Talahanayan 2.4

Larawan 2.22

Larawan 2.18

Larawan 2.17

kanin. 2.15

Para sa mga tensile test, ginagamit ang tensile testing machine, na ginagawang posible na mag-record ng isang diagram sa mga coordinate na "load - absolute elongation" sa panahon ng pagsubok. Ang likas na katangian ng tensile diagram ay nakasalalay sa mga katangian ng materyal na pagsubok at sa rate ng pagpapapangit. Ang isang tipikal na view ng tulad ng isang diagram para sa banayad na bakal sa ilalim ng static load application ay ipinapakita sa Fig. 2.16.

Isaalang-alang natin ang mga tampok na seksyon at mga punto ng diagram na ito, pati na rin ang mga yugto ng sample deformation na naaayon sa kanila:

OA - Ang batas ni Hooke ay patas;

AB - lumitaw ang natitirang (plastic) deformation;

ВС - lumalaki ang mga plastic deformation;

SD - lugar ng ani (ang paglaki ng pagpapapangit ay nangyayari sa ilalim ng patuloy na pagkarga);

DC - lugar ng hardening (ang materyal ay muling nakakakuha ng kakayahang madagdagan ang paglaban sa karagdagang pagpapapangit at nakikita ang pagtaas ng puwersa hanggang sa isang tiyak na limitasyon);

Point K - ang pagsubok ay tumigil at ang sample ay diskargado;

KN - linya ng pagbabawas;

NKL - linya ng paulit-ulit na pag-load ng ispesimen (KL - hardening section);

LM - seksyon ng drop ng pag-load, sa sandaling ito ang tinatawag na leeg ay lilitaw sa sample - lokal na pagpapaliit;

Point M - sample break;

Pagkatapos ng rupture, ang sample ay kamukha ng ipinapakita sa Figure 2.17. Ang mga labi ay maaaring tiklop at ang haba pagkatapos ng pagsubok ℓ 1 at ang diameter ng leeg d 1 ay maaaring masukat.

Bilang resulta ng pagproseso ng tensile diagram at pagsukat ng sample, nakakakuha kami ng isang bilang ng mga mekanikal na katangian, na maaaring nahahati sa dalawang grupo - mga katangian ng lakas at mga katangian ng plasticity.

Mga katangian ng lakas

Proporsyonal na limitasyon:

Ang pinakamalaking diin kung saan wasto ang batas ni Hooke.

Lakas ng Yield:

Ang pinakamaliit na stress kung saan ang ispesimen ay nagde-deform sa ilalim ng patuloy na puwersa ng makunat.

Tensile Strength (Ultimate Resistance):

Pinakamataas na stress na naobserbahan sa panahon ng pagsubok.

Break boltahe:

Ang tensile stress na tinutukoy sa ganitong paraan ay napaka-arbitrary at hindi maaaring gamitin bilang isang katangian ng mga mekanikal na katangian ng bakal. Ang kombensyon ay nakuha ito sa pamamagitan ng paghahati ng puwersa sa sandali ng pagkalagot sa paunang cross-sectional area ng sample, at hindi sa aktwal na lugar nito sa pagkalagot, na mas mababa kaysa sa una dahil sa pagbuo ng leeg. .

Mga katangian ng plasticity

Alalahanin na ang plasticity ay ang kakayahan ng isang materyal na mag-deform nang walang pagkasira. Ang mga katangian ng plasticity ay deformational, samakatuwid, ang mga ito ay tinutukoy ayon sa data ng pagsukat ng sample pagkatapos ng bali:

∆ℓ os = ℓ 1 - ℓ 0 - natitirang pagpahaba,

- ang lugar ng leeg.

Pagpahaba pagkatapos ng pagkalagot:

. (2.25)

Ang katangiang ito ay nakasalalay hindi lamang sa materyal, kundi pati na rin sa aspect ratio ng sample. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga karaniwang sample ay may nakapirming ratio ℓ 0 = 5d 0 o ℓ 0 = 10d 0 at ang halaga ng δ ay palaging ibinibigay na may index - δ 5 o δ 10, na may δ 5> δ 10.

Relatibong paninikip pagkatapos ng pagkalagot:

. (2.26)

Tiyak na gawain ng pagpapapangit:

kung saan ang A ay ang gawaing ginugol sa pagkasira ng sample; ay matatagpuan bilang ang lugar na hangganan ng stretch diagram at ang abscissa (ang lugar ng OABCDKLMR figure). Ang tiyak na gawain ng pagpapapangit ay nagpapakilala sa kakayahan ng isang materyal na labanan ang epekto ng isang pagkarga.

Sa lahat ng mekanikal na katangian na nakuha sa panahon ng pagsubok, ang mga pangunahing katangian ng lakas ay ang yield stress σt at ang ultimate strength σpc, at ang mga pangunahing katangian ng plasticity ay ang relative elongation δ at ang relative narrowing ψ pagkatapos ng rupture.

Pag-unload at pag-reload

Kapag inilalarawan ang tensile diagram, ipinahiwatig na sa puntong K ang pagsubok ay tumigil at ang sample ay diskargado. Ang proseso ng pagbabawas ay inilarawan ng isang tuwid na linya na KN (Larawan 2.16), na kahanay sa seksyon ng tuwid na linya ng diagram ng OA. Nangangahulugan ito na ang pagpahaba ng sample ∆ℓ ′ P, na nakuha bago ang simula ng pagbabawas, ay hindi ganap na nawawala. Ang nawala na bahagi ng pagpahaba sa diagram ay inilalarawan ng segment ng NQ, ang natitira - sa pamamagitan ng ON na segment. Dahil dito, ang kabuuang pagpahaba ng sample na lampas sa nababanat na limitasyon ay binubuo ng dalawang bahagi - nababanat at nalalabi (plastic):

∆ℓ ′ П = ∆ℓ ′ pack + ∆ℓ′ oss.

