جدول 2.4

شکل 2.22

شکل 2.18

شکل 2.17

برنج. 2.15

برای تست کشش، از ماشین‌های تست کشش استفاده می‌شود که امکان ثبت نمودار در مختصات "بار - ازدیاد طول مطلق" را در طول آزمایش فراهم می‌کند. ماهیت نمودار تنش-کرنش به خواص ماده مورد آزمایش و سرعت تغییر شکل بستگی دارد. یک نمای معمولی از چنین نموداری برای فولاد کم کربن تحت اعمال بار استاتیکی در شکل نشان داده شده است. 2.16.

اجازه دهید بخش ها و نقاط مشخصه این نمودار و همچنین مراحل مربوط به تغییر شکل نمونه را در نظر بگیریم:

OA - قانون هوک معتبر است.

AB - تغییر شکل های باقی مانده (پلاستیک) ظاهر شده است.

قبل از میلاد - تغییر شکل های پلاستیکی افزایش می یابد.

SD - فلات تسلیم (افزایش تغییر شکل تحت بار ثابت رخ می دهد).

DC - منطقه تقویت (مواد دوباره توانایی افزایش مقاومت در برابر تغییر شکل بیشتر را به دست می آورد و نیرویی را می پذیرد که تا حد معینی افزایش می یابد).

نقطه K - آزمایش متوقف شد و نمونه تخلیه شد.

KN - خط تخلیه؛

NKL - خط بارگذاری مکرر نمونه (KL - بخش تقویت).

LM ناحیه ای است که بار کاهش می یابد، در این لحظه یک به اصطلاح گردن روی نمونه ظاهر می شود - یک باریک شدن موضعی.

نقطه M - پارگی نمونه.

پس از پارگی، نمونه ظاهر تقریباً نشان داده شده در شکل 2.17 را دارد. قطعات را می توان تا کرد و طول بعد از آزمایش ℓ 1 و همچنین قطر گردن d 1 را می توان اندازه گیری کرد.

در نتیجه پردازش نمودار کششی و اندازه گیری نمونه، تعدادی ویژگی مکانیکی بدست می آوریم که می توان آنها را به دو گروه تقسیم کرد - ویژگی های مقاومت و ویژگی های پلاستیسیته.

ویژگی های قدرت

محدودیت تناسب:

حداکثر ولتاژی که قانون هوک برای آن معتبر است.

قدرت تسلیم:

کمترین تنشی که در آن تغییر شکل نمونه تحت نیروی کششی ثابت رخ می دهد.

استحکام کششی (استحکام موقت):

بالاترین ولتاژ مشاهده شده در طول آزمایش.

ولتاژ در زمان شکست:

تنش در هنگام شکست که به این روش تعیین می شود بسیار دلخواه است و نمی توان از آن به عنوان مشخصه خواص مکانیکی فولاد استفاده کرد. قرارداد این است که از تقسیم نیرو در لحظه گسیختگی بر سطح مقطع اولیه نمونه بدست می آید و نه بر مساحت واقعی آن در هنگام گسیختگی که به دلیل تشکیل به طور قابل توجهی کمتر از نیروی اولیه است. از یک گردن

ویژگی های پلاستیسیته

به یاد بیاوریم که پلاستیسیته توانایی یک ماده برای تغییر شکل بدون شکستگی است. ویژگی های پلاستیسیته تغییر شکل است، بنابراین آنها از داده های اندازه گیری نمونه پس از شکست تعیین می شوند:

∆ℓ ос = ℓ 1 - ℓ 0 - ازدیاد طول باقیمانده،

- ناحیه گردن

کشیدگی نسبی پس از شکست:

. (2.25)

این ویژگی نه تنها به مواد، بلکه به نسبت ابعاد نمونه نیز بستگی دارد. به همین دلیل است نمونه های استاندارددارای نسبت ثابت ℓ 0 = 5d 0 یا ℓ 0 = 10d 0 و مقدار δ همیشه با شاخص - δ 5 یا δ 10 و δ 5 > δ 10 داده می شود.

باریک شدن نسبی پس از پارگی:

. (2.26)

کار خاصتغییر شکل ها:

که در آن A کار صرف شده برای تخریب نمونه است. به عنوان ناحیه محدود شده توسط نمودار کششی و محور x (مساحت شکل OABCDKLMR) یافت می شود. کار خاص تغییر شکل توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر ضربه یک بار را مشخص می کند.

از بین تمام خصوصیات مکانیکی بدست آمده در طول آزمایش، مشخصه های اصلی استحکام، مقاومت تسلیم σ t و مقاومت کششی σ pch است و ویژگی های اصلی پلاستیسیته، کشیدگی نسبی δ و انقباض نسبی ψ پس از گسیختگی است.

تخلیه و بارگیری مجدد

هنگام تشریح نمودار کششی، نشان داده شد که در نقطه K آزمایش متوقف شد و نمونه تخلیه شد. فرآیند تخلیه با خط مستقیم KN (شکل 2.16)، موازی با بخش مستقیم OA نمودار توصیف شد. این بدان معنی است که ازدیاد طول نمونه ∆ℓ′ P که قبل از شروع تخلیه به دست می آید، به طور کامل ناپدید نمی شود. قسمت ناپدید شده کشیدگی در نمودار با قطعه NQ و قسمت باقیمانده با قطعه ON نشان داده شده است. در نتیجه، ازدیاد طول کل یک نمونه فراتر از حد الاستیک شامل دو بخش است - الاستیک و باقیمانده (پلاستیک):

∆ℓ′ P = ∆ℓ′ بالا + ∆ℓ′ os.

