Меню

Что будет если расчетное напряжение будет больше чем допускаемое

Допускаемое напряжение при расчете на прочность и жесткость. Условия прочности и жесткости

Механические испытания материалов на растяжение и сжатие позволяют определить предельные напряжения ( ), при которых материал образца непосредственно разрушается или в нем возникают большие пластические деформации.

Предельное напряжение в расчетах на прочность

В качестве предельного напряжения в расчетах на прочность принимается:

предел текучести для пластичного материала (считается, что разрушение пластичного материала начинается при появлении в нем заметных пластических деформаций)

предел прочности для хрупкого материала, значение которого при растяжении и сжатии различно:

Для обеспечения прочности реальной детали необходимо так выбрать ее размеры и материал, чтобы возникающее в некоторой ее точке при эксплуатации наибольшее нормальное напряжение было меньше предельного:

Однако даже если наибольшее расчетное напряжение в детали будет близко к предельному напряжению, гарантировать ее прочность еще нельзя.

внешние нагрузки действующие на деталь, не могут быть установлены достаточно точно,

расчетные напряжения в детали могут быть вычислены иногда лишь приближенно,

возможны отклонения действительных механических характеристик материала от расчетных характеристик.

Деталь должна быть спроектирована с некоторым расчетным коэффициентом запаса прочности :

Ясно, что чем больше n, тем прочнее деталь. Однако очень большой коэффициент запаса прочности приводит к перерасходу материала, и это делает деталь тяжелой и неэкономичной.

В зависимости от назначения конструкции устанавливается требуемый коэффициент запаса прочности .

Условие прочности : прочность детали считается обеспеченной, если . Используя выражение , перепишем условие прочности в виде:

Отсюда можно получить и другую форму записи условия прочности :

Отношение, стоящее в правой части последнего неравенства, называют допускаемым напряжением :

Если предельные и, следовательно, допускаемые напряжения при растяжении и сжатии различны, их обозначают и . Пользуясь понятием допускаемого напряжения , можно условие прочности сформулировать следующим образом: прочность детали обеспечена, если возникающее в ней наибольшее напряжение не превышает допускаемого напряжения .

Читайте также:  Определить главные напряжения пример

Тогда условие прочности при растяжении (сжатии) имеет вид:

Если расчетное напряжение получается значительно ниже допускаемого напряжения , то материал расходуется нерационально. Допускается расчетное напряжение не более чем на 5 % превышающее допускаемое напряжение .

Условие жесткости при растяжении и сжатии формула:

Источник



Расчет на прочность по допускаемым напряжениям

date image2015-02-24
views image7739

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Расчет на прочность по допускаемым напряжениям основан на оценке прочности материала в опасной точке. При таких расчетах наибольшие нормальные напряжения в опасном сечении и в опасной точке сравниваются с допускаемыми напряжениями.

Если наибольшие напряжения, которые возникают в конструкции, не превышают допускаемых, то считается, что необходимый запас прочности обеспечен.

Такой способ расчета на прочность называют расчетом по допускаемым напряжениям.

Условие прочности бруса, работающего на осевое растяжение (сжатие), имеет вид:

где — наибольшее по абсолютному значению нормальное напряжение в брусе, т.е. напряжение в опасном сечении.

Данное условие прочности позволяет производить три вида расчета на прочность:

1. Проверка прочности. По известным нагрузкам (а, следовательно, и внутреннему усилию в опасном сечении конструкции) и размерам поперечного сечения определяют наибольшее рабочее напряжение и сравнивают его с допускаемым напряжением для данного материала. Расчет выполняется непосредственно по этой формуле.

2. Подбор сечения. По найденному внутреннему усилию от заданной нагрузки и допускаемому напряжению применяемого материала определяют требуемую площадь поперечного сечения.

3. Определение допускаемых нагрузок (несущей способности). По известным поперечным размерам детали или элемента конструкции и допускаемому напряжению материала устанавливают значение допускаемых нагрузок.

Метод расчета на прочность по допускаемым напряжениям, бесспорно, обеспечивает прочность конструкции, но во многих случаях не позволяет рационально использовать все ее возможности и часто приводит к завышению ее массы.

При расчете по допускаемым напряжениям опасным (или предельным) состоянием конструкции считается такое, при котором наибольшее напряжение, хотя бы в одной точке материала конструкции достигает опасной величины – предела текучести (для пластичного материала) или предела прочности (для хрупкого материала). Состояние всей остальной массы материала. Во внимание не принимается.

Читайте также:  Что такое задающее напряжение

Между тем при некоторых видах сопротивления (кручении или изгибе) при неравномерном распределении напряжений по поперечному сечению и в статически неопределимых конструкциях, изготовленных из пластичных материалов, появление напряжений, равных пределу текучести, в большинстве случаев не является опасным для всей конструкции.

Практика показывает, что при появлении местных пластических деформаций конструкция еще может удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям и для ее перехода в предельное состояние необходимо дальнейшее возрастание нагрузки.

Это обстоятельство учитывает другой расчет на прочность по разрушающим нагрузкам.

Источник

Расчетные напряжения должны быть не больше допускаемых

РАСЧЕТЫ

РАБОЧИХ КЛЕТЕЙ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ

Эффективность работы прокатных станов, качество и себестоимость выпускаемой продукции в значительной степени зависят от прочности и жесткости рабочих клетей. Поэтому при проектировании и эксплуатации прокатных станов необходимо грамотно рассчитывать оборудование рабочих клетей. Обычно размеры деталей этого оборудования предварительно определяют конструктивно по эмпирическим соотношениям, полученным в результате обобщения опыта прокатного машиностроения [1-5], а затем делают поверочные расчеты на прочность и жесткость, по результатам которых корректируют принятые конструктивно размеры. В настоящем пособии представлены методика и примеры поверочныхрасчетов основных деталей рабочих клетей разного типа при заданных их размерах и действующих на них нагрузках.

В общем случае поверочные расчеты каждой детали клети проводят в следующем порядке:

— составляют схему нагружения детали заданными внешними силами;

— рассчитывают величину напряжений, возникающих в опасных сечениях детали;

— по справочным данным определяют временное сопротивление (предел прочности) материала, из которого изготовлена деталь;

— проверяют выполнение условия прочности, которое, может иметь две формулировки:

Расчетные напряжения должны быть не больше допускаемых

где и — расчетные нормальные и касательные напряжения соответственно; и — допускаемые нормальные и касательные напряжения; и — предел прочности материала по нормальным и касательным напряжениям; — допустимый коэффициент запаса прочности.

Читайте также:  Инвертор с пониженным напряжением для сварки

2. Расчетный коэффициент запаса прочности должен превышать допустимое значение

Допустимое значение коэффициента запаса прочности для всех деталей клети, кроме станины, принимают равным5, а для станины, как наиболее ответственного элемента прокатного стана, 10.

Дата добавления: 2016-08-08 ; просмотров: 828 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник