Таблица 2.4

Фиг.2.22

Фиг.2.18

Фиг.2.17

Ориз. 2.15

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

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

OA – Законът на Хук е валиден;

АВ – появили са се остатъчни (пластични) деформации;

BC – нарастват пластичните деформации;

SD – плато на провлачване (нарастването на деформацията става при постоянно натоварване);

DC - зона на укрепване (материалът отново придобива способността да повишава устойчивостта на по-нататъшна деформация и приема сила, която се увеличава до определена граница);

Точка К – изпитването е спряно и пробата е разтоварена;

KN – линия за разтоварване;

NKL – линия на многократно натоварване на пробата (KL – укрепващ участък);

LM е зоната, където натоварването пада, в този момент на пробата се появява така наречената шийка - локално стесняване;

Точка М – разкъсване на пробата;

След разкъсване пробата има вида, приблизително показан на фиг. 2.17. Фрагментите могат да бъдат сгънати и да бъдат измерени дължината след теста ℓ 1, както и диаметърът на шийката d 1.

В резултат на обработка на диаграмата на опън и измерване на образеца се получават редица механични характеристики, които могат да бъдат разделени на две групи - якостни характеристики и характеристики на пластичност.

Якостни характеристики

Граница на пропорционалност:

Максималното напрежение, до което е валиден законът на Хук.

Провлачване:

Най-ниското напрежение, при което възниква деформация на пробата при постоянна сила на опън.

Якост на опън (временна якост):

Най-високото напрежение, наблюдавано по време на теста.

Напрежение при прекъсване:

Напрежението при скъсване, определено по този начин, е много произволно и не може да се използва като характеристика на механичните свойства на стоманата. Конвенцията е, че се получава чрез разделяне на силата в момента на разкъсване на първоначалната площ на напречното сечение на пробата, а не на действителната му площ при разкъсване, която е значително по-малка от първоначалната поради образуването на врата.

Характеристики на пластичност

Нека припомним, че пластичността е способността на материала да се деформира без счупване. Характеристиките на пластичността са деформация, поради което се определят от данните от измерванията на пробата след счупване:

∆ℓ ос = ℓ 1 - ℓ 0 – остатъчно удължение,

– зона на шията.

Относително удължение след скъсване:

. (2.25)

Тази характеристика зависи не само от материала, но и от съотношението на размерите на пробата. Защото стандартни пробиимат фиксирано отношение ℓ 0 = 5d 0 или ℓ 0 = 10d 0 и стойността δ винаги се дава с индекс - δ 5 или δ 10, и δ 5 > δ 10.

Относително стесняване след разкъсване:

. (2.26)

Конкретна работадеформации:

където A е работата, изразходвана за унищожаването на пробата; се намира като площта, ограничена от диаграмата на разтягане и оста x (площта на фигурата OABCDKLMR). Специфичната работа на деформация характеризира способността на материала да устои на въздействието на натоварване.

От всички механични характеристики, получени по време на изпитването, основните характеристики на якост са границата на провлачване σ t и якостта на опън σ pch, а основните характеристики на пластичността са относителното удължение δ и относителното свиване ψ след разкъсване.

Разтоварване и презареждане

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

∆ℓ′ P = ∆ℓ′ нагоре + ∆ℓ′ ос.

Това ще се случи, докато пробата се разкъса. След разкъсване еластичният компонент на общото удължение (сегмент ∆ℓ нагоре) изчезва. Остатъчното удължение се изобразява чрез сегмента ∆ℓ os. Ако спрете да зареждате и разтоварвате пробата в рамките на OB секцията, тогава процесът на разтоварване ще бъде изобразен с линия, съвпадаща с линията на натоварване - деформацията е чисто еластична.