تا زمانی که نمونه پاره شود این اتفاق می افتد. پس از گسیختگی، جزء الاستیک کل ازدیاد طول (بخش Δℓ بالا) ناپدید می شود. ازدیاد طول باقیمانده توسط بخش Δℓ os نشان داده می شود. اگر بارگیری و تخلیه نمونه را در بخش OB متوقف کنید، فرآیند تخلیه با خطی منطبق با خط بار نشان داده می شود - تغییر شکل کاملاً الاستیک است.

هنگامی که نمونه ای به طول ℓ 0 + ∆ℓ′ oc دوباره بارگیری می شود، خط بارگیری عملاً با خط تخلیه NK منطبق می شود. حد تناسب افزایش یافت و برابر با ولتاژی شد که تخلیه از آن انجام شد. بعد، خط مستقیم NK بدون فلات تسلیم به منحنی KL تبدیل شد. قسمتی از نمودار واقع در سمت چپ خط NK قطع شده است، یعنی. مبدا مختصات به نقطه N منتقل شد. بنابراین، در نتیجه کشش فراتر از نقطه تسلیم، نمونه خواص مکانیکی خود را تغییر داد:

1). حد تناسب افزایش یافته است.

2). پلت فرم گردش مالی ناپدید شده است.

3). ازدیاد طول نسبی پس از پارگی کاهش یافت.

این تغییر در خواص نامیده می شود سخت شده.

هنگامی که سخت می شود، خواص کشسانی افزایش می یابد و شکل پذیری کاهش می یابد. در برخی موارد (به عنوان مثال، زمانی که ماشینکاری) پدیده سخت شدن نامطلوب است و با عملیات حرارتی از بین می رود. در موارد دیگر، به طور مصنوعی برای بهبود کشش قطعات یا سازه ها (فرآوری شات فنرها یا کشش کابل های دستگاه های بالابر) ایجاد می شود.

نمودارهای استرس

برای به دست آوردن نموداری که خواص مکانیکی ماده را مشخص می کند، نمودار کششی اولیه در مختصات P - Δℓ در مختصات σ - ε مرتب می شود. از آنجایی که مختصات σ = Р/F و ابسیسا σ = ∆ℓ/ℓ از تقسیم بر ضرایب به دست می‌آیند، نمودار ظاهری مشابه نمودار اصلی دارد (شکل 2.18، a).

از نمودار σ – ε مشخص است که

آن ها مدول الاستیسیته نرمال برابر است با مماس زاویه میل بخش مستقیم نمودار به محور آبسیسا.

از نمودار تنش می توان به اصطلاح قدرت تسلیم شرطی را تعیین کرد. واقعیت این است که بیشتر مصالح و مواد ساختمانیمنطقه تسلیم ندارد - یک خط مستقیم به آرامی به منحنی تبدیل می شود. در این حالت تنشی که در آن ازدیاد طول دائمی نسبی برابر با 0.2 درصد است به عنوان مقدار قدرت تسلیم (شرط) در نظر گرفته می شود. در شکل شکل 2.18b نشان می دهد که چگونه مقدار قدرت تسلیم شرطی σ 0.2 تعیین می شود. مقاومت تسلیم σ t که در حضور فلات تسلیم تعیین می شود، اغلب نامیده می شود فیزیکی.

بخش نزولی نمودار مشروط است، زیرا سطح مقطع واقعی نمونه پس از گردن زدن به طور قابل توجهی کمتر از منطقه اولیه است که مختصات نمودار از آن تعیین می شود. تنش واقعی را می توان به دست آورد اگر بزرگی نیرو در هر لحظه از زمان P t بر سطح مقطع واقعی در همان لحظه از زمان F t تقسیم شود:

در شکل 2.18a، این ولتاژها مطابق با خط چین است. تا قدرت نهایی، S و σ عملاً منطبق هستند. در لحظه گسیختگی، تنش واقعی به طور قابل توجهی از مقاومت کششی σ pc و حتی بیشتر از آن، تنش در لحظه گسیختگی σ r بیشتر است. اجازه دهید مساحت گردن F 1 تا ψ را بیان کنیم و S r را پیدا کنیم.

Þ Þ .

برای فولاد انعطاف پذیر ψ = 50 - 65٪. اگر ψ = 50% = 0.5 را در نظر بگیریم، S р = 2σ р به دست می آوریم، یعنی. استرس واقعی در لحظه پارگی بیشترین مقدار را دارد که کاملاً منطقی است.

2.6.2. تست فشرده سازی مواد مختلف

آزمایش فشرده سازی اطلاعات کمتری در مورد خواص یک ماده نسبت به آزمایش کشش ارائه می دهد. با این حال، مشخص کردن خواص مکانیکی مواد کاملاً ضروری است. بر روی نمونه هایی به صورت استوانه ای که ارتفاع آنها بیش از 1.5 برابر قطر نباشد و یا بر روی نمونه ها به صورت مکعبی انجام می شود.

