Принципы расчета машиностроительных конструкций по допускаемым напряжениям

Принципы расчета машиностроительных конструкций по допускаемым напряжениям

В машиностроении расчет прочности производят по допускаемым напряжениям, которые устанавливаются в зависимости от следующих основных факторов:

• 1. от свойств материалов; при улучшении механических свойств допускаемое напряжение повышается;
• 2. от степени точности расчета прочности, чем точнее производится расчет прочности и полнее учитываются нагрузки, действующие на конструкцию, тем меньше принимаемый коэффициент запаса прочности, а следовательно, выше допускаемое напряжение;
• 3. от рода усилий (растяжения, сжатия, изгиба и среза);
• 4. от качества технологического процесса; это обстоятельство имеет особенно большое значение при установлении допускаемых напряжений в сварных соединениях;
• 5. от характера нагрузок; при переменных нагрузках допускаемое напряжение понижается по сравнению со статическими.

Допускаемые напряжения рассматриваются как фактор технико-экономический. С развитием техники они непрерывно повышаются. Их определяют как частное от деления напряжения, условно принимаемого в качестве разрушающего, на коэффициент запаса прочности.

Допускаемое напряжение при растяжении [σ]_р обычно называют основным. Допускаемые напряжения при других видах усилий определяются как производные от [σ]_р.

При сжатии коротких элементов, в которых продольный изгиб не может иметь места, допускаемое напряжение [σ]_сж принимается равным [σ]_р. При сжатии длинных элементов [σ]_сж принимается равным [σ]_рс, где [σ]_р - коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости сжатого элемента.

При изгибе стальных конструкций допускаемые напряжения на изгиб принимаются равными [σ]_р.

При срезе допускаемое напряжение принимается в зависимости от теории прочности, положенной в расчет. Обычно допускаемое напряжение на срез [τ]=0,5 - 0,6[σ]_р.

Как правило, при статических нагрузках допускаемое напряжение [σ]_р=[σ]_р/К - где К - коэффициент запаса прочности, принимаемый обычно равным 1,4 - 1,6. При динамических переменных нагрузках вместо [σ]_т принимают величину предела выносливости. При этом учитывают также величину эффективных коэффициентов концентрации.