Таблица 2.4

Фигура 2.22

Фигура 2.18

Фигура 2.17

Фигура: 2.15

За изпитвания на опън се използват машини за изпитване на опън, които позволяват по време на изпитването да се запише диаграма в координатите "натоварване - абсолютно удължение". Характерът на диаграмата на опън зависи от свойствата на изпитвания материал и от скоростта на деформация. Типичен изглед на такава диаграма за мека стомана при прилагане на статично натоварване е показан на фиг. 2.16.

Нека разгледаме характерните раздели и точки на тази диаграма, както и съответните етапи на деформация на пробата:

OA - Законът на Хук е справедлив;

AB - появили се остатъчни (пластични) деформации;

VS - нарастват пластичните деформации;

SD - площ на добива (деформацията се увеличава при постоянно натоварване);

DC - зона на втвърдяване (материалът отново придобива способността да увеличава устойчивостта на по-нататъшна деформация и възприема нарастваща сила до определена граница);

Точка К - тестът е спрян и пробата е разтоварена;

KN - разтоварна линия;

NKL - линия на многократно зареждане на пробата (KL - участък за втвърдяване);

LM - участък от спада на товара, в този момент върху пробата се появява така наречената шийка - локално стесняване;

Точка М - проба за проба;

След разкъсване пробата изглежда като показаната на фигура 2.17. Отломките могат да се сгънат и да се измери дължината след изпитването ℓ 1 и диаметърът на гърлото d 1.

В резултат на обработката на диаграмата на опън и измерването на пробата получаваме редица механични характеристики, които могат да бъдат разделени на две групи - якостни характеристики и характеристики на пластичност.

Силови характеристики

Пропорционална граница:

Най-големият стрес, за който важи законът на Хук.

Провлачване:

Най-малкото напрежение, при което образецът се деформира при постоянна сила на опън.

Якост на опън (максимална якост):

Най-високият стрес, наблюдаван по време на теста.

Напрежение на прекъсване:

Определеното по този начин напрежение на опън е много произволно и не може да се използва като характеристика на механичните свойства на стоманата. Конвенцията е, че тя е получена чрез разделяне на силата в момента на разкъсване на първоначалната площ на напречното сечение на пробата, а не от нейната действителна площ при разкъсване, която е много по-малка от първоначалната поради образуването на шийка .

Характеристики на пластичност

Нека припомним, че пластичността е способността на материала да се деформира без разрушаване. Характеристиките на пластичност са деформационни, следователно те се определят според данните за измерване на пробата след повреда:

∆ℓ os \u003d ℓ 1 - ℓ 0 - остатъчно удължение,

- областта на шията.

Удължение след разкъсване:

. (2.25)

Тази характеристика зависи не само от материала, но и от пропорциите на пробата. Ето защо стандартните проби имат фиксирано съотношение ℓ 0 \u003d 5d 0 или ℓ 0 \u003d 10d 0 и стойността на δ винаги се дава с индекс - δ 5 или δ 10 и δ 5\u003e δ 10.

Относително свиване след разкъсване:

. (2.26)

Специфична работа по деформация:

където A е работата, изразходвана за унищожаване на пробата; се намира като площ, ограничена от диаграмата на разтягане и абсцисата (площта на фигурата OABCDKLMR). Специфичната работа по деформация характеризира способността на материала да устои на въздействието на товар.

От всички механични характеристики, получени по време на изпитването, основните характеристики на якостта са напрежението на текучността σt и крайната якост σpc, а основните характеристики на пластичността са относителното удължение δ и относителното стесняване ψ след разрушаване.

Разтоварване и презареждане

Когато се описва диаграмата на опън, беше посочено, че в точка К изпитването е спряно и пробата е разтоварена. Процесът на разтоварване е описан с права линия KN (фиг. 2.16), успоредна на праволинейния участък на диаграмата OA. Това означава, че удължението на пробата ∆ℓ ′ P, получено преди началото на разтоварването, не изчезва напълно. Изчезналата част от удължението в диаграмата е изобразена от NQ сегмента, останалата част - от ON сегмента. Следователно общото удължение на образеца над границата на еластичност се състои от две части - еластична и остатъчна (пластмаса):

∆ℓ ′ П \u003d ∆ℓ ′ пакет + ∆ℓ ′ os.

Това ще продължи, докато пробата се разкъса. След разкъсване еластичният компонент на общото удължение (сегмент ∆ℓ yn) изчезва. Постоянното удължение е представено от сегмента ∆ℓ ax. Ако натоварването е спряно и пробата се разтовари в рамките на OB секцията, процесът на разтоварване ще бъде изобразен с линия, съвпадаща с товарната линия - деформацията е чисто еластична.

При многократно натоварване на образец с дължина ℓ 0 + ∆ℓ ′ оста на товарната линия практически съвпада с линията за разтоварване NK. Пропорционалната граница се увеличи и стана равна на напрежението, от което беше извършено разтоварването. Тогава права линия NK премина в кривата KL без площ на добив. Оказа се, че частта от диаграмата вляво от линията NK е отрязана, т.е. произходът се премества в точка N. По този начин, в резултат на разтягане извън границата на добив, пробата променя своите механични свойства:

един). пропорционалната граница се е увеличила;

2). зоната на потока е изчезнала;

3). намалено удължение след разкъсване.

Тази промяна в свойствата се нарича студена работа.

Укрепването на работата увеличава еластичните свойства и намалява пластичността. В някои случаи (например при механична обработка) явлението работно втвърдяване е нежелателно и се елиминира чрез термична обработка. В други случаи той е създаден изкуствено за подобряване на еластичността на части или конструкции (обработка с изстрелни пружини или изтегляне на кабелите на подемни машини).

Диаграми на стреса

За да се получи диаграма, характеризираща механичните свойства на материала, първичната диаграма на опън в координатите P - ∆ℓ се пренарежда в координатите σ - ε. Тъй като ординатите σ \u003d Р / F и абсцисите σ \u003d ∆ℓ / ℓ се получават чрез разделяне на константи, диаграмата има същата форма като оригиналната (фиг. 2.18, а).

От диаграмата σ - ε се вижда, че

тези. модулът на нормалната еластичност е равен на допирателната на ъгъла на наклон на праволинейния участък на диаграмата към оста на абсцисата.

Удобно е да се определи така нареченото условно напрежение на добив от диаграмата на напреженията. Факт е, че повечето структурни материали нямат граница на добив - права линия плавно се превръща в крива. В този случай напрежението, при което относителното остатъчно удължение е 0,2%, се приема като стойност на границата на провлачване (условно). На фиг. 2.18, b показва как се определя стойността на конвенционалното напрежение на текучността σ 0.2. Често се нарича границата на добив σ t, определена в присъствието на площ на добив физически.

Низходящият участък на диаграмата е произволен, тъй като действителната площ на напречното сечение на пробата след изрязване е много по-малка от началната площ, върху която се определят координатите на диаграмата. Можете да получите истинското напрежение, ако стойността на силата във всеки момент от времето P t е разделена на действителната площ на напречното сечение в същия момент от времето F t:

На фиг. 2.18, а, тези напрежения съответстват на пунктираната линия. До максимална якост S и σ практически съвпадат. В момента на разрушаване истинският стрес значително надвишава както пределната якост σ ps, така и още повече напрежението в момента на разрушаване σ p Нека изразим областта на шията F 1 до ψ и да намерим S p.

Þ Þ .

За пластична стомана ψ \u003d 50 - 65%. Ако вземем ψ \u003d 50% \u003d 0,5, тогава получаваме S p \u003d 2σ p, т.е. истинският стрес е най-голям в момента на скъсване, което е съвсем логично.

2.6.2. Тест за компресия на различни материали

Тестът за компресия предоставя по-малко информация за свойствата на материала, отколкото изпитването на опън. Абсолютно необходимо е обаче да се характеризират механичните свойства на материала. Извършва се върху проби под формата на цилиндри, чиято височина е не повече от 1,5 диаметъра, или върху проби под формата на кубчета.