Ito ay magpapatuloy hanggang sa maputol ang sample. Pagkatapos ng pagkalagot, nawawala ang nababanat na bahagi ng kabuuang pagpahaba (segment ∆ℓ yn). Ang permanenteng pagpahaba ay inilalarawan ng segment na ∆ℓ ax. Kung ihihinto natin ang paglo-load at pagbabawas ng sample sa loob ng seksyon ng OB, kung gayon ang proseso ng pagbabawas ay ipapakita ng isang linya na tumutugma sa linya ng pagkarga - ang deformation ay puro nababanat.

Sa paulit-ulit na paglo-load ng isang ispesimen na may haba ℓ 0 + ∆ℓ ′, ang axis ng loading line ay halos kasabay ng unloading line NK. Ang proporsyonal na limitasyon ay tumaas at naging katumbas ng boltahe kung saan isinagawa ang pagbabawas. Dagdag pa, ang tuwid na linyang NK ay dumaan sa kurba ng KL nang walang lugar ng ani. Ang bahagi ng diagram sa kaliwa ng linya ng NK ay naputol, i.e. lumipat ang pinanggalingan sa puntong N. Kaya, bilang resulta ng pag-abot sa kabila ng yield point, binago ng sample ang mga mekanikal na katangian nito:

1). tumaas ang proporsyonal na limitasyon;

2). ang lugar ng pagkalikido ay nawala;

3). nabawasan ang pagpahaba pagkatapos ng pagkalagot.

Ang pagbabagong ito sa mga katangian ay tinatawag malamig na trabaho.

Sa panahon ng pagpapatigas ng trabaho, tumataas ang mga nababanat na katangian at bumababa ang plasticity. Sa ilang mga kaso (halimbawa, sa panahon ng mekanikal na pagproseso) ang kababalaghan ng pagpapatigas ng trabaho ay hindi kanais-nais at ito ay inalis sa pamamagitan ng paggamot sa init. Sa ibang mga kaso, ito ay artipisyal na nilikha upang mapabuti ang pagkalastiko ng mga bahagi o istruktura (pagproseso gamit ang mga shot spring o pagguhit ng mga cable ng hoisting machine).

Mga diagram ng stress

Upang makakuha ng isang diagram na nagpapakilala sa mga mekanikal na katangian ng materyal, ang pangunahing diagram ng pag-igting sa mga coordinate ng P - ∆ℓ ay muling inayos sa mga coordinate ng σ - ε. Dahil ang mga ordinates σ = Р / F at ang abscissas σ = ∆ℓ / ℓ ay nakuha sa pamamagitan ng paghahati ng mga constant, ang diagram ay may parehong anyo tulad ng orihinal (Larawan 2.18, a).

Makikita mula sa σ - ε diagram na

mga. ang modulus ng normal na elasticity ay katumbas ng tangent ng anggulo ng pagkahilig ng seksyon ng tuwid na linya ng diagram sa abscissa axis.

Ito ay maginhawa upang matukoy ang tinatawag na conditional yield stress mula sa stress diagram. Ang katotohanan ay ang karamihan sa mga materyales sa istruktura ay walang lugar ng ani - ang isang tuwid na linya ay maayos na nagiging isang kurba. Sa kasong ito, ang stress kung saan ang kamag-anak na natitirang pagpahaba ay 0.2% ay kinuha bilang ang halaga ng yield point (conditional). Sa fig. Ipinapakita ng 2.18, b kung paano tinutukoy ang halaga ng kumbensyonal na yield stress σ 0.2. Ang yield point σ t, na tinutukoy sa pagkakaroon ng isang yield area, ay madalas na tinatawag pisikal.

Ang pababang seksyon ng diagram ay arbitrary, dahil ang aktwal na cross-sectional area ng sample pagkatapos ng necking ay mas mababa kaysa sa unang lugar kung saan tinutukoy ang mga coordinate ng diagram. Makukuha mo ang totoong stress kung ang halaga ng puwersa sa bawat sandali ng oras P t ay hinati sa aktwal na cross-sectional area sa parehong sandali ng oras F t:

Sa fig. 2.18, a, ang mga stress na ito ay tumutugma sa dashed line. Hanggang sa sukdulang lakas, ang S at σ ay halos nagtutugma. Sa sandali ng pagkalagot, ang tunay na stress ay makabuluhang lumampas sa parehong ultimate strength σpc, at higit pa sa stress sa sandali ng pagkalagot σp. Ipahayag natin ang lugar ng leeg F 1 sa mga tuntunin ng ψ at hanapin ang S p.

Þ Þ .

Para sa ductile steel ψ = 50 - 65%. Kung kukuha tayo ng ψ = 50% = 0.5, makakakuha tayo ng S p = 2σ p, i.e. ang tunay na stress ay pinakamalaki sa sandali ng pagkalagot, na medyo lohikal.

2.6.2. Pagsubok ng compression ng iba't ibang mga materyales

Ang compression testing ay nagbibigay ng mas kaunting impormasyon sa mga materyal na katangian kaysa sa tensile testing. Gayunpaman, ito ay ganap na kinakailangan para sa paglalarawan ng mga mekanikal na katangian ng materyal. Isinasagawa ito sa mga specimen sa anyo ng mga cylinder, ang taas nito ay hindi hihigit sa 1.5 diameters, o sa mga specimen sa anyo ng mga cube.