بیایید به نمودارهای فشرده سازی فولاد و چدن نگاه کنیم. برای وضوح، آنها را در همان شکل با نمودارهای کششی این مواد نشان می دهیم (شکل 2.19). در سه ماهه اول نمودارهای کشش و در سه ماهه سوم نمودارهای فشرده سازی وجود دارد.

در ابتدای بارگذاری، نمودار فشار فولاد یک خط مستقیم شیبدار با شیب مشابه در هنگام کشش است. سپس نمودار به ناحیه تسلیم حرکت می کند (منطقه تسلیم به وضوح در هنگام کشش بیان نمی شود). علاوه بر این، منحنی کمی خم می شود و شکسته نمی شود، زیرا نمونه فولاد از بین نمی رود، بلکه فقط صاف می شود. مدول الاستیسیته فولاد E تحت فشار و کشش یکسان است. قدرت تسلیم σ t + = σ t - نیز یکسان است. به دست آوردن مقاومت فشاری غیرممکن است، همانطور که به دست آوردن ویژگی های پلاستیسیته غیرممکن است.

نمودارهای کشش و فشار چدن از نظر شکل مشابه هستند: از همان ابتدا و پس از رسیدن خم می شوند. حداکثر بارقطع کردن با این حال، چدن در فشرده سازی بهتر از کشش عمل می کند (σ اینچ - = 5 σ اینچ +). مقاومت کششی σ pch تنها است مشخصات مکانیکیچدن به دست آمده از آزمایش فشرده سازی.

اصطکاک که در طول آزمایش بین صفحات ماشین و انتهای نمونه رخ می دهد تأثیر قابل توجهی بر نتایج آزمایش و ماهیت تخریب دارد. نمونه فولادی استوانه ای شکل بشکه ای به خود می گیرد (شکل 2.20a)، ترک هایی در مکعب چدنی با زاویه 45 0 نسبت به جهت بار ظاهر می شود. اگر تأثیر اصطکاک را با روغن کاری انتهای نمونه با پارافین کنار بگذاریم، ترک هایی در جهت بار ظاهر می شود و بیشترین نیرو کمتر خواهد بود (شکل 2.20، b و c). بیشتر مواد شکننده (بتن، سنگ) در اثر فشار مانند چدن شکست می‌خورند و نمودار فشرده‌سازی مشابهی دارند.

آزمایش چوب - ناهمسانگرد، یعنی. دارای استحکام متفاوت بسته به جهت نیرو نسبت به جهت الیاف ماده. پلاستیک های فایبرگلاس که بیشتر و بیشتر استفاده می شوند ناهمسانگرد هستند. هنگامی که چوب در امتداد الیاف فشرده می شود، بسیار قوی تر از زمانی است که روی الیاف فشرده می شود (منحنی های 1 و 2 در شکل 2.21). منحنی 1 شبیه منحنی های تراکم مواد شکننده است. تخریب به دلیل جابجایی یک قسمت از مکعب نسبت به قسمت دیگر رخ می دهد (شکل 2.20، d). هنگامی که روی الیاف فشرده می شود، چوب فرو نمی ریزد، بلکه فشرده می شود (شکل 2.20e).

هنگام آزمایش یک نمونه فولادی برای کشش، ما متوجه تغییر خواص مکانیکی در نتیجه کشش شدیم تا زمانی که تغییر شکل‌های باقیمانده قابل توجه ظاهر شود - سخت شدن سرد. بیایید ببینیم که نمونه پس از سخت شدن در طول آزمایش فشرده سازی چگونه رفتار می کند. در شکل 2.19 نمودار با یک خط نقطه نشان داده شده است. فشرده‌سازی از منحنی NC 2 L 2 پیروی می‌کند، که در بالای نمودار فشرده‌سازی نمونه‌ای قرار دارد که تحت سخت‌کاری OC 1 L 1 قرار نگرفته و تقریباً موازی با دومی است. پس از سخت شدن توسط کشش، حدود تناسب و تسلیم فشاری کاهش می یابد. این پدیده اثر بوشینگر نامیده می شود که به افتخار دانشمندی که اولین بار آن را توصیف کرده است، نامگذاری شده است.

2.6.3. تعیین سختی

یک آزمایش مکانیکی و تکنولوژیکی بسیار رایج، تعیین سختی است. این به دلیل سرعت و سادگی چنین آزمایشاتی و ارزش اطلاعات به دست آمده است: سختی وضعیت سطح قطعه را قبل و بعد از آن مشخص می کند. پردازش تکنولوژیکی(کوئنچ، نیتروژن و غیره)، از روی آن می توان به طور غیرمستقیم ارزش استحکام کششی را قضاوت کرد.

سختی موادتوانایی مقاومت در برابر نفوذ مکانیکی دیگری، بیشتر نامیده می شود جامد. کمیت هایی که سختی را مشخص می کنند، اعداد سختی نامیده می شوند. قابل تعریف روش های مختلف، از نظر اندازه و ابعاد متفاوت هستند و همیشه با نشانی از روش تعیین آنها همراه هستند.

