Tillåt att definiera begränsa påfrestningar(), där provmaterialet förstörs direkt eller stora plastiska deformationer uppstår i det.

Ultimat stress vid styrkaberäkningar

Som begränsa stress i hållfasthetsberäkningar antas:

sträckgräns för ett plastmaterial (man tror att förstörelsen av ett plastmaterial börjar när märkbara plastdeformationer uppträder i det)

,

brottgräns för sprött material, vars värde skiljer sig från:

För att säkerställa en verklig del är det nödvändigt att välja dess dimensioner och material på ett sådant sätt att det största som uppstår vid en viss tidpunkt under drift är mindre än gränsen:

Men även om den högsta konstruktionsspänningen i delen är nära den ultimata belastningen, kan dess styrka ännu inte garanteras.

Att agera på en del kan inte fastställas tillräckligt noggrant,

konstruktionsspänningar i en del kan ibland beräknas endast ungefärligt,

avvikelser från det faktiska från de beräknade egenskaperna är möjliga.

Delen måste utformas med några beräknade säkerhetsfaktor:

.

Det är klart att ju större n, desto starkare del. Dock väldigt stort säkerhetsfaktor leder till slöseri med material, och detta gör delen tung och oekonomisk.

Beroende på konstruktionens syfte ställs den nödvändiga säkerhetsfaktorn in.

Styrka skick: delens styrka anses vara säkerställd om. Använda uttrycket , skriva om styrka som:

Härifrån kan du få en annan form av inspelning hållfasthetsförhållanden:

Relationen till höger om den sista ojämlikheten kallas tillåten spänning:

Om de begränsande och därför tillåtna spänningarna i spänning och kompression är olika, betecknas de med och. Använda konceptet tillåten spänning, kan styrka formuleras enligt följande: styrkan hos delen säkerställs om den uppstår i den största stressen mindre än tillåten spänning.

För att bestämma de tillåtna spänningarna inom maskinteknik används följande grundläggande metoder.
1. Den differentierade säkerhetsfaktorn återfinns som en produkt av ett antal partiella koefficienter som tar hänsyn till materialets tillförlitlighet, delens ansvar, noggrannheten i beräkningsformlerna och de verkande krafterna och andra faktorer som avgör delarnas arbetsförhållanden.
2. Tabell - de tillåtna spänningarna tas enligt normerna, systematiserade i form av tabeller
(Tabell 1 - 7). Denna metod är mindre exakt, men den mest enkla och bekvämaste för praktisk användning vid beräkningar av konstruktions- och verifieringsstyrka.

I arbetet med designbyråer och vid beräkning av maskindelar, både differentierade och. tabellmetoder, liksom deras kombination. Tabell 4 - 6 visar tillåtna spänningar för atypiska gjutdelar som de inte har utvecklats för. speciella metoder beräkning och motsvarande tillåtna spänningar. Typiska delar (till exempel kugghjul och snäckhjul, remskivor) bör beräknas enligt de metoder som ges i lämpligt avsnitt i handboken eller speciallitteratur.

De angivna tillåtna spänningarna är endast avsedda för ungefärliga beräkningar för grundlast. För mer exakta beräkningar, med hänsyn till ytterligare belastningar (till exempel dynamisk), bör tabellvärdena ökas med 20 - 30%.

De tillåtna påkänningarna anges utan att ta hänsyn till spänningskoncentrationen och dimensionerna för delen, beräknat för släta polerade stålprover med en diameter på 6-12 mm och för obehandlade runda järngjutgods med en diameter på 30 mm. Vid bestämning av de högsta spänningarna i den beräknade delen måste de nominella spänningarna σ nom och τ nom multipliceras med koncentrationsfaktorn k σ eller k τ:

1. Tillåtna spänningar *
för vanliga kvalitets kolstål i varmvalsat skick

varumärke bli

Tillåten stress **, MPa

drag [σ p]

böjning [σ från]

torsion [τ cr]

vid klippning [τ cf]

vid krossning [σ cm]

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

St2 St3 St4 St5 St6

115 125 140 165 195

80 90 95 115 140

60 70 75 90 110

140 150 170 200 230

100 110 120 140 170

80 85 95 110 135

85 95 105 125 145

65 65 75 80 105

50 50 60 70 80

70 75 85 100 115

50 50 65 65 85

40 40 50 55 65

175 190 210 250 290

120 135 145 175 210

* Gorskiy AI .. Ivanov-Emin EB .. Karenovskiy AI Bestämning av tillåtna påkänningar vid hållfasthetsberäkningar. NIIMash, M., 1974.
** Typ av last anges med romerska siffror: I - statisk; II - variabel som arbetar från noll till maximalt, från max till noll (pulserande); III - alternerande (symmetrisk).