Isaalang-alang ang mga diagram ng compression ng bakal at cast iron. Para sa kalinawan, ilarawan namin ang mga ito sa isang figure na may mga tensile diagram ng mga materyales na ito (Figure 2.19). Sa unang quarter, mayroong mga diagram ng pag-igting, at sa pangatlo, mga diagram ng compression.

Sa simula ng paglo-load, ang compression diagram ng bakal ay isang hilig na tuwid na linya na may parehong slope tulad ng sa pag-igting. Pagkatapos ang diagram ay pumasa sa lugar ng ani (ang lugar ng ani ay hindi binibigkas tulad ng sa pag-igting). Dagdag pa, ang kurba ay bahagyang yumuko at hindi nasira, dahil ang ispesimen ng bakal ay hindi bumagsak, ngunit lamang flattens. Ang modulus ng elasticity ng bakal E sa compression at tension ay pareho. Ang yield stress σ t + = σ t - ay pareho din. Imposibleng makuha ang sukdulang lakas sa compression, tulad ng imposibleng makuha ang mga katangian ng plasticity.

Ang mga diagram ng pag-igting at compression ng cast iron ay magkatulad sa hugis: ang mga ito ay baluktot mula sa simula at masira kapag naabot ang maximum na pagkarga. Gayunpaman, mas gumagana ang cast iron para sa compression kaysa sa tensyon (σ beck - = 5 σ beck +). Ang tensile strength σ beck ay ang tanging mekanikal na katangian ng cast iron na nakuha sa isang compression test.

Ang alitan na nangyayari sa panahon ng pagsubok sa pagitan ng mga plato ng makina at mga dulo ng ispesimen ay may malaking epekto sa mga resulta ng pagsubok at sa likas na katangian ng bali. Ang isang cylindrical na sample na bakal ay tumatagal ng isang hugis-barrel na hugis (Larawan 2.20, a), ang mga bitak ay lumilitaw sa cast-iron cube sa isang anggulo na 45 0 sa direksyon ng pagkarga. Kung ibubukod namin ang epekto ng alitan sa pamamagitan ng pagpapadulas ng mga dulo ng sample na may paraffin, ang mga bitak ay lilitaw sa direksyon ng pagkarga at ang pinakamalaking puwersa ay magiging mas mababa (Larawan 2.20, b at c). Karamihan sa mga malutong na materyales (konkreto, bato) ay nabigo sa compression sa parehong paraan tulad ng cast iron, at may katulad na compression diagram.

Interesado na subukan ang kahoy - anisotropic, i.e. pagkakaroon ng iba't ibang lakas depende sa direksyon ng puwersa na may kaugnayan sa direksyon ng mga hibla, materyal. Ang higit at mas malawak na ginagamit na fiberglass na plastik ay anisotropic din. Kapag na-compress sa kahabaan ng butil, ang kahoy ay mas malakas kaysa kapag na-compress sa buong butil (curves 1 at 2 sa Figure 2.21). Ang curve 1 ay katulad ng mga compression curve para sa mga malutong na materyales. Ang pagkasira ay nangyayari dahil sa paglipat ng isang bahagi ng kubo na may kaugnayan sa isa pa (Larawan 2.20, d). Kapag na-compress sa mga hibla, ang kahoy ay hindi nawasak, ngunit naka-compress (Larawan 2.20, e).

Sa panahon ng tensile testing ng isang sample ng bakal, nakita namin ang pagbabago sa mga mekanikal na katangian bilang resulta ng pag-uunat bago ang hitsura ng mga kapansin-pansing permanenteng deformation - work hardening. Tingnan natin kung paano kumikilos ang ispesimen pagkatapos ng pagtigas ng trabaho sa panahon ng pagsubok sa compression. Sa Figure 2.19, ang diagram ay ipinapakita na may tuldok na linya. Ang compression ay sumusunod sa NC 2 L 2 curve, na matatagpuan sa itaas ng compression diagram ng unhardened specimen OC 1 L 1, at halos parallel sa huli. Pagkatapos ng pagtigas ng trabaho sa pamamagitan ng pag-igting, ang mga limitasyon ng proporsyonalidad at lakas ng ani sa compression ay bumababa. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na Bauschinger effect pagkatapos ng scientist na unang inilarawan ito.

2.6.3. Pagpapasiya ng katigasan

Ang isang napaka-karaniwang mekanikal at teknolohikal na pagsubok ay ang pagpapasiya ng katigasan. Ito ay dahil sa bilis at pagiging simple ng naturang mga pagsubok at ang halaga ng impormasyong nakuha: ang katigasan ay nagpapakilala sa estado ng ibabaw ng bahagi bago at pagkatapos ng teknolohikal na paggamot (pagsusubo, nitriding, atbp.), Maaari itong magamit upang hindi direktang hatulan ang halaga ng sukdulang lakas.

Katigasan ng materyal ay tinatawag na kakayahang labanan ang mekanikal na pagtagos dito ng isa pang mas solidong katawan. Ang mga dami na nagpapakilala sa katigasan ay tinatawag na mga numero ng katigasan. Natutukoy ng iba't ibang mga pamamaraan, ang mga ito ay naiiba sa laki at sukat at palaging sinasamahan ng isang indikasyon ng paraan para sa kanilang pagpapasiya.

Ang pinakakaraniwang paraan ay Brinell. Ang pagsubok ay binubuo sa katotohanan na ang isang tumigas na bakal na bola ng diameter D ay pinindot sa sample (Larawan 2.22, a). Ang bola ay pinananatili ng ilang oras sa ilalim ng isang load P, bilang isang resulta kung saan ang isang imprint (butas) na may diameter d ay naiwan sa ibabaw. Ang ratio ng load sa kN sa surface area ng indentation sa cm 2 ay tinatawag na Brinell hardness number

. (2.30)

Upang matukoy ang numero ng katigasan ng Brinell, ginagamit ang mga espesyal na aparato sa pagsubok, ang diameter ng indentation ay sinusukat gamit ang isang portable na mikroskopyo. Karaniwan ang HB ay hindi binibilang ng formula (2.30), ngunit matatagpuan mula sa mga talahanayan.