Когато образец с дължина ℓ 0 + ∆ℓ′ oc се натовари повторно, товарната линия практически съвпада с линията на разтоварване NK. Границата на пропорционалност се увеличи и стана равна на напрежението, от което се извърши разтоварването. След това правата линия NK се превърна в крива KL без плато на провлачване. Частта от диаграмата, разположена вляво от линията NK, се оказа отрязана, т.е. началото на координатите се премества в точка N. Така, в резултат на разтягане над границата на провлачване, пробата променя своите механични свойства:

1). границата на пропорционалност е увеличена;

2). платформата за оборот е изчезнала;

3). относителното удължение след разкъсване намалява.

Тази промяна в свойствата се нарича закалени.

При втвърдяване еластичните свойства се увеличават и пластичността намалява. В някои случаи (например, когато механична обработка) явлението втвърдяване е нежелателно и се елиминира чрез термична обработка. В други случаи се създава изкуствено, за да се подобри еластичността на части или конструкции (преработка на изстрели на пружини или опъване на кабели на подемни машини).

Диаграми на напрежението

За получаване на диаграма, характеризираща механичните свойства на материала, първичната диаграма на опън в координати Р – ∆ℓ се реконструира в координати σ – ε. Тъй като ординатите σ = Р/F и абсцисите σ = ∆ℓ/ℓ се получават чрез разделяне на константи, диаграмата има същия вид като оригиналната (фиг. 2.18,а).

От диаграмата σ – ε става ясно, че

тези. модулът на нормална еластичност е равен на тангенса на ъгъла на наклона на правия участък от диаграмата спрямо абсцисната ос.

От диаграмата на напрежението е удобно да се определи така наречената условна граница на провлачване. Факт е, че повечето строителни материалиняма зона на добив - права линия плавно се превръща в крива. В този случай напрежението, при което относителното постоянно удължение е равно на 0,2%, се приема като стойност на границата на провлачване (условно). На фиг. Фигура 2.18b показва как се определя стойността на условната граница на провлачване σ 0,2. Границата на провлачване σ t, определена при наличие на плато на провлачване, често се нарича физически.

Низходящата част на диаграмата е условна, тъй като действителната площ на напречното сечение на пробата след шиене е значително по-малка от първоначалната площ, от която се определят координатите на диаграмата. Истинското напрежение може да се получи, ако големината на силата във всеки момент от времето P t се раздели на действителната площ на напречното сечение в същия момент от времето F t:

На фиг. 2.18а, тези напрежения съответстват на пунктираната линия. До максималната якост S и σ практически съвпадат. В момента на скъсване истинското напрежение значително надвишава якостта на опън σ pc и още повече напрежението в момента на скъсване σ r. Нека изразим площта на шията F 1 чрез ψ и намерим S r.

Þ Þ .

За пластична стомана ψ = 50 – 65%. Ако приемем ψ = 50% = 0,5, тогава получаваме S р = 2σ р, т.е. истинското напрежение е най-голямо в момента на скъсване, което е съвсем логично.

2.6.2. Тест за компресия различни материали

Тестът за компресия предоставя по-малко информация за свойствата на материала, отколкото тестът за опън. Въпреки това е абсолютно необходимо да се характеризират механичните свойства на материала. Извършва се върху проби под формата на цилиндри, чиято височина не надвишава 1,5 пъти диаметъра, или върху проби под формата на кубчета.

Нека да разгледаме диаграмите на компресия на стомана и чугун. За по-голяма яснота ги изобразяваме на същата фигура с диаграмите на опън на тези материали (фиг. 2.19). В първата четвърт има диаграми на опън, а в третата – диаграми на компресия.

В началото на натоварването диаграмата на компресия на стоманата е наклонена права линия със същия наклон, както по време на опън. След това диаграмата се премества в зоната на провлачване (площта на провлачане не е толкова ясно изразена, както при опън). Освен това кривата леко се огъва и не се прекъсва, т.к стоманената проба не се разрушава, а само се сплесква. Модулът на еластичност на стомана Е при натиск и опън е еднакъв. Границата на провлачане σ t + = σ t - също е същата. Невъзможно е да се получи якост на натиск, точно както е невъзможно да се получат пластични характеристики.