2. Mekaniska egenskaper och tillåtna påkänningar
konstruktionsstål av kolkvalitet

3. Mekaniska egenskaper och tillåtna påkänningar
legerade konstruktionsstål

4. Mekaniska egenskaper och tillåtna påkänningar
för gjutgods av kol och legerat stål

5. Mekaniska egenskaper och tillåtna påkänningar
för grå järngjutgods

6. Mekaniska egenskaper och tillåtna påkänningar
för gjutjärn av gjutjärn

7. Tillåtna spänningar för plastdelar

För segbara (icke-härdade) stål vid statiska påkänningar (I typ av belastning) beaktas inte koncentrationsfaktorn. För homogena stål (σ в> 1300 MPa, liksom vid drift vid låga temperaturer) införs även koncentrationsfaktorn i närvaro av spänningskoncentration i beräkningen under belastning I av formen (k> 1). För segt stål under påverkan av alternerande belastningar och i närvaro av spänningskoncentration måste dessa spänningar beaktas.

För gjutjärn i de flesta fall är stresskoncentrationsfaktorn ungefär lika med enhet för alla typer av laster (I - III). Vid beräkning av styrkan för att ta hänsyn till delens dimensioner bör de angivna tabellformiga spänningarna för gjutna delar multipliceras med en skalfaktor lika med 1,4 ... 5.

Ungefärliga empiriska beroende av trötthetsgränserna för laddning av fall med en symmetrisk cykel:

för kolstål:
- vid böjning, σ -1 = (0,40 ÷ 0,46) σ c;
σ -1р = (0,65 ÷ 0,75) σ -1;
- vid vridning, τ -1 = (0,55 ÷ 0,65) σ -1;

för legerat stål:
- vid böjning, σ -1 = (0,45 ÷ 0,55) σ c;
- vid sträckning eller komprimering, σ -1р = (0,70 ÷ 0,90) σ -1;
- vid vridning, τ -1 = (0,50 ÷ 0,65) σ -1;

för gjutning av stål:
- vid böjning, σ -1 = (0,35 ÷ 0,45) σ tum;
- vid sträckning eller komprimering, σ -1р = (0,65 ÷ 0,75) σ -1;
- vid vridning, τ -1 = (0,55 ÷ 0,65) σ -1.

Mekaniska egenskaper och tillåtna påkänningar av antifriktionsgjutjärn:
- ultimat styrka vid böjning 250 ÷ 300 MPa,
- tillåtna böjspänningar: 95 MPa för I; 70 MPa - II: 45 MPa - III, där I. II, III - beteckningar på lasttyper, se tabell. 1.

Ungefärliga tillåtna drag- och tryckspänningar för icke-järnmetaller. MPa:
- 30 ... 110 - för koppar;
- 60 ... 130 - mässing;
- 50 ... 110 - brons;
- 25 ... 70 - aluminium;
- 70 ... 140 - duralumin.

Tillåtna spänningar. Styrka skick.

Empiriskt bestämd draghållfasthet och flythållfasthet är medelvärden, d.v.s. har avvikelser uppåt eller nedåt, därför jämförs de maximala påkänningarna i hållfasthetsberäkningar inte med flytepunkten och styrkan, utan med något lägre spänningar, som kallas tillåtna spänningar.
Plastmaterial fungerar lika bra i spänning och kompression. En farlig stress för dem är avkastningspunkten.
Den tillåtna spänningen indikeras med [σ]:

där n är säkerhetsfaktorn; n> 1. Spröda metaller fungerar sämre i spänning och bättre i komprimering. Därför är den farliga påkänningen för dem den slutliga styrkan σvr. De tillåtna spänningarna för spröda material bestäms av formlerna: där n är säkerhetsfaktorn; n> 1. Spröda metaller fungerar sämre i spänning och bättre i komprimering. Därför är den farliga belastningen för dem den ultimata styrkan σvr. De tillåtna spänningarna för spröda material bestäms av formlerna:

där n är säkerhetsfaktorn; n> 1.

Spröda metaller fungerar sämre i spänning och bättre i komprimering. Därför är den farliga stressen för dem den ultimata styrkan σvr.
Tillåtna spänningar för spröda material bestäms av formlerna:

σvr - draghållfasthet;

σвс - ultimat tryckhållfasthet;

nр, nс - säkerhetsfaktorer för ultimat styrka.

Axiell draghållfasthet (tryck) styrka för sega material:

Axial draghållfasthet (tryck) styrka för spröda material:

Nmax - maximal längdkraft, bestämd från diagrammet; A - område tvärsnitt timmer.

Det finns tre typer av hållfasthetsanalysproblem:
Jag typ av uppgifter - verifieringsberäkning eller stresstester. Det utförs när konstruktionens dimensioner redan är kända och tilldelade och det bara är nödvändigt att utföra en hållfasthetskontroll. Använd i detta fall ekvationer (4.11) eller (4.12).
II typ av uppgifter - konstruktionsberäkning. Den produceras när konstruktionen är i konstruktionsstadiet och några karakteristiska dimensioner måste tilldelas direkt från hållfasthetsförhållandet.

