2.4. tabula

2.22.att

2.18.att

2.17.att

Rīsi. 2.15

Stiepes pārbaudēm tiek izmantotas stiepes pārbaudes iekārtas, kas testēšanas laikā dod iespēju ierakstīt diagrammu “slodzes – absolūtā pagarinājuma” koordinātēs. Sprieguma un deformācijas diagrammas raksturs ir atkarīgs no pārbaudāmā materiāla īpašībām un deformācijas ātruma. Tipisks šādas diagrammas skats zema oglekļa tēraudam pie statiskās slodzes ir parādīts attēlā. 2.16.

Apskatīsim šīs diagrammas raksturīgās sadaļas un punktus, kā arī atbilstošos parauga deformācijas posmus:

OA – Huka likums ir spēkā;

AB – parādījušās paliekošās (plastiskās) deformācijas;

BC – palielinās plastiskās deformācijas;

SD – ražas plato (deformācijas palielināšanās notiek pie pastāvīgas slodzes);

DC – nostiprināšanas laukums (materiāls atkal iegūst spēju palielināt pretestību turpmākai deformācijai un pieņem spēku, kas palielinās līdz noteiktai robežai);

Punkts K – tests tika apturēts un paraugs tika izkrauts;

KN – izkraušanas līnija;

NKL – parauga atkārtotas noslogošanas līnija (KL – sacietēšanas sekcija);

LM ir apgabals, kur nokrīt slodze, šajā brīdī paraugam parādās tā saucamais kakls - lokāls sašaurinājums;

Punkts M – parauga plīsums;

Pēc pārrāvuma paraugam ir tāds izskats, kāds aptuveni parādīts 2.17. attēlā. Fragmentus var salocīt un izmērīt garumu pēc testa ℓ 1, kā arī kakla diametru d 1.

Stiepes diagrammas apstrādes un parauga mērīšanas rezultātā iegūstam vairākus mehāniskos raksturlielumus, kurus var iedalīt divās grupās - stiprības raksturlielumi un plastiskuma raksturlielumi.

Stiprības īpašības

Proporcionalitātes ierobežojums:

Maksimālais spriegums, līdz kuram ir spēkā Huka likums.

Ražas stiprums:

Mazākais spriegums, pie kura notiek parauga deformācija pastāvīgā stiepes spēka ietekmē.

Stiepes izturība (īslaicīgā izturība):

Augstākais spriegums, kas novērots pārbaudes laikā.

Spriegums pārtraukuma brīdī:

Šādi noteiktais spriegums pārrāvumā ir ļoti patvaļīgs, un to nevar izmantot kā tērauda mehānisko īpašību raksturlielumu. Vienošanās ir tāda, ka to iegūst, sadalot spēku plīsuma brīdī ar parauga sākotnējo šķērsgriezuma laukumu, nevis ar tā faktisko laukumu plīsuma brīdī, kas veidošanās dēļ ir ievērojami mazāks par sākotnējo. no kakla.

Plastiskuma īpašības

Atcerēsimies, ka plastiskums ir materiāla spēja deformēties bez lūzuma. Plastiskuma raksturlielumi ir deformācija, tāpēc tos nosaka pēc parauga mērījumu datiem pēc lūzuma:

∆ℓ ос = ℓ 1 - ℓ 0 – atlikušais pagarinājums,

– kakla zona.

Relatīvais pagarinājums pēc pārtraukuma:

. (2.25)

Šis raksturlielums ir atkarīgs ne tikai no materiāla, bet arī no parauga izmēru attiecības. Tāpēc standarta paraugi ir fiksēta attiecība ℓ 0 = 5d 0 vai ℓ 0 = 10d 0, un vērtība δ vienmēr tiek dota ar indeksu - δ 5 vai δ 10 un δ 5 > δ 10.

Relatīvā sašaurināšanās pēc pārrāvuma:

. (2.26)

Konkrēts darbs deformācijas:

kur A ir darbs, kas iztērēts parauga iznīcināšanai; tiek atrasts kā laukums, ko ierobežo stiepes diagramma un x ass (attēla OABCDKLMR laukums). Specifisks deformācijas darbs raksturo materiāla spēju izturēt slodzes ietekmi.

No visiem testēšanas laikā iegūtajiem mehāniskajiem raksturlielumiem galvenie stiprības raksturlielumi ir tecēšanas robeža σ t un stiepes izturība σ pch, bet plastiskuma galvenie raksturlielumi ir relatīvais pagarinājums δ un relatīvā kontrakcija ψ pēc pārrāvuma.

Izkraušana un pārkraušana

Aprakstot stiepes diagrammu, tika norādīts, ka punktā K pārbaude tika pārtraukta un paraugs tika izkrauts. Izkraušanas process tika aprakstīts ar taisni KN (2.16. att.), kas ir paralēla diagrammas taisnei OA. Tas nozīmē, ka parauga pagarinājums ∆ℓ′ P, kas iegūts pirms izkraušanas sākuma, pilnībā neizzūd. Pazudušā pagarinājuma daļa diagrammā ir attēlota ar segmentu NQ, atlikušo daļu ar segmentu ON. Līdz ar to kopējais parauga pagarinājums, kas pārsniedz elastības robežu, sastāv no divām daļām - elastīgās un atlikušās (plastmasas):

∆ℓ′ P = ∆ℓ′ uz augšu + ∆ℓ′ os.