Диаграмите на опън и компресия на чугуна са подобни по форма: те се огъват от самото начало и при достигане максимално натоварванепрекъсвам. Въпреки това, чугунът работи по-добре при натиск, отколкото при опън (σ инча - = 5 σ инча +). Якостта на опън σ pch е единствената механични характеристикичугун, получен чрез изпитване на компресия.

Триенето, което възниква по време на изпитването между плочите на машината и краищата на пробата, оказва значително влияние върху резултатите от изпитването и естеството на разрушаването. Цилиндричният стоманен образец придобива форма на варел (фиг. 2.20а), в чугунния куб се появяват пукнатини под ъгъл 45 0 спрямо посоката на натоварването. Ако изключим влиянието на триенето чрез смазване на краищата на образеца с парафин, ще се появят пукнатини по посока на натоварването и най-голямата сила ще бъде по-малка (фиг. 2.20, b и c). Повечето крехки материали (бетон, камък) се разрушават при натиск по същия начин като чугуна и имат подобна диаграма на натиск.

Интерес представлява изпитването на дървесина - анизотропна, т.е. имащи различна якост в зависимост от посоката на силата спрямо посоката на влакната на материала. Все по-широко използваните пластмаси от фибростъкло също са анизотропни. Когато се компресира по протежение на влакната, дървото е много по-здраво, отколкото когато се компресира напречно на влакната (криви 1 и 2 на фиг. 2.21). Крива 1 е подобна на кривите на компресия на крехките материали. Разрушаването възниква поради изместването на една част от куба спрямо другата (фиг. 2.20, d). Когато се компресира напречно на влакната, дървото не се срутва, а се пресова (фиг. 2.20e).

При изпитването на стоманена проба за опън открихме промяна в механичните свойства в резултат на разтягане до появата на забележими остатъчни деформации - студено закаляване. Нека да видим как се държи пробата след втвърдяване по време на тест за компресия. На фиг. 2.19 диаграмата е показана с пунктирана линия. Компресията следва кривата NC 2 L 2, която е разположена над диаграмата на компресия на образеца, който не е бил подложен на работно закаляване OC 1 L 1 , и почти успоредно на последната. След втвърдяване чрез опън границите на пропорционалност и провлачване на натиск намаляват. Това явление се нарича ефект на Баушингер, на името на учения, който пръв го е описал.

2.6.3. Определяне на твърдостта

Много разпространен механичен и технологичен тест е определянето на твърдостта. Това се дължи на скоростта и простотата на такива тестове и стойността на получената информация: твърдостта характеризира състоянието на повърхността на детайла преди и след технологична обработка(закаляване, азотиране и др.), от него косвено може да се съди за стойността на якостта на опън.

Твърдост на материаланаречена способност да се съпротивлява на механичното проникване на друг, повече твърдо. Величините, характеризиращи твърдостта, се наричат ​​числа на твърдост. Определим различни методи, те са различни по големина и размери и винаги са придружени с указание за метода на тяхното определяне.

Най-разпространеният метод е методът на Бринел. Тестът се състои в натискане на топка от закалена стомана с диаметър D в пробата (фиг. 2.22а). Топката се задържа известно време под товар P, в резултат на което върху повърхността остава отпечатък (отвор) с диаметър d. Съотношението на натоварването в kN към повърхността на отпечатъка в cm 2 се нарича номер на твърдост по Бринел

. (2.30)

За определяне на твърдостта по Бринел се използват специални инструменти за измерване на диаметъра на вдлъбнатината с преносим микроскоп. Обикновено HB не се изчислява по формула (2.30), а се намира от таблици.

Използвайки числото на твърдостта HB, е възможно да се получи приблизителна стойност на якостта на опън на някои метали, без да се разрушава пробата, т.к. има линейна връзка между σ инча и HB: σ инча = k ∙ HB (за нисковъглеродна стомана k = 0,36, за стомана с висока якост k = 0,33, за чугун k = 0,15, за алуминиеви сплави k = 0,38, за титанови сплави k = 0,3).