För plastmaterial:

För ömtåliga material:

Där A är stapelns tvärsnittsarea. Vi väljer det största av de två erhållna områdesvärdena.
III typ av uppgifter - bestämning av tillåten last [N]:

för plastmaterial:

för ömtåliga material:

Från de två värdena för den tillåtna lasten väljer vi minimi.

textstorlek

STERKTHETSBERÄKNINGAR FÖR STATIONära pannor och ånga och varmvattenledningar-RD 10-249-98 (godkänd genom resolution ... Faktiskt 2018

2. TILLÅTT SPÄNNING

2.1. Under den nominella tillåtna spänningen [ O] bör förstås som storleken på den spänning som används för att bestämma konstruktionens väggtjocklek eller det tillåtna trycket från de accepterade initiala data och metallkvaliteten.

De tillåtna spänningarna i dessa standarder och instruktionerna för deras val är tillämpliga vid användning av metaller och halvfabrikat som är tillåtna enligt statens tekniska övervakningsregler.

Nivån på konstruktionskarakteristika för metaller och halvfabrikat som används måste bekräftas genom statistisk bearbetning av testdata, periodisk kontroll av produktkvaliteten minst en gång vart femte år och en positiv åsikt från en specialiserad forskningsorganisation i enlighet med kraven i statens tekniska tillsynsregler.

2.2. De nominella tillåtna spänningarna för valsade eller smidda stålkvaliteter som ofta används i pannor och rörledningar bör tas enligt tabellen. 2.1-2.5.

Tabell 2.1

O] för kol- och manganstål, oberoende av designresursen, MPa

t, ° С	stål grad
	St2kp	St3kp	St2sp, St2ps	St3sp, St3ps	St4ps, St4sp	S3Gps	22K	14ГНМА	16ГНМ, 16ГНМА
20 till 50	124	133	130	140	145	150	170	180	190
150	106	115	112	125	129	134	155	179	181
200		111	100	117	121	125	147	175	176
250	80	102	86	107	111	115	140	171	172
275				102	106	109	135	170	169
300			70		98	103	130	169	167
320							126	164	165
340							122	161	163
350							120	159	161
360								157	159
370								155	157
380								152	154

Tabell 2.2

Nominell tillåten spänning [ O] för kol- och manganstål, MPa

t, ° С	stål grad
	08, 10, 12K				15, 15K, 16K			20, 20K, 18K
	Uppskattad resurs, h
	10(4)	10(5)	2 x 10 (5)	3 x 10 (5)	10(4)	10(5)	2 x 10 (5)	10(4)	10(5)	2 x 10 (5)	3 x 10 (5)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
20 till 100	-	130	-	-	-	140	-	-	147	-	-
200	-	120	-	-	-	130	-	-	140	-	-
250	-	108	-	-	-	120	-	-	132	-	-
275	-	102	-	-	-	113	-	-	126	-	-
300	-	96	-	-	-	106	-	-	119	-	-
320	-	92	-	-	-	101	-	-	114	-	-
340	-	87	-	-	-	96	-	-	109	-	-
350	-	85	-	-	-	93	-	-	106	-	-
360	-	82	-	82	-	90	-	-	103	-	103
380	-	76	76	71	-	85	85	-	97	97	88
400	73	73	66	60	80	80	72	92	92	78	71
410	70	68	61	55	77	72	65	89	86	70	63
420	68	62	57	50	74	66	58	86	79	63	56
430	66	57	51	45	71	60	52	83	72	57	50
440	63	51	45	40	68	53	45	80	66	50	44
450	61	46	38	35	65	47	38	77	59	46	39
460	58	40	33	29	62	40	33	74	52	38	34
470	52	34	28	24	54	34	28	64	46	32	28
480	45	28	22	18	46	28	22	56	39	27	24
490	39	24			40	24		49	33
500	33	20			34	20		41	26
510	26							35

Fortsättning av tabellen. 2.2

t, ° С	stål grad
	16GS, 09G2S			10G2S1, 17GS, 17G1S, 17G1SU			15GS
	Uppskattad resurs, h
	10(4)	10(5)	2 x 10 (5)	10(4)	10(5)	2 x 10 (5)	10(4)	10(5)	2 x 10 (5)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
20 till 100	-	170	-	-	177	-	-	185	-
200	-	150	-	-	165	-	-	169	-
250	-	145	-	-	156	-	-	165	-
275	-	140	-	-	150	-	-	161	-
300	-	133	-	-	144	-	-	153	-
320	-	127	-	-	139	-	-	145	-
340	-	122	-	-	133	-	-	137	-
350	-	120	-	-	131	-	-	133	-
360	-	117	-	-	127	-	-	129	-
380	-	112	112	-	121	121	-	121	121
400	107	107	95	113	113	96	113	113	96
410	104	97	83	107	102	85	107	102	85
420	102	87	73	102	90	75	102	90	75
430	98	76	63	97	78	65	97	78	65
440	95	68	55	92	70	55	92	70	55
450	89	62	46	88	63	46	88	63	46
460	83	54	38	82	54	38	82	54	38
470	71	46	32	71	46	32	71	46	32
480	60			60			60
490

2. Värdena för tillåtna spänningar i kolumnerna för en resurs på 10 (4) och 2 x 10 (5) h, markerade ovan med ett "-" tecken, är lika med motsvarande värden i kolumnen för en resurs på 10 (5) timmar.

Tabell 2.3

Nominell tillåten spänning [ O] för värmebeständigt stål, MPa

t, ° С	stål grad
	12XM, 12MX				15XM
	Uppskattad resurs, h
	10	10	2 x 10	3 x 10	10	10	2 x 10	3 x 10
1	2	3	4	5	6	7	8	9
20 till 150	-	147	-	-	-	153	-	-
250	-	145	-	-	-	152	-	-
300	-	141	-	-	-	147	-	-
350	-	137	-	-	-	140	-	-
400	-	132	-	-	-	133	-	-
420	-	129	-	-	-	131	-	-
440	-	126	-	-	-	128	-	-
450	-	125	-	-	-	127	-	-
460	-	123	123	123	-	125	125	125
480	120	120	102	102	122	122	113	103
500	116	95	77	64	119	105	85	76
510	114	78	60	53	117	85	72	62
520	107	66	49	43	110	70	58	50
530	93	54	40	35	97	56	44	39
540	77	43			80	45	35	31
550	60				62	35	26	23
560					52	27
570					42	21
580
590
600
610
620

Fortsättning av tabellen. 2.3

t, ° С	stål grad
	12Х1МФ				12X2MFSR			15X1 M1F
	Uppskattad resurs, h
	10(4)	10(5)	2 x 10 (5)	3 x 10 (5)	10(4)	10(5)	2 x 10 (5)	10(4)	10(5)	2 x 10 (5)	3 x 10 (5)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
20 till 150	-	173	-	-	-	167	-	-	192	-	-
250	-	166	-	-	-	160	-	-	186	-	-
300	-	159	-	-	-	153	-	-	180	-	-
350	-	152	-	-	-	147	-	-	172	-	-
400	-	145	-	-	-	140	-	-	162	-	-
420	-	142	-	-	-	137	-	-	158	-	-
440	-	139	-	-	-	134	-	-	154	-	-
450	-	138	-	138	-	133	-	-	152	-	-
460	-	136	136	130	-	131	131	-	150	150	150
480	133	133	120	107	128	128	119	146	145	130	123
500	130	113	96	88	121	106	97	140	120	108	100
510	120	101	86	79	115	94	87	137	107	96	90
520	112	90	77	72	105	85	79	125	96	86	80
530	100	81	69	65	95	78	70	111	86	77	72
540	88	73	62	58	87	70	63	100	78	69	65
550	80	66	56	52	80	63	56	90	71	63	58
560	72	59	50	46	72	57	50	81	64	57	52
570	65	53	44	41	65	52	45	73	57	51	47
580	59	47	39	36	59	46	41	66	52	46	43
590	53	41	35	32	53	41	36	60	47	42	39
600	47	37	31	29	47	37	33	54	43	38	35
610	41	33			41	33	28	48	40
620	35				35			43

Anmärkningar: 1. Ovanför linjen finns spänningsvärdena som bestäms från utbytespunkten mot temperaturen.

3. Värdena för de tillåtna spänningarna som anges nedanför linjerna motsvarar elementens funktion under krypförhållanden och bestäms av den slutliga styrkan för motsvarande resurs.