Помислете за диаграмите на компресия на стомана и чугун. За по-голяма яснота ще ги изобразим на една фигура с диаграмите на опън на тези материали (Фигура 2.19). През първото тримесечие има диаграми на опън, а през третото - диаграми на компресия.

В началото на натоварването диаграмата на компресия на стоманата е наклонена права линия със същия наклон като при опън. След това диаграмата преминава в областта на добива (площта на добива не е толкова изразена, колкото при разтягане). Освен това кривата леко се огъва и не се прекъсва, тъй като пробата от стомана не се срутва, а само се изравнява. Модулът на еластичност на стомана Е при компресия и опън е еднакъв. Напрежението на течене σ t + \u003d σ t - също са еднакви. Не може да се получи якост на натиск, както е невъзможно да се получат характеристики на пластичност.

Диаграмите за опън и компресия на чугуна са сходни по форма: те се огъват от самото начало и се счупват, когато се достигне максималното натоварване. Чугунът обаче работи по-добре за компресия, отколкото за опън (σ пчела - \u003d 5 σ бек +). Максималната якост σ пчела е единствената механична характеристика на чугуна, получена при изпитване на компресия.

Триенето, което възниква по време на изпитването между машинните плочи и краищата на образеца, оказва значително влияние върху резултатите от изпитването и върху естеството на разрушаване. Цилиндрична стоманена проба има форма на цев (фиг. 2.20, а), в чугунения куб се появяват пукнатини под ъгъл 45 0 спрямо посоката на товара. Ако изключим влиянието на триенето чрез смазване на краищата на пробата с парафин, ще се появят пукнатини по посока на товара и най-голямата сила ще бъде по-малка (Фигура 2.20, b и c). Повечето чупливи материали (бетон, камък) се провалят при компресията по същия начин като чугуна и имат подобна диаграма на компресия.

Интересно е да се тества дърво - анизотропно, т.е. имащи различна якост в зависимост от посоката на сила спрямо посоката на влакната, материал. Все по-широко използваните пластмаси от фибростъкло също са анизотропни. Когато се компресира по протежение на зърното, дървото е много по-силно, отколкото когато се компресира през зърното (криви 1 и 2 на фигура 2.21). Крива 1 е подобна на кривите на компресия за чупливи материали. Разрушаването възниква поради изместването на една част от куба спрямо другата (Фигура 2.20, d). Когато се компресира през влакната, дървото не се разрушава, а се компресира (фиг. 2.20, д).

При изпитване на опънната стоманена проба установихме промяна в механичните свойства в резултат на разтягане преди появата на забележими трайни деформации - работно втвърдяване Нека да видим как се държи образецът след втвърдяване при работа при теста за компресия. На фигура 2.19 диаграмата е показана с пунктирана линия. Компресията следва кривата NC 2 L 2, която е разположена над диаграмата на компресия на незакаления образец OC 1 L 1 и почти успоредна на последната. След втвърдяване на работата чрез опън границите на пропорционалност и граница на провлачване при компресия намаляват. Това явление се нарича ефект на Баушингер след учения, който го е описал за първи път.

2.6.3. Определяне на твърдост

Много често срещано механично и технологично изпитване е определянето на твърдост. Това се дължи на бързината и простотата на такива тестове и стойността на получената информация: твърдостта характеризира състоянието на повърхността на детайла преди и след обработката (закаляване, азотиране и др.), Може да се използва за индиректно преценяване на стойност на максималната якост.

Твърдост на материала се нарича способността да се противопоставя на механично проникване в него на друго, по-твърдо тяло. Величините, характеризиращи твърдостта, се наричат \u200b\u200bчисла на твърдостта. Определени чрез различни методи, те са различни по размер и размери и винаги са придружени от указание за метода за тяхното определяне.

Най-често срещаният метод е Бринел. Изпитването се състои в натискане на втвърдена стоманена топка с диаметър D в пробата (Фигура 2.22, а). Топката се задържа известно време под товар P, в резултат на което върху повърхността се оставя отпечатък (отвор) с диаметър d. Съотношението на натоварването в kN към повърхността на вдлъбнатината в cm 2 се нарича число на твърдост по Бринел

. (2.30)

За определяне на твърдостта на Бринел се използват специални тестови устройства, диаметърът на вдлъбнатината се измерва с преносим микроскоп. Обикновено НВ не се брои по формула (2.30), а се намира от таблици.