Много удобен и разпространен метод за определяне на твърдостта според Рокуел. При този метод като индентор, притиснат в пробата, се използва диамантен конус с ъгъл на върха 120 градуса и радиус на кривина 0,2 mm или стоманена топка с диаметър 1,5875 mm (1/16 инча). Тестът се извършва по схемата, показана на фиг. 2.22, б. Първо, конусът се притиска с предварително натоварване P0 = 100 N, което не се отстранява до края на изпитването. При това натоварване конусът се потапя на дълбочина h0. Тогава пълното натоварване P = P 0 + P 1 се прилага към конуса (два варианта: A – P 1 = 500 N и C – P 1 = 1400 N) и дълбочината на вдлъбнатината се увеличава. След премахване на основното натоварване P 1 остава дълбочината h 1. Дълбочината на вдлъбнатината, получена поради основното натоварване P 1, равна на h = h 1 – h 0, характеризира твърдостта на Рокуел. Числото на твърдостта се определя по формулата

, (2.31)

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

Има и други методи за определяне на твърдостта (Викерс, Шор, микротвърдост), които не са разгледани тук.

За оценка на якостта на конструктивните елементи се въвеждат понятията работни (проектни) напрежения, ограничаващи напрежения, допустими напрежения и граници на безопасност. Те се изчисляват съгласно зависимостите, представени в точки 4.2, 4.3.

Работни (изчислителни) напрежения  И  характеризират напрегнатото състояние на конструктивните елементи при експлоатационно натоварване.

Краен стрес  лим И  лим характеризират механичните свойства на материала и са опасни за конструктивния елемент по отношение на неговата якост.

Допустими напрежения [  ] И [  ] са безопасни и осигуряват здравината на конструктивния елемент при дадени експлоатационни условия.

Марж на безопасност н установява съотношението на максималните и допустимите напрежения, като се отчита отрицателното въздействие върху силата на различни неотчетени фактори.

За безопасна работа на частите на механизма е необходимо максималните напрежения, възникващи в натоварени секции, да не надвишават допустимата стойност за даден материал:

;
,

Където
И
– най-високите напрежения (нормални  и тангенциални ) в опасния участък;
И – допустимите стойности на тези напрежения.

За комплексно съпротивление се определят еквивалентни напрежения
в опасен участък. Условието за якост има формата

.

Допустимите напрежения се определят в зависимост от максималните напрежения  лимИ  лимполучени при изпитване на материали: при статични натоварвания - якост на опън
И τ INза крехки материали, граница на провлачване
И τ Tза 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 структури.

За машинни части и механизми, работещи при циклични натоварвания и имащи ограничен експлоатационен живот, изчисляването на допустимите напрежения се извършва съгласно зависимостите:

;
,

Където
– коефициент на издръжливост, отчитащ даден срок на експлоатация.

Изчислете коефициента на издръжливост според зависимостта

,

Където
– основен брой изпитвателни цикли за даден материал и вид деформация;
– броя на циклите на натоварване на детайла, съответстващ на определения срок на експлоатация; м – индикатор за степента на кривата на издръжливост.

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

проектно изчисление въз основа на допустимите напрежения за определяне на основните размери на конструкцията;

изчисление за проверка за оценка на ефективността на съществуваща структура.

5.5. Примери за изчисление

5.5.1. Изчисляване на стъпаловидни пръти за статична якост

Р

За всяка от представените схеми дефинираме:

1. Вид деформация:

cx. 1 – разтягане; cx. 2 – усукване; cx. 3 – чисто огъване.

2. Фактор на вътрешна сила:

cx. 1 – нормална сила

N = 2F = 2800 = 1600 H;

cx. 2 – въртящ момент M X = T = 2Fh = 280010 = 16000 N mm;

cx. 3 – огъващ момент M = 2Fh = 280010 = 16000 N mm.

3. Вид на напреженията и тяхната величина в сечения А и Б:

cx. 1 – нормално
:

MPa;

MPa;

cx. 2 – допирателни
:

MPa;

MPa;

cx. 3 – нормално
:

MPa;

MPa.