Tas notiks līdz parauga plīsumam. Pēc pārrāvuma kopējā pagarinājuma elastīgā sastāvdaļa (segments ∆ℓ uz augšu) pazūd. Atlikušo pagarinājumu attēlo segments ∆ℓ os. Ja pārtraucat iekraušanu un izkraujat paraugu OB sekcijas ietvaros, tad izkraušanas process tiks attēlots ar līniju, kas sakrīt ar slodzes līniju - deformācija ir tīri elastīga.

Pārkraujot paraugu ar garumu ℓ 0 + ∆ℓ′ oc, iekraušanas līnija praktiski sakrīt ar izkraušanas līniju NK. Proporcionalitātes robeža palielinājās un kļuva vienāda ar spriegumu, no kura tika veikta izkraušana. Tālāk taisne NK pārvērtās līknē KL bez ienesīguma plato. Diagrammas daļa, kas atrodas pa kreisi no NK līnijas, izrādījās nogriezta, t.i. koordinātu sākumpunkts pārvietots uz punktu N. Tādējādi, stiepjoties ārpus tecēšanas punkta, paraugs mainīja savas mehāniskās īpašības:

1). ir palielinājusies samērīguma robeža;

2). apgrozījuma platforma ir pazudusi;

3). relatīvais pagarinājums pēc pārrāvuma samazinājās.

Šo īpašību maiņu sauc rūdīts.

Sacietējot, palielinās elastības īpašības un samazinās elastība. Dažos gadījumos (piemēram, kad mehāniskā apstrāde) sacietēšanas parādība ir nevēlama un tiek novērsta ar termisko apstrādi. Citos gadījumos tas tiek radīts mākslīgi, lai uzlabotu detaļu vai konstrukciju elastību (atsperu apstrāde ar šāvienu vai pacelšanas mašīnu trošu stiepšana).

Stresa diagrammas

Lai iegūtu diagrammu, kas raksturo materiāla mehāniskās īpašības, primārā stiepes diagramma koordinātēs Р – ∆ℓ tiek rekonstruēta koordinātēs σ – ε. Tā kā ordinātas σ = Р/F un abscises σ = ∆ℓ/ℓ iegūst dalot ar konstantēm, tad diagrammai ir tāds pats izskats kā sākotnējai (2.18.att.,a).

No σ – ε diagrammas ir skaidrs, ka

tie. normālās elastības modulis ir vienāds ar diagrammas taisnās daļas slīpuma leņķa pieskares abscisu asij.

No spriegumu diagrammas ir ērti noteikt tā saukto nosacīto tecēšanas robežu. Fakts ir tāds, ka lielākā daļa Būvmateriāli nav ienesīguma laukuma - taisna līnija vienmērīgi pārvēršas līknē. Šajā gadījumā spriegums, pie kura relatīvais pastāvīgais pagarinājums ir vienāds ar 0,2%, tiek ņemts par tecēšanas robežas vērtību (nosacīts). Attēlā 2.18.b attēlā parādīts, kā tiek noteikta nosacītā tecēšanas robeža σ 0,2. Teces robežu σ t, kas noteikta tecēšanas plato klātbūtnē, bieži sauc fiziskais.

Diagrammas dilstošā sadaļa ir nosacīta, jo faktiskais parauga šķērsgriezuma laukums pēc atkaulošanas ir ievērojami mazāks par sākotnējo laukumu, no kura nosaka diagrammas koordinātas. Patieso spriegumu var iegūt, ja spēka lielumu katrā laika momentā P t dala ar faktisko šķērsgriezuma laukumu tajā pašā laika momentā F t:

Attēlā 2.18a, šie spriegumi atbilst pārtrauktajai līnijai. Līdz maksimālajam stiprumam S un σ praktiski sakrīt. Pārrāvuma brīdī patiesais spriegums ievērojami pārsniedz stiepes izturību σ pc un vēl jo vairāk spriegumu pārrāvuma brīdī σ r. Izteiksim kakla laukumu F 1 līdz ψ un atrodam S r.

Þ Þ .

Kaļamajam tēraudam ψ = 50 – 65%. Ja ņemam ψ = 50% = 0,5, tad iegūstam S р = 2σ р, t.i. patiesais stress ir vislielākais plīsuma brīdī, kas ir diezgan loģiski.

2.6.2. Kompresijas pārbaude dažādi materiāli

Saspiešanas tests sniedz mazāk informācijas par materiāla īpašībām nekā stiepes tests. Tomēr ir absolūti nepieciešams raksturot materiāla mehāniskās īpašības. To veic ar paraugiem cilindru formā, kuru augstums nepārsniedz 1,5 reizes lielāku par diametru, vai paraugiem kubu formā.