Използвайки числото на твърдост HB, е възможно да се получи приблизителна стойност на крайната якост на някои метали, без да се счупи пробата, тъй като има линейна връзка между σ пчела и HB: σ пчела \u003d k ∙ HB (за мека стомана k \u003d 0,36, за стомана с висока якост k \u003d 0,33, за чугун k \u003d 0,15, за алуминиеви сплави k \u003d 0,38, за титан сплави k \u003d 0,3).

Много удобен и широко разпространен метод за определяне на твърдостта от Рокуел... Този метод използва диамантен конус от 120 градуса с радиус 0,2 mm или стоманена топка с диаметър 1,5875 mm (1/16 инча) като индентер, който трябва да се натисне в образеца. Тестът се провежда съгласно схемата, показана на фиг. 2.22, б. Първо, конусът се натиска с предварително натоварване P 0 \u003d 100 N, което не се отстранява до края на теста. При това натоварване конусът се потапя на дълбочина h 0. След това пълното натоварване P \u003d P 0 + P 1 се прилага към конуса (две опции: A - P 1 \u003d 500 H и C - P 1 \u003d 1400 H), докато дълбочината на вдлъбнатината се увеличава. След отстраняване на основния товар P 1, дълбочината h 1 остава. Дълбочината на вдлъбнатината, получена поради основния товар P 1, равна на h \u003d h 1 - h 0, характеризира твърдостта на Рокуел. Числото на твърдостта се определя по формулата

, (2.31)

където 0,002 е делението на скалата на индикатора за измерване на твърдостта.

Съществуват и други методи за определяне на твърдост (Викерс, Шор, микротвърдост), които тук не се разглеждат.

За да се оцени здравината на конструктивните елементи, се въвеждат понятията за работни (проектни) напрежения, крайни напрежения, допустими напрежения и граници на безопасност. Те се изчисляват според зависимостите, представени в точки 4.2, 4.3.

Работни (дизайнерски) напрежения  и  характеризират напрегнатото състояние на конструктивните елементи под действието на експлоатационно натоварване.

Ограничаващи напрежения  лим и  лим характеризират механичните свойства на материала и са опасни за даден структурен елемент по отношение на неговата якост.

Допустимо напрежение [  ] и [  ] са безопасни и осигуряват здравината на конструктивния елемент при дадените работни условия.

Граница на безопасност н установява съотношението на ограничаващи и допустими напрежения, като взема предвид отрицателното въздействие върху силата на различни неотчетени фактори.

За безопасна работа на части от механизми е необходимо максималните напрежения, възникващи в натоварените секции, да не надвишават допустимата стойност за даден материал:

;
,

където
и
- най-високите напрежения (нормални и тангенциални ) в опасния участък;
и - допустими стойности на тези напрежения.

При сложно съпротивление се определят еквивалентни напрежения
в опасен участък. Състоянието на якост има формата

.

Допустимите напрежения се определят в зависимост от ограничаващите напрежения  лим и  лим получени при изпитвания на материала: при статични натоварвания - максимална якост
и τ IN за чупливи материали, граница на провлачване
и τ т за пластмасови материали; при циклични натоварвания - граница на издръжливост и τ r :

;
.

Коефициент на безопасност назначен въз основа на опит в проектирането и експлоатацията на подобни конструкции.

За машинни части и механизми, работещи при циклични натоварвания и с ограничен експлоатационен живот, допустимите напрежения се изчисляват според зависимостите:

;
,

където
- коефициент на експлоатационен живот, отчитайки посочения експлоатационен живот.

Изчислете коефициента на издръжливост чрез зависимост

,

където
- основният брой изпитвателни цикли за даден материал и вид на деформация;
- броят на циклите на зареждане на детайла, съответстващ на дадения експлоатационен живот; м - индикатор за степента на кривата на издръжливост.

При проектирането на конструктивни елементи се използват два метода за изчисляване на якостта:

проектно изчисление за допустими напрежения за определяне на основните размери на конструкцията;

верификационно изчисление за оценка на работата на съществуваща структура.