رایج ترین روش روش برینل است. این آزمایش شامل فشار دادن یک توپ فولادی سخت شده به قطر D در نمونه است (شکل 2.22a). توپ برای مدتی تحت بار P نگه داشته می شود، در نتیجه یک اثر (سوراخ) به قطر d روی سطح باقی می ماند. نسبت بار بر حسب کیلونیوتن به سطح چاپ در سانتی متر مربع را عدد سختی برینل می گویند.

. (2.30)

برای تعیین عدد سختی برینل، از ابزارهای آزمایشی ویژه ای استفاده می شود که قطر فرورفتگی با میکروسکوپ قابل حمل اندازه گیری می شود. معمولا HB با استفاده از فرمول (2.30) محاسبه نمی شود، اما از جداول یافت می شود.

با استفاده از عدد سختی HB می توان مقدار تقریبی استحکام کششی برخی از فلزات را بدون تخریب نمونه بدست آورد، زیرا یک رابطه خطی بین σ اینچ و HB وجود دارد: σ اینچ = k ∙ HB (برای فولاد کم کربن k = 0.36، برای فولاد با مقاومت بالا k = 0.33، برای چدن k = 0.15، برای آلیاژهای آلومینیوم k = 0.38، برای آلیاژهای تیتانیوم k = 0.3).

یک روش بسیار راحت و گسترده برای تعیین سختی به گفته راکول. در این روش از یک مخروط الماس با زاویه راس 120 درجه و شعاع انحنای 0.2 میلی متر یا یک توپ فولادی با قطر 1.5875 میلی متر (1/16 اینچ) به عنوان یک فرورفتگی فشرده در نمونه استفاده می شود. آزمایش مطابق با طرح نشان داده شده در شکل انجام می شود. 2.22، ب. ابتدا مخروط با یک بار اولیه P0 = 100 نیوتن فشار داده می شود که تا پایان آزمایش برداشته نمی شود. تحت این بار، مخروط تا عمق h0 غوطه ور می شود. سپس بار کامل P = P 0 + P 1 روی مخروط اعمال می شود (دو گزینه: A - P 1 = 500 N و C - P 1 = 1400 N) و عمق فرورفتگی افزایش می یابد. پس از برداشتن بار اصلی P 1، عمق h 1 باقی می ماند. عمق فرورفتگی به دست آمده به دلیل بار اصلی P 1، برابر با h = h 1 - h 0، سختی راکول را مشخص می کند. عدد سختی با فرمول تعیین می شود

, (2.31)

که در آن 0.002 مقدار تقسیم مقیاس نشانگر سختی سنج است.

روش های دیگری برای تعیین سختی (Vickers, Shore, microhardness) وجود دارد که در اینجا به آنها پرداخته نمی شود.

برای ارزیابی مقاومت عناصر سازه ای، مفاهیم تنش های کاری (طراحی)، تنش های محدود کننده، تنش های مجاز و حاشیه ایمنی معرفی شده اند. آنها با توجه به وابستگی های ارائه شده در بندهای 4.2، 4.3 محاسبه می شوند.

ولتاژهای عملیاتی (محاسبه شده).  و  وضعیت تنش عناصر سازه را تحت تأثیر بار عملیاتی مشخص می کند.

استرس نهایی  لیم و  لیم خواص مکانیکی مواد را مشخص می کند و از نظر استحکام برای عنصر ساختاری خطرناک است.

تنش های مجاز [  ] و [  ] ایمن هستند و استحکام عنصر ساختاری را در شرایط عملیاتی معین تضمین می کنند.

حاشیه ایمنی n نسبت تنش های حداکثر و مجاز را با در نظر گرفتن تأثیر منفی بر مقاومت عوامل مختلف محاسبه نشده تعیین می کند.

برای عملکرد ایمن قطعات مکانیزم، لازم است حداکثر تنش های ایجاد شده در بخش های بارگذاری شده از مقدار مجاز برای یک ماده معین تجاوز نکند:

;
,

جایی که
و
- بیشترین تنش ها ( نرمال و مماس ) در مقطع خطرناک.
و - مقادیر مجاز این ولتاژها.

برای مقاومت پیچیده، ولتاژهای معادل تعیین می شود
در یک بخش خطرناک شرط قدرت دارای فرم است

.

تنش های مجاز بسته به حداکثر تنش ها تعیین می شوند  لیمو  لیمبه دست آمده در طول آزمایش مواد: تحت بارهای استاتیک - استحکام کششی
و τ که دربرای مواد شکننده، قدرت تسلیم
و τ تیبرای مواد پلاستیکی؛ تحت بارهای چرخه ای - حد استقامت و τ r :

;
.

ضریب ایمنی منصوب بر اساس تجربه در طراحی و بهره برداری از سازه های مشابه.

برای قطعات و مکانیسم‌های ماشینی که تحت بارهای چرخه‌ای کار می‌کنند و عمر مفید محدودی دارند، محاسبه تنش‌های مجاز با توجه به وابستگی‌ها انجام می‌شود:

;
,

جایی که
- ضریب دوام، با در نظر گرفتن عمر مفید معین.