Apskatīsim tērauda un čuguna saspiešanas diagrammas. Skaidrības labad mēs tos attēlojam vienā attēlā ar šo materiālu stiepes diagrammām (2.19. att.). Pirmajā ceturksnī ir spriegojuma diagrammas, bet trešajā – kompresijas diagrammas.

Iekraušanas sākumā tērauda saspiešanas diagramma ir slīpa taisna līnija ar tādu pašu slīpumu kā spriegošanas laikā. Pēc tam diagramma pārvietojas uz ienesīguma apgabalu (ienesīguma laukums nav tik skaidri izteikts kā stiepes laikā). Tālāk izliekums nedaudz izliecas un nelūzt, jo tērauda paraugs netiek iznīcināts, bet tikai saplacināts. Tērauda E elastības modulis saspiešanas un stiepes apstākļos ir vienāds. Arī tecēšanas robeža σ t + = σ t - ir vienāda. Nav iespējams iegūt spiedes stiprību, tāpat kā nav iespējams iegūt plastiskuma raksturlielumus.

Čuguna spriegojuma un saspiešanas diagrammas pēc formas ir līdzīgas: tās izliecas no paša sākuma un sasniedzot maksimālā slodze nolauzt. Tomēr čuguns labāk darbojas saspiešanā nekā spriegojumā (σ collas - = 5 σ collas +). Stiepes izturība σ pch ir vienīgā mehāniskās īpašībasčuguns, kas iegūts ar kompresijas testu.

Berze, kas rodas testēšanas laikā starp mašīnas plāksnēm un parauga galiem, būtiski ietekmē testa rezultātus un iznīcināšanas veidu. Cilindriskais tērauda paraugs iegūst mucas formu (2.20.a att.), čuguna kubā parādās plaisas 45 0 leņķī pret slodzes virzienu. Ja izslēdzam berzes ietekmi, parauga galus eļļojot ar parafīnu, slodzes virzienā radīsies plaisas un lielākais spēks būs mazāks (2.20. att., b un c). Lielākā daļa trauslo materiālu (betons, akmens) saspiežot sabojājas tāpat kā čuguns, un tiem ir līdzīga saspiešanas diagramma.

Interesanti ir pārbaudīt koksni – anizotropu, t.i. ar dažādu stiprību atkarībā no spēka virziena attiecībā pret materiāla šķiedru virzienu. Arvien plašāk izmantotā stikla šķiedras plastmasa ir arī anizotropa. Saspiežot pa šķiedrām, koksne ir daudz stiprāka nekā saspiežot pa šķiedrām (2.21. att. 1. un 2. līkne). 1. līkne ir līdzīga trauslu materiālu saspiešanas līknēm. Iznīcināšana notiek vienas kuba daļas pārvietošanās dēļ attiecībā pret otru (2.20. att., d). Saspiežot pāri šķiedrām, koksne nesabrūk, bet tiek nospiesta (2.20.e att.).

Pārbaudot tērauda paraugu stiepes noteikšanai, mēs atklājām mehānisko īpašību izmaiņas stiepšanās rezultātā, līdz parādījās manāmas paliekošās deformācijas - aukstuma sacietēšana. Apskatīsim, kā paraugs uzvedas pēc sacietēšanas kompresijas testa laikā. 2.19. attēlā diagramma ir parādīta ar punktētu līniju. Saspiešana notiek pēc NC 2 L 2 līknes, kas atrodas virs tā parauga saspiešanas diagrammas, kas nebija pakļauts darba sacietēšanai OC 1 L 1, un gandrīz paralēli pēdējam. Pēc sacietēšanas ar stiepšanu samazinās proporcionalitātes un spiedes ražas robežas. Šo fenomenu sauc par Baušingera efektu, kas nosaukts zinātnieka vārdā, kurš to pirmo reizi aprakstīja.

2.6.3. Cietības noteikšana

Ļoti izplatīts mehāniskais un tehnoloģiskais tests ir cietības noteikšana. Tas ir saistīts ar šādu testu ātrumu un vienkāršību un iegūtās informācijas vērtību: cietība raksturo detaļas virsmas stāvokli pirms un pēc. tehnoloģiskā apstrāde(rūdīšana, nitrēšana utt.), pēc tā var netieši spriest par stiepes stiprības vērtību.

Materiāla cietība ko sauc par spēju pretoties cita mehāniskai iespiešanai, vairāk ciets. Cietību raksturojošos lielumus sauc par cietības skaitļiem. Nosakāms dažādas metodes, tie atšķiras pēc izmēra un izmēriem, un tiem vienmēr ir pievienota norāde par to noteikšanas metodi.

Visizplatītākā metode ir Brinela metode. Pārbaude sastāv no rūdīta tērauda lodītes ar diametru D presēšanas paraugā (2.22.a att.). Bumba kādu laiku tiek turēta zem slodzes P, kā rezultātā uz virsmas paliek nospiedums (caurums) ar diametru d. Slodzes attiecību kN pret nospieduma virsmas laukumu cm 2 sauc par Brinela cietības skaitli

. (2.30)

Lai noteiktu Brinela cietības skaitli, tiek izmantoti speciāli testēšanas instrumenti, ko mēra ar portatīvo mikroskopu. Parasti HB neaprēķina, izmantojot formulu (2.30), bet gan atrod no tabulām.