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

cx. 1 – еп. 3; cx. 2 – еп. 2; cx. 3 – еп. 1.

5. Изпълнение на условието за якост:

cx. 1 – условието е изпълнено:
MPa
MPa;

cx. 2 – не е изпълнено условие:
MPa
MPa;

cx. 3 – не е изпълнено условието:
MPa
MPa.

6. Минимално допустим диаметър, осигуряващ изпълнението на якостните условия:

cx. 2:
mm;

cx. 3:
мм.

7. Максимално допустима силаЕот състоянието на якост:

cx. 2:
Н;

cx. 3:
Н.

Онлайн калкулаторът определя изчисленото допустими напрежения σв зависимост от проектната температура за различни степени на материали от следните видове: въглеродна стомана, хромирана стомана, аустенитна стомана, аустенитно-феритна стомана, алуминий и неговите сплави, мед и неговите сплави, титан и неговите сплави съгласно GOST-52857.1 -2007.

Помощ за изработка на сайт на проекта

Уважаеми посетители на сайта.
Ако не сте успели да намерите това, което търсите, не забравяйте да напишете за това в коментарите, какво липсва в момента на сайта. Това ще ни помогне да разберем в каква посока трябва да продължим, а други посетители скоро ще могат да получат необходимия материал.
Ако сайтът се оказа полезен за вас, дарете сайта на проекта само 2 ₽и ще знаем, че се движим в правилната посока.

Благодаря ви, че се отбихте!

I. Метод на изчисление:

Допустимите напрежения са определени съгласно GOST-52857.1-2007.

за въглеродни и нисколегирани стомани

1. При проектни температури под 20°C, допустимите напрежения се приемат като същите като при 20°C, в зависимост от допустимата употреба на материала при дадена температура.
2. За стомана клас 20 при R e/20
3. За стомана клас 10G2 при R р0.2/20
4. За класове стомана 09G2S, 16GS, класове на якост 265 и 296 съгласно GOST 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 експлоатационен живот не повече от 10 5 часа. За проектен експлоатационен живот до 2 * 10 5 часа, допустимото напрежение, разположено под хоризонталната линия, се умножава по коефициента: 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 като същите като при 20 °C, в зависимост от допустимата употреба на материала при дадена температура.
2. За междинни проектни температури на стените допустимото напрежение се определя чрез линейна интерполация със закръгляване на резултатите до 0,5 MPa.
3. Допустимите напрежения, разположени под хоризонталната линия, са валидни за експлоатационен живот от 10 5 часа. За проектен експлоатационен живот до 2 * 10 5 часа, допустимото напрежение, разположено под хоризонталната линия, се умножава по коефициент 0,85.

за топлоустойчиви, топлоустойчиви и устойчиви на корозия аустенитни стомани

1. За междинни проектни температури на стените, допустимото напрежение се определя чрез интерполиране на двете най-близки стойности, посочени в таблицата, като резултатите са закръглени надолу до най-близките 0,5 MPa.
2. За изковки от марки стомана 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т допустимите напрежения при температури до 550 °C се умножават по 0,83.
3. За дълговалцувани стомани от марки 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т допустимите напрежения при температури до 550 °C се умножават по съотношението (R* p0.2/20) / 240.
   (R* p0.2/20 - границата на провлачване на материала на валцувания профил се определя съгласно GOST 5949).
4. За изковки и дълги продукти, изработени от стомана клас 08X18H10T, допустимите напрежения при температури до 550 ° C се умножават по 0,95.
5. За изковки, изработени от стомана клас 03X17H14M3, допустимите напрежения се умножават по 0,9.
6. За изковки, изработени 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 от стомана клас 03Х21Н21М4ГБ (ZI-35) допустимите напрежения се умножават по 0,88.
8. За изковки от стомана 03Х21Н21М4ГБ (ZI-35) допустимите напрежения се умножават по съотношението (R* p0.2/20) / 250.
   (R* p0.2/20 е границата на провлачване на материала за изковаване, определена съгласно GOST 25054).
9. Допустимите напрежения, разположени под хоризонталната линия, са валидни за експлоатационен живот не повече от 10 5 часа.

