допускаемые напряжения для стали

Коэффициент запаса прочности какого-либо элемента конструкции равен отношению предельной нагрузки, вызывает потерю прочности элемента, к нагрузке, что создает допустимое напряжение. При этом под потерей прочности понимается не только разрушение элемента, но и появление в нем остаточных деформаций. Поэтому для элемента конструкции, выполненного из пластичного материала, предельным напряжением предел текучести. В большинстве случаев рабочие напряжения в элементах конструкции пропорциональны нагрузкой, а потому коэффициент запаса определяется как отношение предела прочности к допускаемому напряжению (коэффициент запаса по пределу прочности). Так, если предел прочности конструкционной стали равна 540 МПа, а допустимое напряжение - 180 МПа, то коэффициент запаса равен 3.

Допустимое (допустимое ) напряжение - это значение напряжения , которое считается предельно приемлемым при исчислении размеров поперечного сечения элемента , рассчитываемый на заданную нагрузку. Можно говорить о допускаемых напряжениях растяжения, сжатия и сдвига. Допустимые напряжения или предлагаются компетентной инстанцией ( скажем , отделом мостов управления железной дороги) , или выбираются конструктором , осведомленным свойства материала и условия его применения. Допускаемым напряжением ограничивается максимальное рабочее напряжение конструкции.

В сопротивлении материалов большое внимание уделяется выводу соотношений между заданными нагрузками , размерами и формой элемента несущей конструкции эти нагрузки или опорного им , и напряжениями, возникающими в определенных сечениях элемента конструкции. Как правило , цель расчетов заключается в том, чтобы найти необходимые размеры элемента , при которых максимальное рабочее напряжение в нем не будет превышать допускаемого.

При проектировании конструкций ставится цель создать конструкцию, которая, будучи надежной, в то же время была бы предельно легкой и экономичной. Надежность обеспечивается тем, что каждому элементу предоставляют такие размеры, при которых максимальное рабочее напряжение в нем будет в определенной степени меньше напряжения, вызывает потерю прочности этим элементом. Потеря прочности не обязательно означает разрушение. Машина или строительная конструкция считается отказала, когда она не может удовлетворительно выполнять свою функцию. Деталь из пластичного материала, как правило, теряет прочность, когда напряжение в ней достигает предела текучести, так как при этом из-за слишком большой деформации детали машина или конструкция перестает соответствовать своему назначению. Если же деталь выполнена из хрупкого материала, то она почти не деформируется, и потеря ею прочности совпадает с ее разрушением.

1.4.10. Для елементовсосудов и аппаратов, рассчитываются не по предельным нагрузкам (например , фланцевых соединений) допускаемые напряжения должны определять посоответствующей нормативно -технической документации, утвержденной в установленном порядке.

Предел ползучести используютдля определения допустимого напряжения в тех случаях , когда отсутствуют данниепо пределы длительной прочности или по условиям эксплуатации необходимоограничить величину деформации ( перемещения ).

4.3 В основу методов расчета на прочностьбольшинства элементов сосудов принят метод расчета по предельным нагрузкам. Дляудобства расчета коэффициенты запаса прочности до предельных нагрузкамучитиваются при определении допустимых напряжений. Для отдельных элементов (например, фланцевых соединений) или условий нагрузки, например припеременних нагрузках , расчет ведется по допускаемым напряжениям.

Так как детали и сооружения в целом должны безопасно работать и при этих неблагоприятных условиях , то необходимо принять определенные меры предосторожности. С этой целью напряжения, обеспечивают безотказную работу (эксплуатации) машины или любого другого сооружения , должны быть ниже тех предельных напряжений , при которых может произойти разрушение или возникнуть пластические деформации.

При постройке вагонов широко применяются углеродистые и низколегированные стали. Для изготовления основных несущих элементов вагонов ( рам тележек , позвоночных и шкворневых балок , каркаса и обшивки кузова) наибольшее применение имеет низколегированная сталь марки 09Г2Д , обладающий повышенной прочностью и коррозионной стойкостью. При строительстве новых грузовых вагонов в десятой пятилетке будут использованы и низколегированные стали 10ХНДП и 10Г25Д.

Допустимые напряжения и коэффициенты запаса прочности для резьбовых соединений приведены в таблицах 1.2 и 1.3. Они учитывают точность расчетных формул , характер нагрузки , качество монтажа соединения ( контролируемая или неконтролируемая затяжка) и т.д.

При выборе материала учитывают условия работы (температуру, коррозию и т.п.), значение и характер нагрузки (статическая или переменная), способ изготовления и объем производства. Например, стандартные крепежные изделия общего назначения изготавливают из низко- и среднеуглеродистых сталей типа сталь 10... сталь 35. Эти дешевые стали позволяют производить большие партии болтов, винтов и гаек методом холодной высадки или штамповки с последующей накаткой резьбы. Легированные стали 35Х, 30ХГСА применяют для высоконагруженных деталей при переменных и ударных нагрузках, при высоких температурах, в агрессивных средах и т.д.

В тех случаях , когда увеличение массы конструкции , связанное с увеличением диаметра болтов , является неоправданным (например , авиастроение) , применяют контролируемую затяжку. Возможность значительного увеличения статической нагрузки болтов из стали 20 при контролируемой затяжке показана в таблице 1.4.

358.8007ms

Похожие статьи

Вход для пользователей