ضریب دوام را با توجه به وابستگی محاسبه کنید

,

جایی که
- تعداد اولیه چرخه های آزمایش برای یک ماده معین و نوع تغییر شکل.
- تعداد چرخه های بارگیری قطعه مربوط به طول عمر مشخص شده؛ متر - نشانگر درجه منحنی استقامت.

هنگام طراحی عناصر ساختاری، از دو روش محاسبه مقاومت استفاده می شود:

محاسبه طراحی بر اساس تنش های مجاز برای تعیین ابعاد اصلی سازه.

محاسبه تایید برای ارزیابی عملکرد یک ساختار موجود.

5.5. مثال های محاسباتی

5.5.1. محاسبه میله های پلکانی برای استحکام استاتیکی

آر

برای هر یک از طرح های ارائه شده تعریف می کنیم:

1. نوع تغییر شکل:

cx 1 - کشش؛ cx 2 - پیچ خوردگی cx 3- خمیدگی خالص.

2. ضریب نیروی داخلی:

cx 1- قدرت نرمال

N = 2F = 2800 = 1600 H;

cx 2 – گشتاور M X = T = 2Fh = 280010 = 16000 نیوتن میلی متر؛

cx 3 – ممان خمشی M = 2Fh = 280010 = 16000 نیوتن میلی متر.

3. نوع تنش ها و مقدار آنها در مقاطع A و B:

cx 1- عادی
:

MPa؛

MPa؛

cx 2- مماس ها
:

MPa؛

MPa؛

cx 3- عادی
:

MPa؛

MPa.

4. کدام یک از نمودارهای تنش با هر طرح بارگذاری مطابقت دارد:

cx 1 - قسمت 3; cx 2 - قسمت 2 cx 3 - قسمت 1.

5. تحقق شرط استحکام:

cx 1- شرط برقرار است:
MPa
MPa؛

cx 2- عدم رعایت شرط:
MPa
MPa؛

cx 3- عدم رعایت شرط:
MPa
MPa.

6. حداقل قطر مجاز حصول اطمینان از تحقق شرایط مقاومت:

cx 2:
میلی متر

cx 3:
میلی متر

7. حداکثر نیروی مجازافاز شرایط قدرت:

cx 2:
N;

cx 3:
ن.

ماشین حساب آنلاین تخمین زده شده را تعیین می کند تنش های مجاز σبسته به دمای طراحی برای گریدهای مختلف مواد از انواع زیر: فولاد کربن، فولاد کروم، فولاد کلاس آستنیتی، فولاد کلاس آستنیتی-فریتی، آلومینیوم و آلیاژهای آن، مس و آلیاژهای آن، تیتانیوم و آلیاژهای آن طبق GOST-52857.1 -2007.

کمک برای توسعه وب سایت پروژه

بازدید کننده محترم سایت
اگر نتوانستید چیزی را که به دنبال آن بودید پیدا کنید، حتماً در نظرات در مورد آن بنویسید، آنچه در حال حاضر در سایت وجود ندارد. این به ما کمک می کند بفهمیم در کدام جهت باید بیشتر حرکت کنیم و سایر بازدیدکنندگان به زودی می توانند مطالب لازم را دریافت کنند.
اگر سایت برای شما مفید بود، سایت را به پروژه اهدا کنید فقط 2 ₽و می دانیم که در مسیر درست حرکت می کنیم.

ممنون که سر زدید

I. روش محاسبه:

تنش های مجاز بر اساس GOST-52857.1-2007 تعیین شد.

برای فولادهای کربن و کم آلیاژ

1. در دماهای طراحی کمتر از 20 درجه سانتیگراد، تنش های مجاز مانند 20 درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود، مشروط به استفاده مجاز از ماده در دمای معین.
2. برای فولاد درجه 20 در R e/20
3. برای فولاد درجه 10G2 در R р0.2/20
4. برای گریدهای فولادی 09G2S، 16GS، کلاس های مقاومتی 265 و 296 طبق GOST 19281، تنش های مجاز، صرف نظر از ضخامت ورق، برای ضخامت های بیش از 32 میلی متر تعیین می شود.
5. تنش های مجاز واقع در زیر خط افقی برای عمر مفید حداکثر 10 5 ساعت معتبر هستند برای عمر مفید طراحی تا 2 * 10 5 ساعت، تنش مجاز واقع در زیر خط افقی در ضریب ضرب می شود. برای فولاد کربن 0.8; برای فولاد منگنزی 0.85 در دما< 450 °С и на 0,8 при температуре от 450 °С до 500 °С включительно.

برای فولادهای کروم مقاوم در برابر حرارت

1. در دماهای طراحی کمتر از 20 درجه سانتیگراد، تنش های مجاز مانند 20 درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود، مشروط به استفاده مجاز از ماده در دمای معین.
2. برای دماهای دیوار طراحی متوسط، تنش مجاز با درون یابی خطی با گرد کردن نتایج به 0.5 مگاپاسکال تعیین می شود.
3. تنش های مجاز واقع در زیر خط افقی برای عمر مفید 10 5 ساعت اعتبار دارند برای عمر مفید طراحی تا 2 * 10 5 ساعت، تنش مجاز واقع در زیر خط افقی در ضریب 0.85 ضرب می شود.

