Методы оценки прочности

1. Методы оценки прочности

Методы оценки прочности
Самым распространенным методом оценки прочности деталей машин
является расчет по допускаемым напряжениям по условиям
прочности
т. е. максимальные расчетные (действительные) нормальные или
касательные напряжения не должны превышать допускаемых.
Определение допускаемых напряжений зависят как от характера
самой нагрузки, так и характера ее приложения, от материала
изделия, концентрации напряжений, качества поверхности, размеров
деталей и других факторов.
Допускаемое напряжение — максимальное напряжение, при
котором материал должен нормально работать.
Допускаемые напряжения получают по предельным с учетом запаса
прочности:
[s] — допускаемый коэффициент запаса прочности.
Допускаемый коэффициент запаса прочности зависит от качества материала, условий
работы детали, назначения детали, точности обработки, расчета и т. д.Он может
колебаться от 1,25 для простых деталей до 12,5 сложных деталей, работающих при
переменных нагрузках в условиях ударов и вибраций

2. Виды расчетов

Расчетное напряжение зависит от нагрузки и размеров поперечного
сечения,
Допускаемое напряжение - только от материала детали и условий
работы
Существуют три вида расчета на прочность.
пусть необходимо обеспечить прочность детали при растяжении
(сжатии), т.е.
1.
Проектировочный расчет — задана расчетная схема и
подбираются материал или размеры детали:
- определение размеров поперечного сечения:
- подбор материала (его марки)
по предельным нпаряжениям
нагрузки;
2.
Проверочный расчет — известны нагрузки, материал, размеры
детали; необходимо проверить, обеспечена ли прочность.
Проверяется неравенство
3.
Определение нагрузочной способности (максимальной
нагрузки):

3.

• Второй распространенный метод расчета деталей
машин на прочность сводится к сравнению
действительного
коэффициента
эапаса
прочности s с допускаемым по условию
• Выбор
допускаемого
коэффициента
запаса
прочности является очень ответственной задачей,
так как завышение [sj ведет к значительному
увеличению массы и габаритов конструкции,
увеличивает ее стоимость, а занижение - делает
конструкцию нелостатоно надежной.

4. Виды диаграмм растяжения

Различные материалы по-разному ведут себя под нагрузкой, характер
деформаций и разрушения зависит от типа материалов. Принято делить
материалы по типу их диаграмм растяжения на 3 группы :
пластичные материалы, эти материалы имеют на диаграмме
растяжения площадку текучести
хрупкие материалы, эти материалы мало деформируются, разругаются
по «хрупкому типу». На диаграмме нет площадки текучести
пластично-хрупкие материалы, материалы, не имеющие площадкуj
текучести, но значительно деформирующиеся под нагрузкой. Это
недопустимо при работе конструкции, поэтому их деформацию
ограничивают и считают максимально возможной относительную
деформацию 0,2%
!!! В справочниках у хрупких и пластично-хрупких материалов отсутствует
характеристика предела текучести. отсутствует ха-актеристика «предел
текучести».

5. Предельные напряжения

Предельным напряжением считают напряжение, при котором в материале
возникает опасное.состояние (разрушение или опаcная деформация)
Для пластичных материалов предельным напряжением считают предел
текучести, т. к. возникающие пластические деформации не исчезают
после снятия нагрузки:
Для хрупких материалов, где пластические деформации отсутствуют, а
разрушение возникает по хрупкому типу (шейки не oбразуется), за
предельное напряжение принимают предел прочности (временное
сопротивление на разрыв):
Для пластично-хрупких материалов предельным напряжением считают
напряжение, соответствующее максимальной деформации 0,2%:

6. Особенности поведения материалов при испытаниях на сжатие:

Пластичные материалы практически одинаково работают при
растяжении и сжатии - механические характеристики при
растяжении и сжатии одинаковы.
Хрупкие материалы обычно обладают большей прочностью при
сжатии, чем при растяжении: предел прочности материалов при
сжатии больше, чем предел прочности при растяжении
Поэтому, если допускаемое напряжение при растяжении и сжатии
различные, их обозначают, их обозначают
(растяжение),
(сжатие).

7. Ориентировочные значения пределов прочности некоторых материалов

8. Ориентировочные значения основных допускаемых напряжений

9.

Второй распространенный метод расчета деталей машин на
прочность сводится к сравнению действительного коэффициента
эапаса прочности s с допускаемым по условию
[s] — допускаемый коэффициент запаса прочности.
Допускаемый коэффициент запаса прочности зависит от качества
материала, условий работы детали, назначения детали, точности
обработки, расчета и т. д. Он может колебаться от 1,25 для простых
деталей до 12,5 сложных деталей, работающих при переменных
нагрузках в условиях ударов и вибраций.
Выбор допускаемого коэффициента запаса прочности является очень
ответственной задачей, так как завышение [s] ведет к значительному
увеличению массы и габаритов конструкции, увеличивает ее
стоимость, а занижение - делает конструкцию недостаточно
надежной.

10. Формы элементов конструкции

Все многообразие форм сводится к трем видам по одному знаку.
1. Брус — любое тело, у которого длина значительно других размеров.
В зависимости от форм продольной оси и поперечных различают
несколько видов брусьев:
— прямой брус постоянного поперечного сечения (рис. 18.
Ось бруса
— прямой ступенчатый брус (рис. 18.36);
— криволинейный брус (рис. 18.Зв).
2. Пластина — любое тело, у которого толщина знач меньше других размеров
(рис. 18.4)