Izmantojot cietības skaitli HB, iespējams iegūt aptuvenu dažu metālu stiepes izturības vērtību, nesagraujot paraugu, jo pastāv lineāra sakarība starp σ collu un HB: σ collas = k ∙ HB (zema oglekļa tēraudam k = 0,36, augstas stiprības tēraudam k = 0,33, čugunam k = 0,15, ja alumīnija sakausējumi k = 0,38, titāna sakausējumiem k = 0,3).

Ļoti ērta un plaši izplatīta metode cietības noteikšanai saskaņā ar Rokvelu. Šajā metodē kā paraugā iespiests iespiedējs tiek izmantots dimanta konuss ar virsotnes leņķi 120 grādi un izliekuma rādiuss 0,2 mm vai tērauda lodīte ar diametru 1,5875 mm (1/16 collas). Pārbaude notiek saskaņā ar shēmu, kas parādīta attēlā. 2,22, dzim. Vispirms konuss tiek iespiests ar iepriekšēju slodzi P0 = 100 N, kas netiek noņemta līdz testa beigām. Zem šīs slodzes konuss ir iegremdēts līdz dziļumam h0. Pēc tam konusam tiek pielikta pilna slodze P = P 0 + P 1 (divas iespējas: A – P 1 = 500 N un C – P 1 = 1400 N), un palielinās ievilkuma dziļums. Pēc galvenās slodzes P 1 noņemšanas dziļums h 1 paliek. Galvenās slodzes P 1 ietekmē iegūtais ievilkuma dziļums, kas vienāds ar h = h 1 – h 0, raksturo Rokvela cietību. Cietības skaitli nosaka pēc formulas

, (2.31)

kur 0,002 ir cietības mērītāja indikatora skalas dalījuma vērtība.

Ir arī citas cietības noteikšanas metodes (Vickers, Shore, mikrocietība), kuras šeit nav aplūkotas.

Konstrukcijas elementu stiprības novērtēšanai tiek ieviesti jēdzieni darba (projektēšanas) spriegumi, ierobežojošie spriegumi, pieļaujamie spriegumi un drošības robežas. Tos aprēķina saskaņā ar 4.2., 4.3. punktā norādītajām atkarībām.

Darba (aprēķinātie) spriegumi  Un  raksturot konstrukcijas elementu nospriegoto stāvokli ekspluatācijas slodzes iedarbībā.

Galīgais stress  lim Un  lim raksturo materiāla mehāniskās īpašības un ir bīstamas konstrukcijas elementam tā stiprības ziņā.

Pieļaujamie spriegumi [  ] Un [  ] ir droši un nodrošina konstrukcijas elementa izturību noteiktos ekspluatācijas apstākļos.

Drošības robeža n nosaka maksimālo un pieļaujamo spriegumu attiecību, ņemot vērā dažādu neņemtu faktoru negatīvo ietekmi uz izturību.

Mehānisma daļu drošai darbībai ir nepieciešams, lai maksimālie spriegumi, kas rodas noslogotajās sekcijās, nepārsniegtu konkrētajam materiālam pieļaujamo vērtību:

;
,

Kur
Un
– vislielākie spriegumi (normālais  un tangenciālais ) bīstamajā posmā;
Un – šo spriegumu pieļaujamās vērtības.

Sarežģītai pretestībai tiek noteikti ekvivalenti spriegumi
bīstamā posmā. Spēka nosacījumam ir forma

.

Pieļaujamos spriegumus nosaka atkarībā no maksimālajiem spriegumiem  lim Un  lim iegūts materiālu testēšanas laikā: pie statiskām slodzēm - stiepes izturība
Un τ IN trausliem materiāliem, tecēšanas robeža
Un τ T plastmasas materiāliem; pie cikliskām slodzēm – izturības robeža Un τ r :

;
.

Drošības faktors iecelts, pamatojoties uz pieredzi līdzīgu konstrukciju projektēšanā un ekspluatācijā.

Mašīnu daļām un mehānismiem, kas darbojas ar cikliskām slodzēm un kuriem ir ierobežots kalpošanas laiks, pieļaujamo spriegumu aprēķins tiek veikts saskaņā ar atkarībām:

;
,

Kur
– izturības koeficients, ņemot vērā doto kalpošanas laiku.

Aprēķiniet izturības koeficientu atbilstoši atkarībai

,

Kur
– testa ciklu pamatskaits konkrētam materiālam un deformācijas veidam;
– norādītajam kalpošanas laikam atbilstošais detaļas iekraušanas ciklu skaits; m – izturības līknes pakāpes rādītājs.