Tabell 2.4

Nominell tillåten spänning [ O] för högkrom- och austenitiskt stål, MPa

t, ° С	stål grad
	12Х11В2МФ			12X18H12T; 12X18H10T				09X14N19V2BR, 09X16H14V2BR, 10X16N16V2MBR
	Uppskattad resurs, h
	10(4)	10(5)	2 x 10 (5)	10(4)	10(5)	2 x 10 (5)	3 x 10 (5)	10(4)	10(5)	2 x 10 (5)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
20 till 150	-	195	-	-	147	-	-	-	147	-
250	-	183	-	-	125	-	-	-	131	-
300	-	175	-	-	120	-	-	-	128	-
350	-	167	-	-	116	-	-	-	125	-
400	-	158	-	-	111	-	-	-	123	-
450	-	152	-	-	107	-	-	-	120	-
500	145	145	145	-	104	-	-	-	117	-
520	143	134	128	-	103	-	-	-	116	-
530	141	124	119	-	103	-	102	-	116	-
540	140	115	108	-	102	102	100	-	115	-
550	130	107	100	-	102	100	93	-	115	-
560	121	97	90	101	101	91	87	-	114	-
570	113	87	80	101	97	87	81	-	114	-
580	104	78	72	100	90	81	74	-	113	113
590	95	69	64	98	81	73	68	-	113	109
600	87	60	55	94	74	66	62	112	112	102
610	78	51	47	88	68	59	55	111	104	94
620	70	47	39	82	62	53	50	111	97	87
630	62	37	31	78	57	49	46	110	89	79
640	54	27	23	72	52	45	42	110	81	72
650	45	20		65	48	41	38	109	74	64
660	38			60	45	37		103	66	56
670	30			55	41	34		96	59	49
680				50	38	32		88	52	41
690				45	34	28		79	44	34
700				40	30	25		71	37	27

Anmärkningar: 1. Ovanför linjen finns spänningsvärdena som bestäms från utbytespunkten mot temperaturen.

2. Värdena för de tillåtna spänningarna i kolumnerna för resursen 10 (4), 2 · x 10 (5) och 3 · x 10 (5) h, markerade ovan med "-" -tecknet, tas lika till motsvarande värden i kolumnen för resursen 10 (5) h.

3. Värdena för de tillåtna spänningarna som anges nedanför linjerna motsvarar elementens funktion under krypförhållanden och bestäms av den slutliga styrkan för motsvarande resurs.

Nominell tillåten spänning [ o] för stål 10Kh9MFB, MPa

t, ° С	Uppskattad resurs, h
	10(4)	10(5)	2 x 10 (5)
1	2	3	4
20 till 150	-	167	-
250	-	160	-
300	-	157	-
350	-	154	-
400	-	151	-
450	-	148	-
470	-	147	147
480	146	146	143
490	145	138	132
500	145	127	122
520	127	108	102
540	109	90	83
550	100
560
570
580	78
590	71	58	53
600		52*
610	62*	50*
620	60*	48*
630	57*	45*
640	55*	43*
650	52*	41*

Anmärkningar: 1. Ovanför linjen finns värdena för tillåtna spänningar som bestäms av utbytespunkten beroende på temperaturen.

2. Värdena för tillåtna spänningar i kolumnerna för en resurs på 10 (4) och 2 · x 10 (5) h, markerade med ett "-" tecken ovan, är lika med motsvarande värden i kolumn för en resurs på 10 (5) timmar.

3. Värdena för de tillåtna spänningarna som anges nedanför linjerna motsvarar elementens funktion under krypförhållanden och bestäms av den slutliga styrkan för motsvarande resurs.

4. Värdena för tillåtna spänningar med * -tecknet erhölls genom extrapolering från korta testbaser och måste korrigeras med beaktande av kraven i underavsnitt 2.1.

För mellanvärden för livslängden som anges i tabellerna får värdet för den tillåtna spänningen bestämmas genom linjär interpolering av de närmaste värdena mellan resurserna med avrundning ned till 0,5 MPa, om skillnaden mellan dessa värden Överstiger inte 20% av deras genomsnittliga värde. Annars bör "logaritmisk" interpolering användas.

Extrapolering av värdena för tillåtna spänningar för en resurs mindre än 10 (4) är inte tillåten utan överenskommelse med specialiserade forskningsorganisationer.

De tillåtna påfrestningarna för stål av utländska kvaliteter som godkänts för användning av Gosgortekhnadzor i Ryssland måste fastställas av specialiserade forskningsorganisationer. För stål 2.1 / 4 Cr1Mo (10CrMo910 för rör enligt DIN 17175 och för plåt enligt DIN 17155) kan värdena för tillåtna spänningar i tabellen användas. 2.6.

Tabell 2.6

Nominell tillåten spänning för stål 2,1 / 4 Cr1Mo (10CrMo910) för en designlivslängd på 10 (5) h

t, ° С	[O], MPa
20-100	180
200	163
250	160
300	153
350	146
400	140
450	133
480	123
500	96
520	73
540	53
560	38
580	28

2.3. För stål av kvaliteter som inte anges i tabellen. 2.1-2.4, och för andra metaller som godkänts för användning av Gosgortekhnadzor i Ryssland, bör den nominella tillåtna spänningen tas lika med den lägsta av dem som anges i tabell. 2,7 värden erhållna genom att dela motsvarande konstruktionsdraghållfasthet hos metallen med motsvarande säkerhetsfaktor för denna egenskap.