Gamit ang hardness number na HB, posibleng makakuha ng tinatayang halaga ng ultimong lakas ng ilang mga metal nang hindi nasisira ang sample, dahil may linear na relasyon sa pagitan ng σ bee at HB: σ bee = k ∙ HB (para sa low-carbon steel k = 0.36, para sa high-strength steel k = 0.33, para sa cast iron k = 0.15, para sa aluminum alloys k = 0.38 , para sa titanium alloys k = 0.3).

Isang napaka-maginhawa at laganap na paraan para sa pagtukoy ng katigasan ni Rockwell... Gumagamit ang paraang ito ng 120 degree diamond taper na may 0.2 mm radius o isang steel ball na may diameter na 1.5875 mm (1/16 inch) bilang indenter na idiniin sa specimen. Ang pagsubok ay isinasagawa ayon sa pamamaraan na ipinapakita sa Fig. 2.22, b. Una, ang kono ay pinindot na may preload na P 0 = 100 N, na hindi naaalis hanggang sa katapusan ng pagsubok. Sa pag-load na ito, ang kono ay nalulubog sa lalim na h 0. Pagkatapos ang buong load P = P 0 + P 1 ay inilapat sa kono (dalawang pagpipilian: A - P 1 = 500 H at C - P 1 = 1400 H), habang ang lalim ng indentation ay tumataas. Matapos tanggalin ang pangunahing pagkarga P 1, nananatili ang lalim h 1. Ang lalim ng indentation na nakuha dahil sa pangunahing load P 1, katumbas ng h = h 1 - h 0, ay nagpapakilala sa katigasan ng Rockwell. Ang numero ng katigasan ay tinutukoy ng formula

, (2.31)

kung saan ang 0.002 ay ang scale division ng hardness tester indicator.

Mayroong iba pang mga pamamaraan para sa pagtukoy ng katigasan (Vickers, Shore, microhardness), na hindi isinasaalang-alang dito.

Upang masuri ang lakas ng mga elemento ng istruktura, ipinakilala ang mga konsepto ng pagpapatakbo (disenyo), mga pangwakas na diin, pinahihintulutang mga stress at mga margin sa kaligtasan. Kinakalkula ang mga ito ayon sa mga dependency na ipinakita sa mga sugnay 4.2, 4.3.

Paggawa (disenyo) boltahe  at  kilalanin ang estado ng stress ng mga elemento ng istruktura sa ilalim ng pagkilos ng isang operational load.

Paglilimita sa mga stress  lim at  lim kilalanin ang mga mekanikal na katangian ng materyal at mapanganib para sa isang elemento ng istruktura sa mga tuntunin ng lakas nito.

Mga pinapayagang boltahe [  ] at [  ] ay ligtas at tinitiyak ang lakas ng elemento ng istruktura sa ibinigay na mga kondisyon ng pagpapatakbo.

Margin ng kaligtasan n nagtatatag ng ratio ng paglilimita at pinahihintulutang mga stress, na isinasaalang-alang ang negatibong epekto sa lakas ng iba't ibang hindi natukoy na mga kadahilanan.

Para sa ligtas na operasyon ng mga bahagi ng mga mekanismo, kinakailangan na ang maximum na mga stress na nagmumula sa mga na-load na seksyon ay hindi lalampas sa halaga na pinapayagan para sa isang naibigay na materyal:

;
,

saan
at
- ang pinakamataas na stress (normal at tangential ) sa mapanganib na seksyon;
at - pinahihintulutang halaga ng mga stress na ito.

Sa kumplikadong paglaban, ang mga katumbas na boltahe ay tinutukoy
sa isang mapanganib na seksyon. Ang kondisyon ng lakas ay may anyo

.

Ang mga pinahihintulutang stress ay tinutukoy depende sa paglilimita ng mga stress  lim at  lim nakuha sa panahon ng mga pagsubok sa materyal: sa ilalim ng mga static na pagkarga - sukdulang lakas
at τ V para sa malutong na materyales, lakas ng ani
at τ T para sa mga plastik na materyales; sa cyclic load - limitasyon sa pagtitiis at τ r :

;
.

Salik ng kaligtasan hinirang batay sa karanasan sa disenyo at pagpapatakbo ng mga katulad na istruktura.

Para sa mga bahagi at mekanismo ng makina na tumatakbo sa ilalim ng mga cyclic load at may limitadong buhay ng serbisyo, ang pagkalkula ng mga pinahihintulutang stress ay isinasagawa ayon sa mga dependency:

;
,

saan
- koepisyent ng buhay ng serbisyo, na isinasaalang-alang ang tinukoy na buhay ng serbisyo.

Kalkulahin ang koepisyent ng tibay ayon sa pagtitiwala

,

saan
- ang batayang bilang ng mga siklo ng pagsubok para sa isang naibigay na materyal at uri ng pagpapapangit;
- ang bilang ng mga siklo ng paglo-load ng bahagi, na tumutugma sa isang naibigay na buhay ng serbisyo; m - isang tagapagpahiwatig ng antas ng curve ng pagtitiis.

Kapag nagdidisenyo ng mga elemento ng istruktura, dalawang paraan ng pagkalkula ng lakas ang ginagamit:

pagkalkula ng disenyo para sa pinahihintulutang mga stress upang matukoy ang mga pangunahing sukat ng istraktura;

pagkalkula ng pagpapatunay upang masuri ang pagganap ng isang umiiral na istraktura.