Projektējot konstrukcijas elementus, tiek izmantotas divas stiprības aprēķinu metodes:

projektēšanas aprēķins, pamatojoties uz pieļaujamajiem spriegumiem, lai noteiktu konstrukcijas galvenos izmērus;

verifikācijas aprēķins, lai novērtētu esošās struktūras darbību.

5.5. Aprēķinu piemēri

5.5.1. Statiskās stiprības pakāpienveida stieņu aprēķins

R

Katrai no piedāvātajām shēmām mēs definējam:

1. Deformācijas veids:

cx. 1 – stiepšanās; cx. 2 – vērpes; cx. 3 – tīrs līkums.

2. Iekšējā spēka koeficients:

cx. 1 – normāls spēks

N = 2F = 2800 = 1600 H;

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

cx. 3 – lieces moments M = 2Fh = 280010 = 16000 N mm.

3. Spriegumu veidi un to lielums A un B sadaļās:

cx. 1 - normāli
:

MPa;

MPa;

cx. 2 – pieskares
:

MPa;

MPa;

cx. 3 – normāli
:

MPa;

MPa.

4. Kura no spriegumu diagrammām atbilst katrai slodzes shēmai:

cx. 1 – ep. 3; cx. 2 – ep. 2; cx. 3 – ep. 1.

5. Spēka nosacījuma izpilde:

cx. 1 — nosacījums ir izpildīts:
MPa
MPa;

cx. 2 — nosacījums nav izpildīts:
MPa
MPa;

cx. 3 — nosacījums nav izpildīts:
MPa
MPa.

6. Minimālais pieļaujamais diametrs, kas nodrošina stiprības nosacījumu izpildi:

cx. 2:
mm;

cx. 3:
mm.

7. Maksimālais pieļaujamais spēksFno spēka stāvokļa:

cx. 2:
N;

cx. 3:
N.

Tiešsaistes kalkulators nosaka aprēķināto pieļaujamie spriegumi σ atkarībā no projektētās temperatūras dažādu kategoriju materiāliem šādiem veidiem: oglekļa tērauds, hroma tērauds, austenīta klases tērauds, austenīta-ferīta klases tērauds, alumīnijs un tā sakausējumi, varš un tā sakausējumi, titāns un tā sakausējumi saskaņā ar GOST-52857.1 -2007.

Palīdzība projekta mājas lapas izstrādē

Cienījamais vietnes apmeklētāj.
Ja nevarējāt atrast to, ko meklējāt, noteikti rakstiet par to komentāros, kas šobrīd trūkst vietnē. Tas palīdzēs saprast, kurā virzienā jāvirzās tālāk, un drīzumā arī pārējie apmeklētāji varēs saņemt nepieciešamos materiālus.
Ja vietne izrādījās jums noderīga, ziedojiet vietni projektam tikai 2 ₽ un mēs zināsim, ka ejam pareizajā virzienā.

Paldies, ka apmeklējāt!

I. Aprēķina metode:

Pieļaujamie spriegumi tika noteikti saskaņā ar GOST-52857.1-2007.

oglekļa un mazleģētiem tēraudiem

1. Pie projektētās temperatūras zem 20°C pieļaujamie spriegumi tiek uzskatīti par tādiem pašiem kā pie 20°C, ievērojot pieļaujamo materiāla izmantošanu noteiktā temperatūrā.
2. Tērauda klasei 20 pie R e/20
3. Tēraudam 10G2 pie R р0,2/20
4. Tērauda markām 09G2S, 16GS, stiprības klasēm 265 un 296 saskaņā ar GOST 19281, pieļaujamie spriegumi neatkarīgi no loksnes biezuma tiek noteikti biezumam virs 32 mm.
5. Pieļaujamie spriegumi, kas atrodas zem horizontālās līnijas, ir spēkā ne vairāk kā 10 5 stundām. Projektētajam kalpošanas laikam līdz 2 * 10 5 stundām pieļaujamo spriegumu, kas atrodas zem horizontālās līnijas, reizina ar koeficientu: oglekļa tēraudam par 0,8; mangāna tēraudam par 0,85 temperatūrā< 450 °С и на 0,8 при температуре от 450 °С до 500 °С включительно.

karstumizturīgiem hroma tēraudiem

1. Projektētajā temperatūrā, kas zemāka par 20 °C, pieļaujamie spriegumi tiek uzskatīti par tādiem pašiem kā 20 °C, ievērojot pieļaujamo materiāla izmantošanu noteiktā temperatūrā.
2. Vidējās projektētās sienu temperatūras pieļaujamo spriegumu nosaka ar lineāru interpolāciju, rezultātus noapaļojot uz leju līdz 0,5 MPa.
3. Pieļaujamie spriegumi, kas atrodas zem horizontālās līnijas, ir spēkā 10 5 stundu ekspluatācijas laikā Projektētajam kalpošanas laikam līdz 2 * 10 5 stundām pieļaujamo spriegumu, kas atrodas zem horizontālās līnijas, reizina ar koeficientu 0,85.