5.5. Примери за изчисление

5.5.1. Изчисляване на стъпаловидни пръти за статична якост

R

За всяка от представените схеми определяме:

1. Вид на деформация:

cx. 1 - разтягане; cx. 2 - усукване; cx. 3 - чист завой.

2. Вътрешен фактор на сила:

cx. 1 - нормална якост

N \u003d 2F \u003d 2 800 \u003d 1600 H;

cx. 2 - въртящ момент М Х \u003d T \u003d 2Fh \u003d 280010 \u003d 16000 N mm;

cx. 3 - огъващ момент M \u003d 2Fh \u003d 280010 \u003d 16000 N mm.

3. Вид на напреженията и тяхната величина в участъци А и В:

cx. 1 - нормално
:

МРа;

МРа;

cx. 2 - допирателни
:

МРа;

МРа;

cx. 3 - нормално
:

МРа;

МРа.

4. Коя от диаграмите на напреженията отговаря на всяка схема на натоварване:

cx. 1 - еп. 3; cx. 2 - еп. 2; cx. 3 - еп. един.

5. Изпълнение на якостното състояние:

cx. 1 - условието е изпълнено:
МРа
МРа;

cx. 2 - условието не е изпълнено:
МРа
МРа;

cx. 3 - условието не е изпълнено:
МРа
МРа.

6. Минималният допустим диаметър, който осигурява изпълнението на условието за якост:

cx. 2:
mm;

cx. 3:
mm.

7. Максимално допустима силаF от състоянието на якост:

cx. 2:
Н;

cx. 3:
Н.

Онлайн калкулаторът определя изчисленото допустими напрежения σ в зависимост от проектната температура за различни класове материали от следните видове: въглеродна стомана, хром стомана, аустенитна стомана, аустенит-феритна стомана, алуминий и неговите сплави, мед и нейните сплави, титан и неговите сплави съгласно GOST-52857.1-2007 .

Помощ за разработването на сайта на проекта

Уважаеми посетител на сайта.
Ако не можете да намерите това, което търсите - не забравяйте да напишете за това в коментарите, което липсва на сайта сега. Това ще ни помогне да разберем в каква посока трябва да продължим, а другите посетители скоро ще могат да получат необходимия материал.
Ако сайтът се оказа полезен за Vama - дарете сайта на проекта само 2 ₽ и ще знаем, че вървим в правилната посока.

Благодарим ви, че не минахте!

I. Метод на изчисление:

Допустимите напрежения бяха определени съгласно GOST-52857.1-2007.

за въглеродни и нисколегирани стомани

1. При проектни температури под 20 ° C допустимите напрежения се приемат за същите като при 20 ° C, при условие че се използва материалът при тази температура.
2. За стомана клас 20 при R e / 20
3. За клас стомана 10G2 при R p0,2 / 20
4. За стоманени класове 09G2S, 16GS, класове на якост 265 и 296 в съответствие с ГОСТ 19281, допустимите напрежения, независимо от дебелината на листа, се определят за дебелини над 32 mm.
5. Допустимите напрежения, разположени под хоризонталната линия, са валидни за ресурс, не по-голям от 10 5 часа. За очакван експлоатационен живот до 2 * 10 5 часа, допустимото напрежение, разположено под хоризонталната линия, се умножава по коефициент: за въглеродна стомана с 0,8; за манганова стомана с 0,85 при температура< 450 °С и на 0,8 при температуре от 450 °С до 500 °С включительно.

за топлоустойчиви хромирани стомани

1. При проектни температури под 20 ° C допустимите напрежения се приемат за същите като при 20 ° C, при условие че материалът се използва при дадена температура.
2. За междинни проектни температури на стените допустимото напрежение се определя чрез линейна интерполация с резултати, закръглени до 0,5 MPa надолу.
3. Допустимите напрежения под хоризонталната линия са валидни за ресурс от 10 5 часа. При очакван експлоатационен живот до 2 * 10 5 часа допустимото напрежение под хоризонталната линия се умножава по коефициент 0,85.

за топлоустойчиви, топлоустойчиви и устойчиви на корозия стомани от аустенитния клас

1. За междинни проектни температури на стените допустимото напрежение се определя чрез интерполация на двете най-близки стойности, посочени в таблицата, като резултатите са закръглени до 0,5 MPa към по-ниска стойност.
2. За изковки от стоманени класове 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т допустимите напрежения при температури до 550 ° С се умножават по 0,83.
3. За дълги продукти, изработени от стоманени марки 12X18H10T, 10X17H13M2T, 10X17H13M3T, допустимите напрежения при температури до 550 ° C се умножават по съотношението (R * p0,2 / 20) / 240.
   (R * p0,2 / 20 - границата на добив на дългия материал на продукта се определя в съответствие с GOST 5949).
4. За изковки и валцувани секции от стомана 08X18H10T допустимите напрежения при температури до 550 ° C се умножават по 0,95.
5. За изковки, направени от марка стомана 03X17H14M3, допустимите напрежения се умножават по 0,9.
6. За изковки от стомана клас 03X18H11 допустимите напрежения се умножават по 0,9; за дълги продукти, изработени от стомана клас 03X18H11, допустимите напрежения се умножават по 0,8.
7. За тръби, направени от марка стомана 03X21N21M4GB (ZI-35), допустимите напрежения се умножават по 0,88.
8. За изковки, направени от марка стомана 03X21N21M4GB (ZI-35), допустимите напрежения се умножават по отношението (R * p0,2 / 20) / 250.
   (R * p0,2 / 20 е границата на добив на материала на изковките, определена в съответствие с GOST 25054).
9. Допустимите напрежения под хоризонталната линия са валидни за ресурс не повече от 10 5 часа.

За очакван експлоатационен живот до 2 * 10 5 часа, допустимото напрежение, разположено под хоризонталната линия, се умножава по коефициент 0,9 при температура< 600 °С и на коэффициент 0,8 при температуре от 600 °С до 700 °С включительно.

за топлоустойчиви, топлоустойчиви и устойчиви на корозия стомани от аустенитен и аустенитно-феритен клас

1. При проектни температури под 20 ° C допустимите напрежения се приемат за същите като при 20 ° C, при условие че се използва материалът при тази температура.
2. За междинни проектни температури на стените допустимото напрежение се определя чрез интерполация на двете най-близки стойности, посочени в тази таблица, закръглени до 0,5 MPa към долната стойност.

за алуминий и неговите сплави

1. Дадени са допустими напрежения за алуминия и неговите сплави в отопено състояние.
2. Допустими напрежения са дадени за дебелини на листове и плочи от алуминиеви класове A85M, A8M не повече от 30 mm, други класове - не повече от 60 mm.

за медта и нейните сплави

1. Дадени са допустими напрежения за медта и нейните сплави в отопено състояние.
2. Дадени са допустими напрежения за дебелини на листа от 3 до 10 mm.
3. За междинни стойности на проектните температури на стените допустимите напрежения се определят чрез линейна интерполация с резултати, закръглени до 0,1 MPa надолу.

за титан и неговите сплави

1. При проектни температури под 20 ° C допустимите напрежения се приемат за същите като при 20 ° C, при условие че материалът може да се използва при дадена температура.
2. За изковки и пръти допустимите напрежения се умножават по 0,8.

II. Определения и обозначения:

R e / 20 - минималната стойност на границата на добив при температура 20 ° C, MPa; R p0,2 / 20 - минималната стойност на конвенционалната граница на добив при остатъчно удължение от 0,2% при температура 20 ° C, МРа. допустимо
стрес - най-високите напрежения, които могат да бъдат толерирани в дадена конструкция, при условие че е безопасна, надеждна и издръжлива. Стойността на допустимото напрежение се определя чрез разделяне на якостта на опън, якостта на провлачване и т.н. на стойност, по-голяма от единица, наречена коефициент на безопасност. изчислено
температура - температурата на стената на оборудването или тръбопровода, равна на максималната аритметична средна температура на външната и вътрешната му повърхност в една секция при нормални работни условия (за части от съдове на ядрен реактор, проектната температура се определя, като се вземе предвид отчетете вътрешното отделяне на топлина като средна интегрална стойност на разпределението на температурата по дебелината на стената на съда (PNAE G-7-002-86, точка 2.2; PNAE G-7-008-89, приложение 1).