За проектен 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 като същите като при 20 °C, в зависимост от допустимата употреба на материала при дадена температура.
2. За междинни проектни температури на стените, допустимото напрежение се определя чрез интерполиране на двете най-близки стойности, посочени в тази таблица, закръглявайки надолу до най-близките 0,5 MPa.

за алуминий и неговите сплави

1. Дадени са допустимите напрежения за алуминий и неговите сплави в отгрято състояние.
2. Допустимите напрежения са дадени за дебелината на листове и плочи от алуминиеви класове A85M, A8M не повече от 30 mm, други класове - не повече от 60 mm.

за мед и нейните сплави

1. Дадени са допустимите напрежения за медта и нейните сплави в отгрято състояние.
2. Допустимите напрежения са дадени за дебелини на листа от 3 до 10 mm.
3. За междинни стойности на изчислените температури на стените, допустимите напрежения се определят чрез линейна интерполация със закръгляване на резултатите до 0,1 MPa към по-ниската стойност.

за титан и неговите сплави

1. При проектни температури под 20 °C, допустимите напрежения се приемат като същите като при 20 °C, в зависимост от допустимостта на използване на материала при дадена температура.
2. За изковки и пръти допустимите напрежения се умножават по 0,8.

II. Дефиниции и обозначения:

R e/20 - минимална стойностграница на провлачване при температура 20 °C, MPa; R р0.2/20 - минималната стойност на условната граница на провлачване при постоянно удължение 0,2% при температура 20 ° C, MPa. допустимо
напрежение - най-високите напрежения, които могат да бъдат допуснати в конструкцията, при условие на нейната безопасна, надеждна и дълготрайна експлоатация. Стойността на допустимото напрежение се установява чрез разделяне на якостта на опън, границата 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 средноаритметична стойност на температурата на външните и вътрешните му повърхности в една секция при нормални работни условия (за части от корпуси на ядрени реактори проектната температура се определя, като се вземат предвид вътрешните 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

• , клауза 5.1. Изчислената температура се използва за определяне физически и механични характеристикиматериални и допустими напрежения, както и при изчисляване на якостта, като се вземат предвид температурните влияния.
• , раздел 5.2. Проектната температура се определя въз основа на термични изчисленияили резултати от тестове, 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, температура от 20 °C се приема като проектна температура при определяне на допустимите напрежения.
• , раздел 5.3. Ако е невъзможно да се извършат термични изчисления или измервания и ако по време на работа температурата на стената се повиши до температурата на средата в контакт със стената, тогава трябва да се вземе най-високата температура на средата, но не по-ниска от 20 °C като проектна температура.
• При отопление с открит пламък, изгорели газове или електрически нагреватели проектната температура се приема равна на температурата на околната среда, увеличена с 20 °C за закрито отопление и с 50 °C за директно отопление, освен ако не са налични по-точни данни.
• , раздел 5.4. Ако съдът или апаратът се експлоатират при няколко различни условия на натоварване или различни елементиустройства работят в различни условия, за всеки режим можете да определите вашата проектна температура (GOST-52857.1-2007, клауза 5).

III. Забележка:

Маркиран блок с изходни данни жълто , блокът от междинни изчисления е маркиран в синьо, блокът за решение е маркиран в зелено.

Позволява ви да определите върховен стрес(), при които материалът на пробата е директно разрушен или в него възникват големи пластични деформации.

Пределно напрежение при якостни изчисления

Като крайно напрежениепри изчисленията на якостта се приема следното:

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

,

издръжливост на опънза чуплив материал, чиято стойност е различна:

За да осигурите реална част, е необходимо да изберете нейните размери и материал, така че максимумът, който се появява в даден момент по време на работа, да е по-малък от ограничението:

Въпреки това, дори ако най-високото изчислено напрежение в детайла е близо до крайното напрежение, неговата якост все още не може да бъде гарантирана.

Действието на частта не може да бъде инсталирано достатъчно точно,

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

Възможни са отклонения между действителните и изчислените характеристики.