5.5. Mga halimbawa ng pagkalkula

5.5.1. Pagkalkula ng mga stepped bar para sa static na lakas

R

Para sa bawat isa sa ipinakita na mga scheme, tinutukoy namin:

1. Uri ng pagpapapangit:

cx. 1 - lumalawak; cx. 2 - pamamaluktot; cx. 3 - purong liko.

2. Panloob na salik ng puwersa:

cx. 1 - normal na lakas

N = 2F = 2800 = 1600 H;

cx. 2 - metalikang kuwintas М Х = T = 2Fh = 280010 = 16000 N mm;

cx. 3 - baluktot na sandali M = 2Fh = 280010 = 16000 N mm.

3. Uri ng mga stress at ang kanilang magnitude sa mga seksyon A at B:

cx. 1 - normal
:

MPa;

MPa;

cx. 2 - tangents
:

MPa;

MPa;

cx. 3 - normal
:

MPa;

MPa.

4. Alin sa mga stress diagram ang tumutugma sa bawat loading scheme:

cx. 1 - ep. 3; cx. 2 - ep. 2; cx. 3 - ep. 1.

5. Katuparan ng kondisyon ng lakas:

cx. 1 - natugunan ang kundisyon:
MPa
MPa;

cx. 2 - hindi natutugunan ang kundisyon:
MPa
MPa;

cx. 3 - hindi natutugunan ang kundisyon:
MPa
MPa.

6. Ang pinakamababang pinahihintulutang diameter na nagsisiguro sa katuparan ng kondisyon ng lakas:

cx. 2:
mm;

cx. 3:
mm.

7. Pinakamataas na pinapayagang puwersaFmula sa kondisyon ng lakas:

cx. 2:
H;

cx. 3:
N.

Tinutukoy ng online na calculator ang nakalkula pinahihintulutang stress σ depende sa temperatura ng disenyo para sa iba't ibang grado ng mga materyales ng mga sumusunod na uri: carbon steel, chromium steel, austenitic steel, austenite-ferritic steel, aluminyo at mga haluang metal nito, tanso at mga haluang metal nito, titanium at mga haluang metal nito alinsunod sa GOST-52857.1- 2007.

Tulong para sa pagbuo ng site ng proyekto

Minamahal na Bisita sa Site.
Kung hindi mo mahanap ang iyong hinahanap - siguraduhing isulat ang tungkol dito sa mga komento, na nawawala sa site ngayon. Makakatulong ito sa amin na maunawaan kung aling direksyon ang kailangan naming magpatuloy, at makukuha ng ibang mga bisita ang kinakailangang materyal sa lalong madaling panahon.
Kung ang site ay naging kapaki-pakinabang sa Vama, i-donate ang site sa proyekto 2₽ lang at malalaman natin na tayo ay patungo sa tamang direksyon.

Salamat sa hindi pagdaan!

I. Paraan ng pagkalkula:

Ang mga pinahihintulutang stress ay tinutukoy ayon sa GOST-52857.1-2007.

para sa carbon at mababang haluang metal na bakal

1. Sa mga temperatura ng disenyo sa ibaba 20 ° C, ang mga pinahihintulutang stress ay ipinapalagay na kapareho ng sa 20 ° C, napapailalim sa pinahihintulutang paggamit ng materyal sa temperatura na ito.
2. Para sa steel grade 20 sa R ​​e / 20
3. Para sa steel grade 10G2 sa R ​​p0.2 / 20
4. Para sa mga grado ng bakal na 09G2S, 16GS, mga klase ng lakas 265 at 296 alinsunod sa GOST 19281, ang mga pinahihintulutang stress, anuman ang kapal ng sheet, ay tinutukoy para sa mga kapal na higit sa 32 mm.
5. Ang mga pinahihintulutang stress na matatagpuan sa ibaba ng pahalang na linya ay may bisa para sa isang mapagkukunan na hindi hihigit sa 10 5 na oras. Para sa isang tinantyang buhay ng serbisyo na hanggang 2 * 10 5 na oras, ang pinahihintulutang stress na matatagpuan sa ibaba ng pahalang na linya ay pinarami ng isang kadahilanan: para sa carbon steel sa pamamagitan ng 0.8; para sa manganese steel sa pamamagitan ng 0.85 sa isang temperatura< 450 °С и на 0,8 при температуре от 450 °С до 500 °С включительно.

para sa mga chromium steel na lumalaban sa init

1. Sa mga temperatura ng disenyo sa ibaba 20 ° C, ang mga pinahihintulutang stress ay ipinapalagay na pareho sa 20 ° C, sa kondisyon na ang materyal ay ginagamit sa isang ibinigay na temperatura.
2. Para sa mga intermediate na temperatura ng pader ng disenyo, ang pinahihintulutang stress ay tinutukoy sa pamamagitan ng linear interpolation na may mga resultang bilugan sa 0.5 MPa pababa.
3. Ang pinahihintulutang mga stress na matatagpuan sa ibaba ng pahalang na linya ay may bisa para sa isang mapagkukunan ng 10 5 na oras. Para sa isang tinantyang buhay ng serbisyo na hanggang 2 * 10 5 na oras, ang pinahihintulutang boltahe na matatagpuan sa ibaba ng pahalang na linya ay pinarami ng isang kadahilanan na 0.85.

para sa heat-resistant, heat-resistant at corrosion-resistant steels ng austenitic class