Проектна температура

• , точка 5.1. Проектната температура се използва за определяне на физико-механичните характеристики на материала и допустимите напрежения, както и при изчисляване на якостта, като се вземат предвид температурните ефекти.
• , т. 5.2. Проектната температура се определя въз основа на топлинни инженерни изчисления или резултати от изпитвания или експлоатационен опит на подобни съдове.
• Най-високата температура на стената се приема като проектна температура на стената на съда или апарата. При температури под 20 ° C, температурата от 20 ° C се приема като проектна температура при определяне на допустимите напрежения.
• , т. 5.3. Ако е невъзможно да се извършат топлинни изчисления или измервания и ако по време на работа температурата на стената се повиши до температурата на средата в контакт със стената, тогава най-високата температура на средата трябва да се приеме като проектна температура, но не по-ниска от 20 ° C.
• При отопление с открит пламък, отработени газове или електрически нагреватели, проектната температура се приема за равна на температурата на околната среда, увеличена с 20 ° C при затворено отопление и с 50 ° C при директно нагряване, ако няма повече точни данни.
• , т. 5.4. Ако съд или апарат се експлоатират при няколко различни условия на натоварване или различни елементи на апарата работят при различни условия, може да се определи специфична проектна температура за всеки режим (GOST-52857.1-2007, стр. 5).

III. Забележка:

Блокът с данни за източника е маркиран в жълто, блокът с междинни изчисления е маркиран в синьо, блокът с решение е маркиран в зелено.

Позволете да дефинирате гранични напрежения (), при който материалът на пробата се разрушава директно или в него се получават големи пластични деформации.

Крайно напрежение в изчисленията на якостта

Като ограничете стреса при изчисления на якост се приема:

точка на добив за пластмасов материал (смята се, че разрушаването на пластмасов материал започва, когато в него се появят забележими пластични деформации)

,

издръжливост на опън за чуплив материал, чиято стойност е различна при:

За да се осигури реална част, е необходимо да се избират нейните размери и материал по такъв начин, че най-големият, който възниква в определен момент по време на работа, да е по-малък от границата:

Въпреки това, дори ако най-голямото конструктивно напрежение в детайла е близко до крайното напрежение, неговата здравина все още не може да бъде гарантирана.

Действието върху дадена част не може да бъде установено достатъчно точно,

проектните напрежения в дадена част понякога могат да бъдат изчислени само приблизително,

възможни са отклонения от изчислените характеристики.

Частта трябва да бъде проектирана с някои изчислени коефициент на безопасност:

.

Ясно е, че колкото по-голямо е n, толкова по-силна е частта. Въпреки това, много голям коефициент на безопасност води до загуба на материал и това прави частта тежка и неикономична.

В зависимост от предназначението на конструкцията се задава необходимия коефициент на безопасност.

Силово състояние: здравината на детайла се счита за осигурена, ако. Използване на израза , нова редакция якостно състояние като:

Оттук можете да получите друга форма на запис условия на якост:

Извиква се релацията от дясната страна на последното неравенство допустимо напрежение:

Ако граничните и следователно допустимите напрежения при опън и компресия са различни, те се означават с и. Използване на концепцията допустимо напрежение, мога якостно състояние формулиран по следния начин: здравината на частта е осигурена, ако възникващата в нея най-голям стрес по-малко от допустимо напрежение.

За определяне на допустимите напрежения в машиностроенето се използват следните основни методи.
1. Диференцираният коефициент на безопасност се намира като произведение на редица частични коефициенти, които отчитат надеждността на материала, степента на отговорност на детайла, точността на формулите за изчисление и действащите сили и други фактори, които определят условията на работа на частите.
2. Таблично - допустимите напрежения се вземат съгласно нормите, систематизирани под формата на таблици
(Таблица 1 - 7). Този метод е по-малко точен, но най-прост и удобен за практическо използване при изчисляване и изчисляване на якостта.