Tabell 2.7

Formler för bestämning av den tillåtna märkspänningen [ O], oberoende av den beräknade resursen, eller för den beräknade resursen 10 (5) h

Material	Formel
1	2
Kol- och värmebeständigt stål *		oV	,		o0,2 / t	,		o10 (5) / t	,		o1 / 10 (5) / t
		2,4			1,5			1,5			1,0
Austenitiskt krom-nickelstål		oV	,		**	,		o10 (5) / t	,		o1 / 10 (5) / t
					o0,2 / t
		3,0			1,5			1,5			1,0
Nodulärt gjutjärn kl >= 12% efter glödgning		oV	,		o0.2
		4,8			3,0
Lamellärt grafitgjutjärn, segjärn och nodulärt gjutjärn vid: efter glödgning < 12%		***
		oV
		7,0
utan glödgning		***
		oV
		9,0
Koppar och kopparlegeringar		****				,			,
		oV	,		oV			o1.0 / t			o10 (5) / t
		3,5			2,4			1,5			1,5

* För kol och värmebeständigt stål med ökad hållfasthet ( oV> 490 MPa och minsta töjning< 20%) запас прочности по пределу текучести следует увеличить на 0,025 на каждый процент уменьшения относительного удлинения ниже 20%.

** Styrkaegenskaper bör bestämmas utan att ta hänsyn till termisk och mekanisk härdning. Villkoret gäller inte för delar där plastisk deformation är oacceptabel (flänsar, dubbar). Det är tillåtet att använda minimivärdet för den konventionella avkastningspunkten vid permanent deformation på 0,2% med en marginal på 1,15.

*** Vid beräkning för böjning antas tillåtna spänningar minskas med 50%.

**** Villkoret används om det inte finns några garanterade värden i standarderna eller specifikationerna för metallen oV, o1.0 / t, o10 (5) / t.

Vid kontrollberäkningar av delar av stål 12KhMF är det tillåtet att använda värdena för tillåtna spänningar som anges i tabellen. 2.1-2.4. för stål 12X1MF.

2.4. Designegenskaperna för metallens hållfasthet bör tas enligt följande:

brottgräns oV;

Sträckgräns oT / t eller villkorlig avkastningsspänning o0,2 / t, o1.0 / t;

villkorlig ultimat styrka o10 (4) / t, o10 (5) / t, o2 x 10 (5) / t, o3 x 10 (5) / t;

villkorlig krypgräns o1 / 10 (5) / t.

Karakteristiska värden oV, oT / t, o0,2 / t, o1.0 / t bör tas lika minimivärden specificeras i relevanta standarder eller specifikationer för metallen av denna kvalitet.

Karakteristiska värden o10 (4) / t, o10 (5) / t, o2 x 10 (5) / t, o3 x 10 (5) / t och o1 / 10 (5) / t bör tas lika med medelvärdena som fastställs i relevanta standarder eller specifikationer för metallen av en given kvalitet.

Avvikelser av egenskaper till nedre sidan är högst 20% av medelvärdet tillåtet.

Tillåtet att använda oT / t istället för o0,2 / t, om standarderna eller tekniska specifikationerna för metallen är värdena normaliserade oT / t och det finns inga normaliserade värden o0,2 / t.

Nivån på konstruktionskarakteristika för metaller och halvfabrikat som används måste bekräftas genom statistisk bearbetning av testdata, regelbunden kontroll av produktkvaliteten och ett positivt yttrande från en specialiserad forskningsorganisation i enlighet med kraven i statens tekniska tillsynsregler.

2.5. För stålgjutgods bör den nominella tillåtna spänningen tas lika med följande värden:

85% av värdena för den tillåtna spänningen, bestämd enligt tabellen. 2.1-2.4 för valsat eller smidd stål med samma namn, om gjutgods utsätts för kontinuerlig icke-destruktiv provning;

75% av de som anges i tabellen. 2.1-2.4. värden om gjutgods inte utsätts för kontinuerlig icke-destruktiv testning.

2.6. För ståldelar som arbetar under krypförhållanden vid olika konstruktionstemperaturer under konstruktionens livslängd är det tillåtet att ta spänningen [o_e] beräknad med formeln

,

var T1, T2, ..., Tn- varaktigheten av driftperioderna för delar med väggtemperatur, respektive t1, t2, ..., tn, h;

[o] 1, [o] 2, ..., [o] n- märkta tillåtna spänningar för konstruktionens livslängd vid temperaturer t1, t2, ..., tn, MPa;

Totalt uppskattad resurs, h;

m- exponent i ekvationen av stålets långsiktiga hållfasthet.

För kol, låglegerat krom-molybden och krom-molybden-vanadium, samt austenitiska stål, är det tillåtet att ta m = 8. Drifttiderna vid olika väggtemperaturer rekommenderas att tas vid temperaturintervaller på 5 eller 10 ° C.