1. Para sa mga intermediate na temperatura ng pader ng disenyo, ang pinahihintulutang stress ay tinutukoy sa pamamagitan ng interpolating ng dalawang pinakamalapit na halaga na ipinahiwatig sa talahanayan, na ang mga resulta ay bilugan pababa sa 0.5 MPa patungo sa isang mas mababang halaga.
2. Para sa mga forging na gawa sa mga grade na bakal na 12X18H10T, 10X17H13M2T, 10X17H13M3T, ang mga pinahihintulutang stress sa temperatura hanggang sa 550 ° C ay pinarami ng 0.83.
3. Para sa mga mahahabang produkto na gawa sa mga grade na bakal na 12X18H10T, 10X17H13M2T, 10X17H13M3T, ang mga pinahihintulutang stress sa temperatura hanggang 550 ° C ay pinarami ng ratio (R * p0.2 / 20) / 240.
   (R * p0.2 / 20 - ang punto ng ani ng mahabang materyal ng produkto ay tinutukoy alinsunod sa GOST 5949).
4. Para sa mga forging at rolled section na gawa sa 08X18H10T na bakal, ang pinahihintulutang mga stress sa temperatura hanggang 550 ° C ay pinarami ng 0.95.
5. Para sa mga forging na gawa sa steel grade 03X17H14M3, ang mga pinahihintulutang stress ay pinarami ng 0.9.
6. Para sa mga forging na gawa sa steel grade 03X18H11, ang pinahihintulutang mga stress ay pinarami ng 0.9; para sa mga mahahabang produkto na gawa sa steel grade 03X18H11, ang pinahihintulutang mga stress ay pinarami ng 0.8.
7. Para sa mga tubo na gawa sa steel grade 03X21N21M4GB (ZI-35), ang pinahihintulutang mga stress ay pinarami ng 0.88.
8. Para sa mga forging na gawa sa steel grade 03X21N21M4GB (ZI-35), ang mga pinahihintulutang stress ay pinarami ng ratio (R * p0.2 / 20) / 250.
   (R * p0.2 / 20 ay ang yield point ng forgings material, na tinutukoy alinsunod sa GOST 25054).
9. Ang mga pinahihintulutang boltahe sa ibaba ng pahalang na linya ay may bisa para sa isang mapagkukunan na hindi hihigit sa 10 5 oras.

Para sa isang tinantyang buhay ng serbisyo na hanggang 2 * 10 5 h, ang pinahihintulutang boltahe na matatagpuan sa ibaba ng pahalang na linya ay pinarami ng isang kadahilanan na 0.9 sa isang temperatura< 600 °С и на коэффициент 0,8 при температуре от 600 °С до 700 °С включительно.

para sa heat-resistant, heat-resistant at corrosion-resistant steels ng austenitic at austenitic-ferritic class

1. Sa mga temperatura ng disenyo sa ibaba 20 ° C, ang mga pinahihintulutang stress ay ipinapalagay na kapareho ng sa 20 ° C, napapailalim sa pinahihintulutang paggamit ng materyal sa temperatura na ito.
2. Para sa mga intermediate na temperatura ng pader ng disenyo, ang pinahihintulutang stress ay tinutukoy sa pamamagitan ng interpolation ng dalawang pinakamalapit na halaga na ipinahiwatig sa talahanayang ito, na bilugan sa 0.5 MPa patungo sa mas mababang halaga.

para sa aluminyo at mga haluang metal nito

1. Ang mga pinapayagang stress ay ibinibigay para sa aluminyo at mga haluang metal nito sa annealed state.
2. Ang mga pinahihintulutang stress ay ibinibigay para sa mga kapal ng mga sheet at plato ng mga grado ng aluminyo A85M, A8M na hindi hihigit sa 30 mm, iba pang mga grado - hindi hihigit sa 60 mm.

para sa tanso at mga haluang metal nito

1. Ang mga pinapayagang stress ay ibinibigay para sa tanso at mga haluang metal nito sa annealed state.
2. Ang mga pinapayagang stress ay ibinibigay para sa mga kapal ng sheet mula 3 hanggang 10 mm.
3. Para sa mga intermediate na halaga ng mga temperatura sa dingding ng disenyo, ang mga pinahihintulutang stress ay tinutukoy ng linear interpolation na ang mga resulta ay bilugan sa 0.1 MPa pababa.

para sa titanium at mga haluang metal nito

1. Sa mga temperatura ng disenyo sa ibaba 20 ° C, ang mga pinahihintulutang stress ay ipinapalagay na pareho sa 20 ° C, sa kondisyon na ang materyal ay maaaring gamitin sa isang naibigay na temperatura.
2. Para sa mga forging at rod, ang mga pinapahintulutang stress ay pinarami ng 0.8.

II. Mga kahulugan at notasyon:

R e / 20 - ang pinakamababang halaga ng yield point sa temperatura na 20 ° C, MPa; R p0.2 / 20 - ang pinakamababang halaga ng conventional yield stress sa isang natitirang pagpahaba ng 0.2% sa temperatura na 20 ° C, MPa. pinahihintulutan
stress - ang pinakamataas na stress na maaaring tiisin sa isang istraktura, sa kondisyon na ito ay ligtas, maaasahan at matibay. Ang halaga ng pinahihintulutang stress ay itinakda sa pamamagitan ng paghahati sa lakas ng makunat, lakas ng ani, atbp., sa halagang mas malaki sa isa, na tinatawag na safety factor. kalkulado
temperatura - ang temperatura ng dingding ng kagamitan o pipeline, katumbas ng maximum na arithmetic mean na halaga ng mga temperatura sa panlabas at panloob na mga ibabaw nito sa isang seksyon sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng operating (para sa mga bahagi ng nuclear reactor vessels, ang temperatura ng disenyo ay tinutukoy na isinasaalang-alang ang panloob heat release bilang ang average na integral value ng temperature distribution sa kapal ng vessel wall (PNAE G-7-002-86, clause 2.2; PNAE G-7-008-89, appendix 1).