karstumizturīgiem, karstumizturīgiem un korozijizturīgiem austenīta tēraudiem

1. Vidējās projektētās sienu temperatūras pieļaujamo spriegumu nosaka, interpolējot divas tuvākās tabulā norādītās vērtības, rezultātus noapaļojot uz leju līdz tuvākajam 0,5 MPa.
2. Kalumiem, kas izgatavoti no tērauda markām 12Х18Н10Т, 10Х17Н13M2T, 10Х17Н13М3Т, pieļaujamie spriegumi temperatūrā līdz 550 °C tiek reizināti ar 0,83.
3. Garām velmētām tērauda markām 12Х18Н10Т, 10Х17Н13M2T, 10Х17Н13М3Т pieļaujamie spriegumi temperatūrā līdz 550 °C tiek reizināti ar attiecību (R* p0,2/20) / 240.
   (R* p0,2/20 - velmētā tērauda materiāla tecēšanas robeža tiek noteikta saskaņā ar GOST 5949).
4. Kalumiem un gariem izstrādājumiem, kas izgatavoti no tērauda markas 08X18H10T, pieļaujamie spriegumi temperatūrā līdz 550 °C tiek reizināti ar 0,95.
5. Kalumiem, kas izgatavoti no tērauda markas 03X17H14M3, pieļaujamie spriegumi tiek reizināti ar 0,9.
6. Kalumiem, kas izgatavoti no tērauda markas 03X18H11, pieļaujamos spriegumus reizina ar 0,9; gariem izstrādājumiem, kas izgatavoti no tērauda markas 03X18H11, pieļaujamie spriegumi tiek reizināti ar 0,8.
7. Caurulēm, kas izgatavotas no tērauda markas 03Х21Н21М4ГБ (ZI-35), pieļaujamie spriegumi tiek reizināti ar 0,88.
8. Kalumiem, kas izgatavoti no tērauda markas 03Х21Н21М4ГБ (ZI-35), pieļaujamie spriegumi tiek reizināti ar attiecību (R* p0,2/20) / 250.
   (R* p0,2/20 ir kaluma materiāla tecēšanas robeža, kas noteikta saskaņā ar GOST 25054).
9. Pieļaujamie spriegumi, kas atrodas zem horizontālās līnijas, ir spēkā ne ilgāk kā 10 5 stundas.

Projektētajam kalpošanas laikam līdz 2*10 5 stundām pieļaujamais spriegums, kas atrodas zem horizontālās līnijas, tiek reizināts ar koeficientu 0,9 temperatūrā< 600 °С и на коэффициент 0,8 при температуре от 600 °С до 700 °С включительно.

karstumizturīgiem, karstumizturīgiem un korozijizturīgiem austenīta un austenīta-ferīta klases tēraudiem

1. Projektētajā temperatūrā, kas zemāka par 20 °C, pieļaujamie spriegumi tiek uzskatīti par tādiem pašiem kā 20 °C, ievērojot pieļaujamo materiāla izmantošanu noteiktā temperatūrā.
2. Vidējās projektētās sienu temperatūras pieļaujamo spriegumu nosaka, interpolējot divas tuvākās vērtības, kas norādītas šajā tabulā, noapaļojot uz leju līdz tuvākajam 0,5 MPa.

alumīnijam un tā sakausējumiem

1. Pieļaujamie spriegumi ir doti alumīnijam un tā sakausējumiem atkausētā stāvoklī.
2. Pieļaujamie spriegumi norādīti alumīnija marku A85M, A8M lokšņu un plākšņu biezumam ne vairāk kā 30 mm, citu marku - ne vairāk kā 60 mm.

vara un tā sakausējumiem

1. Pieļaujamie spriegumi ir doti vara un tā sakausējumiem atkausētā stāvoklī.
2. Pieļaujamie spriegumi norādīti lokšņu biezumam no 3 līdz 10 mm.
3. Aprēķināto sienu temperatūru starpvērtībām pieļaujamos spriegumus nosaka ar lineāru interpolāciju, rezultātus noapaļojot līdz 0,1 MPa uz zemāko vērtību.

titānam un tā sakausējumiem

1. Projektētajā temperatūrā, kas zemāka par 20 °C, pieļaujamie spriegumi tiek uzskatīti par tādiem pašiem kā 20 °C, ievērojot pieļaujamību izmantot materiālu noteiktā temperatūrā.
2. Kalumiem un stieņiem pieļaujamos spriegumus reizina ar 0,8.

II. Definīcijas un apzīmējumi:

R e/20 - minimālā vērtība tecēšanas robeža 20 °C temperatūrā, MPa; R р0,2/20 - nosacītā tecēšanas robežas minimālā vērtība pie pastāvīga pagarinājuma 0,2% 20 °C temperatūrā, MPa. pieļaujama
spriegums - lielākie spriegumi, kādus var pieļaut konstrukcijā, ievērojot tās drošu, uzticamu un izturīgu darbību. Pieļaujamā sprieguma vērtību nosaka, dalot stiepes izturību, tecēšanas robežu utt. ar vērtību, kas lielāka par vienu, ko sauc par drošības koeficientu. aprēķināts
temperatūra - iekārtas vai cauruļvada sienas temperatūra, kas vienāda ar maksimālo aritmētisko vidējo temperatūras vērtību uz tās ārējām un iekšējām virsmām vienā sekcijā normālos darbības apstākļos (kodolreaktora tvertņu daļām projektētā temperatūra tiek noteikta, ņemot vērā iekšējos siltuma izdalījumi kā temperatūras sadalījuma vidējā integrālā vērtība pa kuģa sieniņas biezumu (PNAE G-7-002-86, 2.2. punkts; PNAE G-7-008-89, 1. pielikums).