В работата на конструкторските бюра и при изчисляването на машинни части, както диференцирани, така и. таблични методи, както и тяхната комбинация. Таблица 4 - 6 показват допустимите напрежения за нетипични отливки, за които не са разработени специални методи за изчисление и допустимите напрежения, съответстващи на тях. Типичните части (например зъбни и червячни колела, ролки) трябва да се изчисляват съгласно методите, дадени в съответния раздел на наръчника или специална литература.

Посочените допустими напрежения са предназначени само за приблизителни изчисления само за основни натоварвания. За по-точни изчисления, като се вземат предвид допълнителни натоварвания (например динамични), табличните стойности трябва да се увеличат с 20 - 30%.

Допускат се допустими напрежения, без да се вземат предвид концентрацията на напрежение и размерите на детайла, изчислени за гладки полирани стоманени проби с диаметър 6-12 mm и за необработени кръгли чугунени отливки с диаметър 30 \u200b\u200bmm. Когато се определят най-високите напрежения в изчислената част, номиналните напрежения σ nom и τ nom трябва да се умножат по коефициента на концентрация k σ или k τ:

1. Допустими напрежения *
за обикновени качествени въглеродни стомани в горещовалцувано състояние

2. Механични свойства и допустими напрежения
въглеродни качествени структурни стомани

3. Механични свойства и допустими напрежения
легирани структурни стомани

4. Механични свойства и допустими напрежения
за отливки от въглеродни и легирани стомани

5. Механични свойства и допустими напрежения
за отливки от сиво желязо

6. Механични свойства и допустими напрежения
за отливки от ковък чугун

7. Допустими напрежения за пластмасови части

За пластични (незакалени) стомани при статични напрежения (I тип товар), коефициентът на концентрация не се взема предвид. За хомогенни стомани (σ в\u003e 1300 MPa, както и при експлоатацията им при ниски температури), коефициентът на концентрация, при наличие на концентрация на напрежение, също се въвежда в изчислението при натоварвания Аз на формата (k\u003e 1). За пластичните стомани под действието на редуващи се натоварвания и при наличие на концентрация на напрежение тези напрежения трябва да бъдат взети предвид

За излято желязо в повечето случаи коефициентът на концентрация на напрежение е приблизително равен на единица за всички видове товари (I - III). При изчисляване на якостта, за да се вземат предвид размерите на детайла, дадените таблични допустими напрежения за отливки трябва да се умножат по коефициент на скала, равен на 1,4 ... 5.

Приблизителни емпирични зависимости на границите на умора за случаи на натоварване със симетричен цикъл:

за въглеродни стомани:
- при огъване, σ -1 \u003d (0,40 ÷ 0,46) σ c;
σ -1р \u003d (0,65 ÷ 0,75) σ -1;
- при усукване, τ -1 \u003d (0,55 ÷ 0,65) σ -1;

за легирани стомани:
- при огъване, σ -1 \u003d (0,45 ÷ 0,55) σ c;
- когато е опъната или компресирана, σ -1р \u003d (0,70 ÷ 0,90) σ -1;
- при усукване, τ -1 \u003d (0,50 ÷ 0,65) σ -1;

за леене на стомана:
- при огъване, σ -1 \u003d (0,35 ÷ 0,45) σ инч;
- когато е опъната или компресирана, σ -1р \u003d (0,65 ÷ 0,75) σ -1;
- при усукване, τ -1 \u003d (0,55 ÷ 0,65) σ -1.

Механични свойства и допустими напрежения на антифрикционния чугун:
- максимална якост на огъване 250 ÷ 300 MPa,
- допустими напрежения на огъване: 95 MPa за I; 70 MPa - II: 45 MPa - III, където I. II, III - обозначения на видовете товари, виж таблицата. един.

Приблизително допустими напрежения на опън и натиск за цветни метали. МРа:
- 30 ... 110 - за мед;
- 60 ... 130 - месинг;
- 50 ... 110 - бронз;
- 25 ... 70 - алуминий;
- 70 ... 140 - дюралуминий.