Temperatura ng disenyo

• , sugnay 5.1. Ang temperatura ng disenyo ay ginagamit upang matukoy ang pisikal at mekanikal na mga katangian ng materyal at ang pinahihintulutang mga stress, pati na rin kapag kinakalkula ang lakas, na isinasaalang-alang ang mga epekto ng temperatura.
• , aytem 5.2. Ang temperatura ng disenyo ay tinutukoy batay sa mga kalkulasyon ng heat engineering o mga resulta ng pagsubok, o karanasan sa pagpapatakbo ng mga katulad na sisidlan.
• Ang pinakamataas na temperatura ng dingding ay kinukuha bilang temperatura ng disenyo ng dingding ng sisidlan o kagamitan. Sa mga temperatura sa ibaba 20 ° C, ang temperatura ng 20 ° C ay kinukuha bilang temperatura ng disenyo kapag tinutukoy ang pinahihintulutang mga stress.
• , p.5.3. Kung imposibleng magsagawa ng mga thermal kalkulasyon o pagsukat at kung sa panahon ng operasyon ang temperatura ng dingding ay tumaas sa temperatura ng daluyan na nakikipag-ugnay sa dingding, kung gayon ang pinakamataas na temperatura ng daluyan ay dapat kunin bilang temperatura ng disenyo, ngunit hindi mas mababa sa 20 ° C.
• Kapag nagpainit na may bukas na apoy, mga gas na tambutso o mga electric heater, ang temperatura ng disenyo ay kinukuha na katumbas ng temperatura ng kapaligiran, nadagdagan ng 20 ° C na may saradong pagpainit at ng 50 ° C na may direktang pag-init, kung walang mas tumpak na data .
• , aytem 5.4. Kung ang isang sisidlan o aparato ay pinatatakbo sa ilalim ng maraming iba't ibang mga kondisyon ng paglo-load o iba't ibang mga elemento ng aparato ay gumagana sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon, para sa bawat mode, maaari mong matukoy ang sarili nitong temperatura ng disenyo (GOST-52857.1-2007, p. 5).

III. Tandaan:

Naka-highlight sa dilaw ang source data block, bloke ng mga intermediate na kalkulasyon ay naka-highlight sa asul, ang bloke ng desisyon ay naka-highlight sa berde.

Payagan na tukuyin limitahan ang mga stress(), kung saan ang sample na materyal ay direktang nawasak o ang malalaking plastic deformation ay nangyayari dito.

Ultimate stress sa mga kalkulasyon ng lakas

Bilang limitahan ang stress sa mga kalkulasyon ng lakas ay ipinapalagay:

yield point para sa isang plastik na materyal (pinaniniwalaan na ang pagkasira ng isang plastik na materyal ay nagsisimula kapag lumitaw ang mga kapansin-pansin na mga deformasyon ng plastik dito)

,

lakas ng makunat para sa isang malutong na materyal, ang halaga nito ay iba sa:

Upang matiyak ang isang tunay na bahagi, kinakailangan upang piliin ang mga sukat at materyal nito sa paraang ang pinakamalaking na lumitaw sa isang tiyak na punto sa panahon ng operasyon ay mas mababa sa limitasyon:

Gayunpaman, kahit na ang pinakamataas na diin sa disenyo sa bahagi ay malapit sa sukdulang diin, hindi pa matitiyak ang lakas nito.

Ang pagkilos sa isang bahagi ay hindi maitatag nang tumpak nang sapat,

Ang mga stress sa disenyo sa isang bahagi ay maaari lamang kalkulahin nang humigit-kumulang,

Ang mga paglihis mula sa mga kinakalkula na katangian ay posible.

Ang bahagi ay dapat na idinisenyo na may ilang kalkulado kadahilanan ng kaligtasan:

.

Ito ay malinaw na ang mas malaki n, mas malakas ang bahagi. Gayunpaman, napakalaki kadahilanan ng kaligtasan humahantong sa pag-aaksaya ng materyal, at ginagawa nitong mabigat at hindi matipid ang bahagi.

Depende sa layunin ng istraktura, ang kinakailangang kadahilanan ng kaligtasan ay nakatakda.

Kondisyon ng lakas: ang lakas ng bahagi ay itinuturing na matiyak kung. Gamit ang expression , muling isulat kondisyon ng lakas bilang:

Mula dito maaari kang makakuha ng isa pang paraan ng pag-record mga kondisyon ng lakas:

Ang kaugnayan sa kanang bahagi ng huling hindi pagkakapantay-pantay ay tinatawag pinahihintulutang boltahe:

Kung ang paglilimita at, samakatuwid, ang mga pinahihintulutang stress sa pag-igting at compression ay iba, ang mga ito ay tinutukoy ng at. Gamit ang konsepto pinahihintulutang boltahe, pwede kondisyon ng lakas mabuo tulad ng sumusunod: ang lakas ng isang bahagi ay natitiyak kung ang umuusbong sa loob nito pinakamalaking stress mas mababa sa pinahihintulutang boltahe.

Upang matukoy ang pinahihintulutang mga stress sa mechanical engineering, ang mga sumusunod na pangunahing pamamaraan ay ginagamit.
1. Ang pagkakaiba-iba na kadahilanan ng kaligtasan ay matatagpuan bilang produkto ng isang bilang ng mga bahagyang coefficient na isinasaalang-alang ang pagiging maaasahan ng materyal, ang antas ng responsibilidad ng bahagi, ang katumpakan ng mga formula ng pagkalkula at ang kumikilos na puwersa at iba pang mga kadahilanan na tumutukoy ang mga kondisyon ng pagtatrabaho ng mga bahagi.
2. Tabular - ang mga pinahihintulutang boltahe ay kinukuha ayon sa mga pamantayan, na sistematiko sa anyo ng mga talahanayan
(Talahanayan 1 - 7). Ang pamamaraang ito ay hindi gaanong tumpak, ngunit ang pinakasimple at maginhawa para sa praktikal na paggamit sa mga kalkulasyon ng lakas ng disenyo at pag-verify.