Projektētā temperatūra

• ,Noteikumu 5.1. Lai noteiktu, tiek izmantota aprēķinātā temperatūra fizikālās un mehāniskās īpašības materiālu un pieļaujamos spriegumus, kā arī aprēķinot stiprību, ņemot vērā temperatūras ietekmi.
• ,Punktu 5.2. Projektētā temperatūra tiek noteikta, pamatojoties uz siltuma aprēķini vai testu rezultātus, vai līdzīgu kuģu ekspluatācijas pieredzi.
• Augstākā sienas temperatūra tiek uzskatīta par kuģa vai aparāta sienas projektēto temperatūru. Temperatūrā zem 20 °C, nosakot pieļaujamos spriegumus, par aprēķināto temperatūru tiek ņemta 20 °C temperatūra.
• ,sadaļa 5.3. Ja nav iespējams veikt termiskos aprēķinus vai mērījumus un ja darbības laikā sienas temperatūra paaugstinās līdz vides temperatūrai, kas saskaras ar sienu, tad jāņem vides augstākā temperatūra, bet ne zemāka par 20 °C. kā projektētā temperatūra.
• Sildot ar atklātu liesmu, izplūdes gāzēm vai elektriskajiem sildītājiem, projektētā temperatūra ir vienāda ar apkārtējās vides temperatūru, kas palielināta par 20 °C slēgtai apkurei un par 50 °C tiešai apkurei, ja vien nav pieejami precīzāki dati.
• ,sadaļa 5.4. Ja kuģi vai aparātu darbina vairākos dažādos slodzes apstākļos vai dažādi elementi ierīces darbojas dažādi apstākļi, katram režīmam varat noteikt savu projektēto temperatūru (GOST-52857.1-2007, 5. punkts).

III. Piezīme:

Izcelts avota datu bloks dzeltens , starpaprēķinu bloks ir iezīmēts zilā krāsā, risinājuma bloks ir iezīmēts zaļā krāsā.

Ļauj noteikt galīgais stress(), kurā parauga materiāls tiek tieši iznīcināts vai tajā rodas lielas plastiskas deformācijas.

Galīgais spriegums stiprības aprēķinos

Kā galīgais spriegums stiprības aprēķinos tiek pieņemts:

ražas spriegums plastmasas materiālam (tiek uzskatīts, ka plastmasas materiāla iznīcināšana sākas, kad tajā parādās manāmas plastiskas deformācijas)

,

stiepes izturība trausliem materiāliem, kuru vērtība ir atšķirīga:

Lai nodrošinātu reālu detaļu, ir jāizvēlas tās izmēri un materiāls tā, lai maksimums, kas rodas kādā darbības brīdī, ir mazāks par robežu:

Tomēr pat tad, ja detaļā lielākais aprēķinātais spriegums ir tuvu galīgajam spriegumam, tās izturību vēl nevar garantēt.

Darbību uz detaļu nevar uzstādīt pietiekami precīzi,

projektētos spriegumus daļā dažkārt var aprēķināt tikai aptuveni,

Ir iespējamas novirzes starp faktiskajiem un aprēķinātajiem raksturlielumiem.

Daļai jābūt izstrādātai ar kādu dizainu drošības faktors:

.

Ir skaidrs, ka jo lielāks n, jo stiprāka ir daļa. Tomēr ļoti liels drošības faktors noved pie materiāla izšķērdēšanas, un tas padara daļu smagu un neekonomisku.

Atkarībā no konstrukcijas mērķa tiek noteikts nepieciešamais drošības koeficients.

Spēka stāvoklis: daļas stiprība tiek uzskatīta par nodrošinātu, ja . Izmantojot izteiksmi , pārrakstīsim spēka stāvoklis kā:

Šeit varat iegūt citu ierakstīšanas veidu spēka apstākļi:

Tiek saukta pēdējās nevienādības labās puses attiecība pieļaujamais spriegums:

Ja ierobežojošie un līdz ar to pieļaujamie spriegumi stiepes un saspiešanas laikā ir atšķirīgi, tos apzīmē ar un. Izmantojot jēdzienu pieļaujamais spriegums, Var spēka stāvoklis formulē šādi: daļas izturību nodrošina, ja tajā notiek augstākais spriegums nepārsniedz pieļaujamais spriegums.