Bestämning av ekvivalenta påkänningar enligt det förenklade förfarandet rekommenderas att tas vid ett temperaturintervall på högst 30 ° C. Om det är nödvändigt att bestämma motsvarande tillåtna spänningar för ett temperaturintervall på mer än 30 ° C, bör medelvärdet för exponenten användas enligt data från experimentella studier med en testbas på minst 0,1 av resursen, men inte mindre än 10 (4) timmar.

2.7. Konstruktionens hållfasthetsegenskaper och de nominella tillåtna spänningarna bör tas för konstruktionens väggtemperaturer bestämda i enlighet med punkt 1.4.

2.8. Vid bestämning av provningstryckets tillåtna värde bör den tillåtna spänningen tas enligt tabellen. 2.8.

Tabell 2.8

Formler för bestämning av tillåten spänning vid beräkning av testtrycket

, * oB o0.2 2,4 1,5 Gjutgods av lamellärt grafitjärn, segjärn och nodulärt gjutjärn kl< 12% oB 3,5 Koppar och kopparlegeringar , * oB o1,0 / t 2,0 1,1

* Villkoret används om egenskaperna normaliseras i standarder eller tekniska specifikationer för metallen.

2.9. Vid beräkning av ståldelar som arbetar under yttre tryck bör den tillåtna spänningen minskas med 1,2 gånger jämfört med fallet när beräkningsformler för internt tryck används (till exempel för rökrör).

Nominella tillåtna spänningar [o] för en designlivslängd på 4 x 10 (5) timmar

-

-	-	-
450	35	-	-	138	-
460	30	123	125	125	150
470	25	104	115	115	125
480	21	85	98	103	110
490	-	75	82	92	100
500	-	63	68	83	92
510	-	48	58	76	84
520	-	37	46	66	75
530	-	31	35	59	67
540	-	-	28	53	60
550	-	-	20	48	54
560	-	-	-	43	49
570	-	-	-	38	44
580	-	-	-	34	40
590	-	-	-	30	36
600	-	-	-	27	32

Beräkning av styrka och styvhet utförs med två metoder: tillåtna spänningar, deformationer och med metoden för tillåtna laster.

Spänning, i vilket ett prov av ett visst material förstörs eller där väsentliga plastiska deformationer utvecklas, kallas extrem... Dessa spänningar beror på materialets egenskaper och typen av deformation.

Reglerad spänning tekniska förutsättningar kallas godtagbar.

Tillåten spänning- detta är den högsta påkänningen vid vilken den erforderliga hållfastheten, styvheten och hållbarheten för ett konstruktionselement tillhandahålls under de angivna driftförhållandena.

Den tillåtna stressen är en viss bråkdel av den ultimata stressen:

var är det normativa säkerhetsfaktor, ett tal som visar hur många gånger den tillåtna spänningen är mindre än gränsen.

För plastmaterial den tillåtna spänningen väljs så att för eventuella felaktigheter i beräkningen eller oförutsedda driftsförhållanden, uppstår inga permanenta deformationer i materialet, dvs (sträckgräns):

var - säkerhetsfaktor i förhållande till .

För spröda material tilldelas tillåtna spänningar från villkoret att materialet inte kollapsar, dvs. (slutlig styrka):

var - säkerhetsfaktor i förhållande till.

Inom maskinteknik (under statisk belastning) tas säkerhetsfaktorerna: för plastmaterial =1,4 – 1,8 ; för sköra - =2,5 – 3,0 .

Beräkning av styrka baserat på tillåtna spänningar baserat på det faktum att den maximala konstruktionsspänningen i den farliga sektionen av stångkonstruktionen inte överstiger det tillåtna värdet (mindre än - högst 10%, Mer - högst 5%):

Bedömning av styvhet stångkonstruktion utförs på grundval av kontroll av dragstyvhetens tillstånd:

Tillåten absolut deformation [∆l] tilldelas separat för varje design.

Tillåten lastmetod ligger i det faktum att de inre krafterna som uppstår i den farligaste delen av konstruktionen under drift inte bör överstiga de tillåtna värdena för lasterna:

, (2.23)

var är brytbelastningen erhållen till följd av beräkningar eller experiment, med hänsyn tagen till erfarenhet av tillverkning och drift;

- säkerhetsfaktor.

I det följande kommer vi att använda metoden för tillåtna påfrestningar och påfrestningar.

