нет. [c.96]

Конструктору штампов, как правило, не приходится выполнять какие-либо расчеты для определения размеров деталей штампов, его задача — максимально использовать существующие нормативные данные в виде стандартов, нормалей и руководящих технических материалов (РТМ). Однако проверочные расчеты на прочность, устойчивость и жесткость необходимы, так как только они гарантируют возможность работы штампа (особенно его рабочих деталей) без разрушения с необходимым запасом прочности. Проверочному расчету подвергают пуансоны малого диаметра, матрицы (в том числе бандажированные), плиты блока штампа, буферные устройства, подкладные пластины, крепежные детали и пр. [c.282]

Расчет на прочность основных деталей котла, работающих под давлением, должен быть выполнен по действующим ОСТ 108.031.08 ОСТ 108.031.09 ОСТ 108.031.10 РТМ 108.031.111. Если представлен расчет котла, выполненный по нормам, принятым поставщиком, то составитель паспорта должен подтвердить, что эти нормы удовлетворяют требованиям отечественных стандартов, или выполнить повторный расчет. В этом случае расчетные характеристики материалов могут быть приняты по ОСТ 108.031.08 - для материалов установленных аналогов или по стандартам страны-изготовителя, но запасы прочности во всех случаях должны соответствовать отечественным нормам. [c.9]

Расчеты на прочность ведут по номинальным допускаемым напряжениям, по коэффициентам запаса прочности или по вероятности безотказной работы. Расчеты по номинальным напрянтениям наиболее просты и удобны для обобщения опыта конструирования путем накопления данных о напряжениях в хорошо зарекомендовавших себя конструкциях, работающих в близких условиях. Наиболее полезны такие данные для машин массового выпуска, в частности автомобилей, опыт эксплуатации которых велик. Расчеты по коэффициентам безопасности учитывают в явной форме отдельные факторы, влияющие на прочность концентрацию напряжений, размеры деталей, упрочнения, а потому более точны. Вместе с тем эти расчеты сохраняют условность, так как коэффициент запаса вычисляют для некоторых условных характеристик материалов и значений нагрузок. [c.12]

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]

Расчеты при сложном напряженном состоянии. Изучение этого вопроса в основном связано с расчетами валов на сопротивление усталости, выполняемыми в курсе деталей машин. Обычно в сопротивлении материалов ограничиваются сообщением учащимся эмпирической формулы для определения общего коэффициента запаса прочности (так называемой эллиптической зависимости Гафа — Полларда) 1/п =1/По2-г1/щ или [c.184]

Стандартизация допусков на выходные параметры изделий Стандартизация решает многие вопросы, связанные с оценкой и повышением надежности изделий и регламентацией методов их производства, эксплуатации и испытания. Особое место с позиций расчета, прогнозирования и достижения необходимого уровня надежности занимают стандарты, которые регламентируют значения выходных параметров материалов, деталей, узлов и машин и устанавливают классы изделий, отличающиеся по показателям качества. Так, установление классов (степеней) точности (квали-тетов) при изготовлении деталей является регламентацией геометрических параметров изделия, классы шероховатости (ГОСТ 2789—73) разделяют все обработанные поверхности на категории по геометрическим параметрам поверхностного слоя. Стандарты и технические условия на различные марки материалов устанавливают предельные значения или допустимый диапазон изменения их механических характеристик — предела прочности, текучести, усталости, относительного удлинения, твердости и др. Стандарты устанавливают также значения для выходных параметров отдельных деталей сопряжений и механизмов (например, запас прочности конструкций, точность вращения подшипников качения), узлов, систем и машин. Так, например, имеются классы точности для металлорежущих станков, регламентированы тяговые усилия и КПД двигателей, уровень вибраций и температур для ряда машин и т. п. Эти нормативы являются необходимым условием для оценки параметрической надежности изделий и определяют исходные данные при прогнозировании поведения машины в различных условиях эксплуатации. [c.426]

Детали должны иметь минимальную массу при достаточной прочиости и быть надежными в эксплуатации, так как их поломка может привести к авариям в машине. Прочность детали обеспечивается правильным выбором материала, надлежаще рассчитанными размерами. Уменьшение массы деталей достигается применением более прочных и экономичных материалов. Применение наиболее точных методов расчета дает возможность получить размеры деталей без излишних запасов прочности. Многие детали должны также обладать достаточной жесткостью, т. е. способностью соп [ютивляться образованию остаточных деформаций. Особое значение это имеет для таких деталей, как валы, оси, О гюры. Жесткость деталей зависит от свойств материала, размеров и формы деталей, поэтому при конструироваиии многие детали машин подвергаются проверочным расчетам на жесткость и специальным испытаниям опытных образцов. [c.198]

Хотя и было доказано, что композиты обладают чрезвычайно высокой прочностью при использовании их в широком круге автомобильных деталей полунесущего назначения, опыт их использования существенно меньше, чем в случае металлических деталей. И поэтому естественно, то конструкторы склонны к некоторой перестраховке, используя при проектировании стенки больших толщин, чем необходимо в действительности. Чтобы правильно оценить возможность использования АП при обеспечении оптимальной жесткости, прочности и минимальной массы, полезно проводить компьютерное моделирование по определенным элементам для анализа напряжений при ожидаемых условиях нагружения. В этом случае можно ожидать большего доверия к АП-материалам без использования избыточного запаса прочности в расчете на безопасность. [c.504]

Для изготовления крепежных (резьбовых) деталей применяют низко- и среднеуглеродистые стали, а для деталей, работающих при переменных и ударных нагрузках — легированные стали. Наиболее часто применяемые стали СтЗкп Ст5 10 Юкп 15 20 35 45 40Х, ЗОХГСА и. др. Их прочностные характеристики приведены в табл. 2.5. Допускаемые напряжения при расчете крепежных деталей определяют по формуле [а] = Стпред/ , где сТпред = <у, для пластичных материалов, сТпрел = Ств - для хрупких материалов п - коэффициент запаса прочности. [c.55]

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]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...