برای فولادهای آستنیتی مقاوم در برابر حرارت، مقاوم در برابر حرارت و مقاوم در برابر خوردگی

1. برای دمای دیوار طراحی میانی، تنش مجاز با درون یابی دو نزدیکترین مقدار نشان داده شده در جدول تعیین می شود و نتایج به نزدیکترین 0.5 مگاپاسکال گرد می شوند.
2. برای آهنگری های ساخته شده از فولادهای 12Х18Н10Т، 10Х17Н13M2T، 10Х17Н13М3Т، تنش های مجاز در دماهای تا 550 درجه سانتی گراد در 0.83 ضرب می شود.
3. برای نمرات فولاد نورد بلند 12Х18Н10Т، 10Х17Н13M2T، 10Х17Н13М3Т، تنش های مجاز در دماهای تا 550 درجه سانتی گراد در نسبت (R* p0.2/20) / 240 ضرب می شود.
   (R* p0.2/20 - استحکام تسلیم مواد بخش نورد طبق GOST 5949 تعیین می شود).
4. برای آهنگری و محصولات بلند ساخته شده از فولاد درجه 08X18H10T، تنش های مجاز در دماهای تا 550 درجه سانتیگراد در 0.95 ضرب می شود.
5. برای آهنگری های ساخته شده از فولاد درجه 03X17H14M3، تنش های مجاز در 0.9 ضرب می شود.
6. برای آهنگری ساخته شده از فولاد درجه 03X18H11، تنش های مجاز در 0.9 ضرب می شود. برای محصولات بلند ساخته شده از فولاد درجه 03X18H11، تنش های مجاز در 0.8 ضرب می شود.
7. برای لوله های ساخته شده از فولاد درجه 03Х21Н21М4ГБ (ZI-35)، تنش های مجاز در 0.88 ضرب می شود.
8. برای آهنگری های ساخته شده از فولاد درجه 03Х21Н21М4ГБ (ZI-35)، تنش های مجاز در نسبت (R* p0.2/20) / 250 ضرب می شود.
   (R* p0.2/20 قدرت تسلیم مواد آهنگری است که طبق GOST 25054 تعیین می شود).
9. تنش های مجاز واقع در زیر خط افقی برای عمر کاری بیش از 10 5 ساعت معتبر است.

برای طول عمر طراحی تا 2*10 5 ساعت، ولتاژ مجاز واقع در زیر خط افقی در دما در ضریب 0.9 ضرب می شود.< 600 °С и на коэффициент 0,8 при температуре от 600 °С до 700 °С включительно.

برای فولادهای مقاوم در برابر حرارت، مقاوم در برابر حرارت و مقاوم در برابر خوردگی از کلاس آستنیتی و آستنیتی-فریتی

1. در دماهای طراحی کمتر از 20 درجه سانتیگراد، تنش های مجاز مانند 20 درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود، مشروط به استفاده مجاز از ماده در دمای معین.
2. برای دمای دیوار طراحی میانی، تنش مجاز با درون یابی دو نزدیکترین مقدار نشان داده شده در این جدول، گرد کردن به نزدیکترین 0.5 مگاپاسکال تعیین می شود.

برای آلومینیوم و آلیاژهای آن

1. تنش های مجاز برای آلومینیوم و آلیاژهای آن در حالت آنیل داده شده است.
2. تنش های مجاز برای ضخامت ورق ها و صفحات آلومینیومی درجات A85M، A8M بیش از 30 میلی متر، درجات دیگر - بیش از 60 میلی متر داده می شود.

برای مس و آلیاژهای آن

1. تنش های مجاز برای مس و آلیاژهای آن در حالت آنیل داده شده است.
2. تنش های مجاز برای ضخامت ورق از 3 تا 10 میلی متر داده می شود.
3. برای مقادیر میانی دمای دیوار محاسبه شده، تنش های مجاز با درون یابی خطی با گرد کردن نتایج به 0.1 مگاپاسکال به سمت مقدار پایین تر تعیین می شود.

برای تیتانیوم و آلیاژهای آن

1. در دماهای طراحی کمتر از 20 درجه سانتیگراد، تنش های مجاز مانند 20 درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود، مشروط به مجاز بودن استفاده از ماده در دمای معین.
2. برای آهنگری و میله، تنش های مجاز در 0.8 ضرب می شود.

II. تعاریف و نمادها:

R e/20 - حداقل مقدارقدرت تسلیم در دمای 20 درجه سانتیگراد، مگاپاسکال. R р0.2/20 - حداقل مقدار استحکام تسلیم شرطی در ازدیاد طول دائمی 0.2٪ در دمای 20 درجه سانتیگراد، MPa. مجاز
تنش - بالاترین تنش های مجاز در یک سازه، مشروط به عملکرد ایمن، قابل اعتماد و بادوام آن. مقدار تنش مجاز با تقسیم مقاومت کششی، استحکام تسلیم و غیره بر مقداری بیشتر از یک که ضریب ایمنی نامیده می شود، تعیین می شود. محاسبه شد
دما - دمای دیواره تجهیزات یا خط لوله، برابر با حداکثر مقدار دمای متوسط ​​حسابی در سطوح بیرونی و داخلی آن در یک بخش در شرایط عملیاتی عادی (برای قطعات کشتی‌های راکتور هسته‌ای، دمای طراحی با در نظر گرفتن داخلی تعیین می‌شود. گرما به عنوان میانگین مقدار جدایی ناپذیر توزیع دما بر روی ضخامت دیواره رگ آزاد می شود (PNAE G-7-002-86، بند 2.2؛ PNAE G-7-008-89، پیوست 1).