Lai noteiktu pieļaujamos spriegumus mašīnbūvē, tiek izmantotas šādas pamatmetodes.
1. Diferencēts drošības koeficients tiek atrasts kā vairāku parciālo koeficientu reizinājums, kas ņem vērā materiāla uzticamību, detaļas atbildības pakāpi, aprēķinu formulu precizitāti un darbības spēkus un citus faktorus, kas nosaka. detaļu ekspluatācijas apstākļi.
2. Tabula - pieļaujamie spriegumi tiek ņemti pēc standartiem, sistematizēti tabulu veidā
(1.–7. tabula). Šī metode ir mazāk precīza, taču tā ir vienkāršākā un ērtākā praktiskai lietošanai projektēšanas un testēšanas stiprības aprēķinos.

Projektēšanas biroju darbā un mašīnu detaļu aprēķinos gan diferencētas, gan tabulas metodes, kā arī to kombinācija. Tabulā 4 - 6 parādīti pieļaujamie spriegumi nestandarta lietām detaļām, kurām nav izstrādātas speciālas aprēķina metodes un atbilstošie pieļaujamie spriegumi. Tipiskās daļas (piemēram, zobrati un tārpu riteņi, skriemeļi) jāaprēķina, izmantojot metodes, kas norādītas attiecīgajā uzziņu grāmatas vai specializētās literatūras sadaļā.

Dotie pieļaujamie spriegumi ir paredzēti tikai aptuveniem aprēķiniem pamata slodzēm. Lai veiktu precīzākus aprēķinus, ņemot vērā papildu slodzes (piemēram, dinamiskās), tabulas vērtības jāpalielina par 20 - 30%.

Pieļaujamie spriegumi norādīti, neņemot vērā sprieguma koncentrāciju un detaļas izmērus, kas aprēķināti gludiem pulētiem tērauda paraugiem ar diametru 6-12 mm un neapstrādātiem apaļajiem. dzelzs lējumi ar diametru 30 mm. Nosakot lielākos spriegumus aprēķina daļā, nominālās spriegumi σ nom un τ nom jāreizina ar koncentrācijas koeficientu k σ vai k τ:

1. Pieļaujamie spriegumi*
parastas kvalitātes oglekļa tēraudiem karsti velmētā stāvoklī

2. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
oglekļa kvalitātes konstrukciju tēraudi

3. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
leģētie konstrukciju tēraudi

4. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
lējumiem, kas izgatavoti no oglekļa un leģētā tērauda

5. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
pelēkā čuguna lējumiem

6. Mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi
kaļamā čuguna lējumiem

7. Plastmasas detaļu pieļaujamie spriegumi

Priekš kaļamie (nerūdīti) tēraudi statiskajiem spriegumiem (I veida slodze) koncentrācijas koeficients netiek ņemts vērā. Viendabīgajiem tēraudiem (σ in > 1300 MPa, kā arī to ekspluatācijas gadījumā zemā temperatūrā) koncentrācijas koeficients sprieguma koncentrācijas klātbūtnē tiek ievadīts aprēķinos pie slodzēm. es veids (k > 1). Kaļamiem tēraudiem ar mainīgām slodzēm un sprieguma koncentrāciju klātbūtnē šie spriegumi ir jāņem vērā.

Priekš čuguns vairumā gadījumu sprieguma koncentrācijas koeficients ir aptuveni vienāds ar vienību visu veidu slodzēm (I - III). Aprēķinot stiprību, lai ņemtu vērā detaļas izmērus, dotie tabulā dotie pieļaujamie spriegumi lietajām daļām jāreizina ar mēroga koeficientu, kas vienāds ar 1,4 ... 5.

Izturības robežu aptuvenās empīriskās atkarības gadījumos, kad notiek slodze ar simetrisku ciklu:

oglekļa tēraudiem:
- noliecoties, σ -1 = (0,40÷0,46)σ collas;
σ -1р = (0,65÷0,75)σ -1;
- vērpes laikā, τ -1 = (0,55÷0,65)σ -1;

leģētajiem tēraudiem:
- noliecoties, σ -1 = (0,45÷0,55)σ collas;
- izstiepts vai saspiests, σ -1р = (0,70÷0,90)σ -1;
- vērpes laikā, τ -1 = (0,50÷0,65)σ -1;

tērauda liešanai:
- noliecoties, σ -1 = (0,35÷0,45)σ collas;
- izstiepts vai saspiests, σ -1р = (0,65÷0,75)σ -1;
- vērpes laikā, τ -1 = (0,55÷0,65)σ -1.

Pretberzes čuguna mehāniskās īpašības un pieļaujamie spriegumi:
- galīgā lieces izturība 250 ÷ 300 MPa,
- pieļaujamie lieces spriegumi: 95 MPa I; 70 MPa - II: 45 MPa - III, kur I. II, III ir slodzes veidu apzīmējumi, skatīt tabulu. 1.

Krāsaino metālu aptuvenie pieļaujamie spriegumi stiepē un spiedē. MPa:
- 30...110 - vara;
- 60...130 - misiņš;
- 50...110 - bronza;
- 25...70 - alumīnijs;
- 70...140 - duralumīnijs.