Частта трябва да бъде проектирана с някакъв дизайн фактор на безопасност:

.

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

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

Състояние на якост: здравината на частта се счита за гарантирана, ако . Използване на израза , нека пренапишем якостно състояниекато:

От тук можете да получите друга форма на запис якостни условия:

Отношението от дясната страна на последното неравенство се нарича допустимо напрежение:

Ако граничните и следователно допустимите напрежения по време на опън и компресия са различни, те се означават с и. Използване на концепцията допустимо напрежение, Мога якостно състояниеформулирайте по следния начин: здравината на дадена част е осигурена, ако това, което се случва в нея най-високо напрежениене надвишава допустимо напрежение.

За определяне на допустимите напрежения в машиностроенето се използват следните основни методи.
1. Диференциран коефициент на безопасност се намира като продукт на редица частични коефициенти, които отчитат надеждността на материала, степента на отговорност на частта, точността на изчислителните формули и действащите сили и други фактори, които определят условията на работа на частите.
2. Табличен - допустимите напрежения се вземат по стандарти, систематизирани под формата на таблици
(Таблица 1 - 7). Този метод е по-малко точен, но е най-простият и удобен за практическо използване при проектиране и тестване на якостни изчисления.

В работата на конструкторските бюра и при изчисленията на машинни части, както диференцирани, така и таблични методи, както и тяхната комбинация. В табл 4 - 6 показват допустимите напрежения за нестандартни отливки, за които не са разработени специални методи за изчисление и съответните допустими напрежения. Типичните части (например зъбни колела и червячни колела, шайби) трябва да се изчисляват по методите, дадени в съответния раздел на справочника или специализирана литература.

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

Допустимите напрежения са дадени 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 отливкис диаметър 30 ​​мм. При определяне на най-високите напрежения в изчисляваната част е необходимо номиналните напрежения σ nom и τ nom да се умножат по фактора на концентрация k σ или k τ:

1. Допустими напрежения*
за въглеродни стомани с обикновено качество в горещо валцувано състояние

2. Механични свойства и допустими напрежения
структурни стомани с въглеродно качество

3. Механични свойства и допустими напрежения
легирани конструкционни стомани

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

5. Механични свойства и допустими напрежения
за отливки от сив чугун

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

7. Допустими напрежения за пластмасови детайли

За пластични (незакалени) стоманиза статични напрежения (I тип натоварване), коефициентът на концентрация не се взема предвид. За хомогенни стомани (σ в > 1300 MPa, както и в случай на тяхната работа при ниски температури), коефициентът на концентрация при наличие на концентрация на напрежение се въвежда в изчислението при натоварвания азтип (k > 1). За пластичните стомани при променливи натоварвания и при наличие на концентрации на напрежение тези напрежения трябва да се вземат предвид.

За излято желязов повечето случаи коефициентът на концентрация на напрежението 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 ляти части трябва да се умножат по мащабен коефициент, равен на 1,4 ... 5.

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

за въглеродни стомани:
- при огъване, σ -1 = (0,40÷0,46)σ инча;
σ -1р = (0,65÷0,75)σ -1;
- по време на усукване, τ -1 = (0,55÷0,65)σ -1;

за легирани стомани:
- при огъване, σ -1 = (0,45÷0,55)σ инча;
- при разтягане или компресиране, σ -1р = (0,70÷0,90)σ -1;
- по време на усукване, τ -1 = (0,50÷0,65)σ -1;

за леене на стомана:
- при огъване, σ -1 = (0,35÷0,45)σ инча;
- при разтягане или компресиране, σ -1р = (0,65÷0,75)σ -1;
- по време на усукване, τ -1 = (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 са обозначения на видове натоварване, виж таблицата. 1.

Приблизителни допустими напрежения за цветни метали при опън и натиск. MPa:
- 30...110 - за мед;
- 60...130 - месинг;
- 50...110 - бронз;
- 25...70 - алуминий;
- 70...140 - дуралуминий.