دمای طراحی

• بند 5.1. دمای محاسبه شده برای تعیین استفاده می شود مشخصات فیزیکی و مکانیکیمواد و تنش های مجاز، و همچنین هنگام محاسبه استحکام با در نظر گرفتن تأثیرات دما.
• ، بخش 5.2. دمای طراحی بر اساس تعیین می شود محاسبات حرارتییا نتایج آزمایش، یا تجربه عملیاتی از کشتی های مشابه.
• بالاترین دمای دیواره به عنوان دمای طراحی دیواره ظرف یا دستگاه در نظر گرفته می شود. در دماهای کمتر از 20 درجه سانتی گراد، دمای 20 درجه سانتی گراد به عنوان دمای طراحی در هنگام تعیین تنش های مجاز در نظر گرفته می شود.
• ، بخش 5.3. اگر انجام محاسبات یا اندازه‌گیری‌های حرارتی غیرممکن باشد و در حین کار دمای دیوار به دمای محیط در تماس با دیوار افزایش یابد، باید بالاترین دمای محیط، اما کمتر از 20 درجه سانتی‌گراد را اندازه‌گیری کرد. به عنوان دمای طراحی
• هنگام گرم کردن با شعله باز، گازهای خروجی یا بخاری های الکتریکی، دمای طراحی برابر با دمای محیط افزایش یافته 20 درجه سانتیگراد برای گرمایش بسته و 50 درجه سانتیگراد برای گرمایش مستقیم گرفته می شود، مگر اینکه اطلاعات دقیق تری در دسترس باشد.
• ، بخش 5.4. اگر کشتی یا دستگاه تحت چندین شرایط بارگیری مختلف کار می کند یا عناصر مختلفدستگاه ها در شرایط مختلف، برای هر حالت می توانید دمای طراحی خود را تعیین کنید (GOST-52857.1-2007، بند 5).

III. توجه داشته باشید:

بلوک داده منبع برجسته شده است رنگ زرد , بلوک محاسبات میانی با رنگ آبی مشخص شده است, بلوک محلول با رنگ سبز مشخص شده است.

به شما امکان می دهد تعیین کنید استرس نهایی() که در آن ماده نمونه مستقیماً از بین می رود یا تغییر شکل های پلاستیکی بزرگ در آن رخ می دهد.

استرس نهایی در محاسبات قدرت

مانند ولتاژ نهاییدر محاسبات قدرت موارد زیر پذیرفته می شود:

تنش تسلیمبرای یک ماده پلاستیکی (اعتقاد بر این است که تخریب یک ماده پلاستیکی زمانی شروع می شود که تغییر شکل های پلاستیکی قابل توجهی در آن ظاهر شود)

,

استحکام کششیبرای مواد شکننده، که ارزش آن متفاوت است:

برای تهیه یک قطعه واقعی، باید ابعاد و متریال آن را طوری انتخاب کرد که حداکثری که در نقطه ای از عملیات رخ می دهد کمتر از حد مجاز باشد:

با این حال، حتی اگر بیشترین تنش محاسبه شده در یک قطعه نزدیک به تنش نهایی باشد، هنوز نمی توان استحکام آن را تضمین کرد.

اقدام بر روی قطعه نمی تواند با دقت کافی نصب شود،

تنش های طراحی در یک قطعه گاهی اوقات فقط به طور تقریبی قابل محاسبه است،

انحراف بین ویژگی های واقعی و محاسبه شده ممکن است.

قطعه باید با طراحی خاصی طراحی شود ضریب ایمنی:

.

واضح است که هر چه n بزرگتر باشد، قطعه قوی تر است. با این حال خیلی بزرگ ضریب ایمنیمنجر به هدر رفتن مواد می شود و این باعث سنگینی و غیراقتصادی قسمت می شود.

بسته به هدف سازه، ضریب ایمنی مورد نیاز تعیین می شود.

شرایط قدرت: استحکام قطعه تضمین شده در نظر گرفته می شود اگر . با استفاده از عبارت ، بیایید بازنویسی کنیم شرایط قدرتمانند:

از اینجا می توانید فرم دیگری از ضبط را دریافت کنید شرایط قدرت:

رابطه سمت راست آخرین نامساوی نامیده می شود ولتاژ مجاز:

اگر تنش های محدود کننده و در نتیجه تنش های مجاز در حین کشش و فشار متفاوت باشد، آنها را با و نشان می دهند. با استفاده از مفهوم ولتاژ مجاز، می توان شرایط قدرتبه صورت زیر فرموله کنید: استحکام یک قطعه در صورتی تضمین می شود که آنچه در آن رخ می دهد بالاترین ولتاژتجاوز نمی کند ولتاژ مجاز.