2.6. Verifiering och konstruktionsberäkningar

för styrka och styvhet

Styrketillståndet (2.21) gör det möjligt att utföra tre typer av beräkningar:

– kontroll- med de kända måtten och materialet på stångelementet (sektionsytan anges A och [σ] ) kontrollera om den klarar den angivna belastningen ( N):

; (2.24)

– design- för kända laster ( N- givet) och elementets material, dvs. enligt det kända [σ], välj önskade tvärsnittsdimensioner för att säkerställa att den fungerar säkert:

– bestämning av tillåten yttre belastning- med kända storlekar ( A- givet) och materialet i strukturelementet, dvs. enligt det kända [σ], hitta det tillåtna värdet för den externa belastningen:

Bedömning av styvhet stångkonstruktion utförs på grundval av kontroll av styvhetstillståndet (2.22) och formeln (2.10) under spänning:

. (2.27)

Värdet på den tillåtna absoluta deformationen [∆ l] tilldelas separat för varje konstruktion.

På samma sätt som beräkningar baserade på hållfasthetstillståndet innefattar styvhetstillståndet också tre typer av beräkningar:

– hårdhetskontroll ett givet strukturelement, dvs kontroll av att villkoret (2.22) är uppfyllt;

– beräkning av den utformade stapeln, dvs val av dess tvärsnitt:

– prestanda inställning av en given stapel, dvs. bestämning av tillåten belastning:

. (2.29)

Styrka analys varje design innehåller följande huvudsteg:

1. Bestämning av alla yttre krafter och reaktionskrafter hos stöd.

2. Konstruktion av diagram (diagram) över kraftfaktorer som verkar i tvärsnitt längs stapelns längd.

3. Konstruktion av grafer (diagram) över spänningar längs strukturens axel, för att hitta maximala spänningar. Verifiering av hållfasthetsförhållanden vid platser med maximala spänningsvärden.

4. Plotta (diagram) över deformationen av stångstrukturen, hitta deformationen maxima. Kontrollera styvhetsförhållandena i sektioner.

Exempel 2.1... För stålstången som visas i ris. 9a, bestämma längsgående kraft i alla tvärsnitt N och spänning σ ... Definiera också vertikala förskjutningar δ för alla tvärsnitt av baren. Visa resultaten grafiskt genom att plotta diagram N, σ och δ ... Det är känt: F1 = 10 kN; F2 = 40 kN; A 1 = 1 cm 2; Och 2 = 2 cm 2; l 1 = 2 m; l 2 = 1 m.

Lösning. För att bestämma N, med ROSU -metoden, skär mentalt stången längs sektioner Jag - jag och II - II... Från jämviktstillståndet för delen av stapeln nedanför sektionen I - I (bild 9.b) få (stretching). Från jämviktstillståndet för stapeln nedanför sektionen II-II (bild 9c) skaffa sig

varifrån (komprimering). Efter att ha valt en skala bygger vi ett diagram över längsgående krafter ( ris. 9 g). I detta fall antas dragkraften vara positiv och tryckkraften - negativ.

Spänningarna är lika: i sektionerna av den nedre delen av stången ( ris. 9b)

(stretching);

i sektionerna av den övre delen av baren

(kompression).

På den valda skalan bygger vi ett spänningsdiagram ( ris. 9d).

Att bygga en tomt δ vi bestämmer förskjutningarna av karakteristiska sektioner B - B och C - C(flyttar sektionen A - Aär noll).

Tvärsnitt B - B flyttas upp när toppen minskar:

Sektionens rörelse orsakad av sträckning anses vara positiv, orsakad av kompression - negativ.

Flytta en sektion C - Cär den algebraiska summan av förskjutningar B - B (8 B) och förlängning av en del av stången med en längd l 1:

I en viss skala skjuter vi upp värdena och, vi förbinder de erhållna punkterna med raka linjer, eftersom förskjutningarna under inverkan av koncentrerade yttre krafter beror linjärt på abscissorna i stapelns sektioner och vi får ett diagram (diagram ) av förskjutningar ( ris. 9e). Det framgår av diagrammet att någon sektion D - D rör sig inte. Sektioner ovanför sektionen D - D, flytta upp (stången är komprimerad); sektionerna nedanför rör sig nedåt (stången är sträckt).

Frågor om självkontroll

1. Hur beräknas värdena på den längsgående kraften i stapelns tvärsnitt?

2. Vad är det longitudinella kraftdiagrammet och hur är det konstruerat?

3. Hur fördelas de normala spänningarna i tvärsnittet på en centralt spänd (komprimerad) stapel och vad är de lika med?

4. Hur är diagrammet över normala dragspänningar (kompression) konstruerade?

5. Vad kallas den absoluta och relativa longitudinella deformationen? Deras mått?

6. Vad kallas draghållfasthet (tryck) tvärsnittsstyvhet?

8. Hur är Hookes lag formulerad?

9. Absoluta och relativa laterala deformationer av stången. Poissons förhållande.

10. Vad är den tillåtna spänningen? Hur väljs det för sega och spröda material?

11. Vad kallas säkerhetsfaktorn och på vilka huvudfaktorer beror dess värde?

12. Nämn de mekaniska egenskaperna hos hållfasthet och formbarhet hos konstruktionsmaterial.