Sa gawain ng mga bureaus ng disenyo at sa pagkalkula ng mga bahagi ng makina, parehong naiiba at. mga pamamaraan ng tabular, pati na rin ang kanilang kumbinasyon. mesa Ang 4 - 6 ay nagpapakita ng mga pinahihintulutang stress para sa mga hindi tipikal na bahagi ng cast kung saan ang mga espesyal na pamamaraan ng pagkalkula at ang pinahihintulutang mga stress na naaayon sa mga ito ay hindi pa binuo. Ang mga karaniwang bahagi (halimbawa, mga gulong ng gear at worm, pulley) ay dapat kalkulahin ayon sa mga pamamaraan na ibinigay sa naaangkop na seksyon ng handbook o espesyal na literatura.

Ang mga nakasaad na pinahihintulutang stress ay inilaan para sa tinatayang mga kalkulasyon para sa mga pangunahing pagkarga lamang. Para sa mas tumpak na mga kalkulasyon, isinasaalang-alang ang mga karagdagang pag-load (halimbawa, dynamic), ang mga halaga ng tabular ay dapat tumaas ng 20 - 30%.

Ang mga pinahihintulutang stress ay ibinibigay nang hindi isinasaalang-alang ang konsentrasyon ng stress at mga sukat ng bahagi, na kinakalkula para sa makinis na pinakintab na mga sample ng bakal na may diameter na 6-12 mm at para sa hindi ginagamot na round iron castings na may diameter na 30 mm. Kapag tinutukoy ang pinakamataas na stress sa kinakalkula na bahagi, ang mga nominal na stress σ nom at τ nom ay dapat na i-multiply sa concentration factor k σ o k τ:

1. Mga pinahihintulutang boltahe *
para sa mga carbon steel ng ordinaryong kalidad sa hot-rolled na kondisyon

2. Mga mekanikal na katangian at pinahihintulutang stress
kalidad ng carbon na mga istrukturang bakal

3. Mga mekanikal na katangian at pinahihintulutang stress
haluang istrukturang bakal

4. Mga mekanikal na katangian at pinahihintulutang stress
para sa mga casting mula sa carbon at alloy steels

5. Mga mekanikal na katangian at pinahihintulutang stress
para sa gray iron castings

6. Mga mekanikal na katangian at pinahihintulutang stress
para sa ductile iron castings

7. Mga pinapayagang stress para sa mga bahaging plastik

Para sa ductile (non-hardened) steels sa mga static na stress (uri ako ng pagkarga), hindi isinasaalang-alang ang kadahilanan ng konsentrasyon. Para sa mga homogenous na bakal (σ sa> 1300 MPa, pati na rin sa kaso ng kanilang operasyon sa mababang temperatura), ang kadahilanan ng konsentrasyon, sa pagkakaroon ng konsentrasyon ng stress, ay ipinakilala din sa pagkalkula sa ilalim ng mga naglo-load. ako ng anyo (k> 1). Para sa ductile steels sa ilalim ng pagkilos ng alternating load at sa pagkakaroon ng stress concentration, ang mga stress na ito ay dapat isaalang-alang.

Para sa cast iron sa karamihan ng mga kaso, ang stress concentration factor ay humigit-kumulang katumbas ng pagkakaisa para sa lahat ng uri ng load (I - III). Sa mga kalkulasyon ng lakas upang isaalang-alang ang mga sukat ng bahagi, ang ibinigay na tabular na pinahihintulutang mga stress para sa mga bahagi ng cast ay dapat na i-multiply sa isang scale factor na katumbas ng 1.4 ... 5.

Tinatayang mga empirical na dependence ng mga limitasyon sa pagkapagod para sa paglo-load ng mga kaso na may simetriko cycle:

para sa mga carbon steel:
- kapag yumuyuko, σ -1 = (0.40 ÷ 0.46) σ c;
σ -1р = (0.65 ÷ 0.75) σ -1;
- kapag umiikot, τ -1 = (0.55 ÷ 0.65) σ -1;

para sa mga bakal na haluang metal:
- kapag yumuyuko, σ -1 = (0.45 ÷ 0.55) σ in;
- kapag naunat o na-compress, σ -1р = (0.70 ÷ 0.90) σ -1;
- kapag umiikot, τ -1 = (0.50 ÷ 0.65) σ -1;

para sa paghahagis ng bakal:
- kapag yumuyuko, σ -1 = (0.35 ÷ 0.45) σ in;
- kapag naunat o na-compress, σ -1р = (0.65 ÷ 0.75) σ -1;
- kapag umiikot, τ -1 = (0.55 ÷ 0.65) σ -1.

Mga mekanikal na katangian at pinahihintulutang stress ng antifriction cast iron:
- sukdulang lakas sa baluktot na 250 ÷ 300 MPa,
- pinahihintulutang baluktot na mga stress: 95 MPa para sa I; 70 MPa - II: 45 MPa - III, kung saan I. II, III - mga pagtatalaga ng mga uri ng pagkarga, tingnan ang talahanayan. 1.

Tinatayang pinahihintulutang tensile at compressive stress para sa mga non-ferrous na metal. MPa:
- 30 ... 110 - para sa tanso;
- 60 ... 130 - tanso;
- 50 ... 110 - tanso;
- 25 ... 70 - aluminyo;
- 70 ... 140 - duralumin.