برای تعیین تنش های مجاز در مهندسی مکانیک از روش های اساسی زیر استفاده می شود.
1. یک ضریب ایمنی متمایز به عنوان حاصل ضرب تعدادی ضرایب جزئی یافت می‌شود که قابلیت اطمینان ماده، درجه مسئولیت قطعه، دقت فرمول‌های محاسباتی و نیروهای عامل و سایر عوامل تعیین‌کننده را در نظر می‌گیرد. شرایط عملیاتی قطعات
2. جدولی - ولتاژهای مجاز طبق استانداردها گرفته می شود، به شکل جداول سیستماتیک شده است.
(جدول 1 - 7). این روش دقت کمتری دارد، اما ساده ترین و راحت ترین روش برای استفاده عملی در طراحی و آزمایش محاسبات قدرت است.

در کار دفاتر طراحی و در محاسبات قطعات ماشین آلات هم متمایز و هم روش های جدولی و همچنین ترکیب آنها. روی میز شکل 4 - 6 تنش های مجاز برای قطعات ریخته گری غیر استاندارد که روش های محاسباتی ویژه و تنش های مجاز مربوطه برای آنها ایجاد نشده است را نشان می دهد. قطعات معمولی (به عنوان مثال، چرخ دنده ها و چرخ های کرم، قرقره ها) باید با استفاده از روش های ارائه شده در بخش مربوطه کتاب مرجع یا ادبیات تخصصی محاسبه شوند.

تنش های مجاز داده شده برای محاسبات تقریبی فقط برای بارهای اساسی در نظر گرفته شده است. برای محاسبات دقیق تر با در نظر گرفتن بارهای اضافی (به عنوان مثال، دینامیک)، مقادیر جدول باید 20 - 30٪ افزایش یابد.

تنش های مجاز بدون در نظر گرفتن غلظت تنش و ابعاد قطعه، محاسبه شده برای نمونه های فولادی صیقلی صاف با قطر 6-12 میلی متر و برای نمونه های گرد تصفیه نشده، داده می شود. ریخته گری آهنبا قطر 30 میلی متر هنگام تعیین بیشترین تنش ها در قطعه مورد محاسبه، لازم است تنش های اسمی σ nom و τ nom را در ضریب غلظت k σ یا k τ ضرب کنیم:

1. تنش های مجاز*
برای فولادهای کربنی با کیفیت معمولی در شرایط نورد گرم

2. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
فولادهای ساختاری با کیفیت کربن

3. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
فولادهای ساختاری آلیاژی

4. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
برای ریخته گری ساخته شده از کربن و فولادهای آلیاژی

5. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
برای ریخته گری چدن خاکستری

6. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
برای ریخته گری چدن داکتیل

7. تنش های مجاز برای قطعات پلاستیکی

برای فولادهای انعطاف پذیر (سخت نشده).برای تنش های استاتیکی (نوع I بار)، ضریب غلظت در نظر گرفته نمی شود. برای فولادهای همگن (σ در > 1300 مگاپاسکال، و همچنین در مورد عملکرد آنها در دماهای پایین)، ضریب غلظت، در حضور غلظت تنش، در محاسبات تحت بار وارد می شود. مننوع (k > 1). برای فولادهای شکل پذیر تحت بارهای متغیر و در صورت وجود غلظت تنش، این تنش ها باید در نظر گرفته شود.

برای چدندر بیشتر موارد، ضریب تمرکز تنش تقریبا برابر با واحد برای انواع بارها است (I - III). هنگام محاسبه مقاومت برای در نظر گرفتن ابعاد قطعه، تنش های مجاز جدول بندی شده برای قطعات ریخته گری باید در ضریب مقیاس برابر با 1.4 ... 5 ضرب شود.

وابستگی های تجربی تقریبی محدودیت های استقامت برای موارد بارگذاری با چرخه متقارن:

برای فولادهای کربنی:
- هنگام خم شدن، σ -1 = (0.40÷0.46)σ اینچ;
σ -1р = (0.65÷0.75)σ -1;
- در حین پیچش، τ -1 = (0.55÷0.65)σ -1;

برای فولادهای آلیاژی:
- هنگام خم شدن، σ -1 = (0.45÷0.55)σ اینچ;
- هنگام کشیده شدن یا فشرده شدن، σ -1р = (0.70÷0.90)σ -1;
- در حین پیچش، τ -1 = (0.50÷0.65)σ -1;

برای ریخته گری فولاد:
- هنگام خم شدن، σ -1 = (0.35÷0.45)σ اینچ;
- هنگام کشیده شدن یا فشرده شدن، σ -1р = (0.65÷0.75)σ -1;
- در حین پیچش، τ -1 = (0.55÷0.65)σ -1.

خواص مکانیکی و تنش های مجاز چدن ضد اصطکاک:
- مقاومت خمشی نهایی 250 ÷ 300 مگاپاسکال،
- تنش های خمشی مجاز: 95 مگاپاسکال برای I. 70 مگاپاسکال - II: 45 مگاپاسکال - III، که در آن I. II، III تعیین انواع بار است، جدول را ببینید. 1.

تنش های مجاز تقریبی برای فلزات غیر آهنی در کشش و فشار. MPa:
- 30...110 - برای مس;
- 60...130 - برنج;
- 50...110 - برنز;
- 25...70 - آلومینیوم;
- 70...140 - دورالومین.