Võimaldab määrata ülim stress(), mille puhul proovimaterjal otseselt hävib või selles tekivad suured plastilised deformatsioonid.
Ülim stress tugevusarvutustes
Nagu ülim pinge tugevusarvutustes aktsepteeritakse järgmist:
voolavuspiir plastmaterjali jaoks (arvatakse, et plastmaterjali hävimine algab siis, kui selles ilmnevad märgatavad plastilised deformatsioonid)
,
tõmbetugevus rabeda materjali puhul, mille väärtus on erinev:
Reaalosa pakkumiseks on vaja valida selle mõõtmed ja materjal nii, et töötamise ajal mingil hetkel tekkiv maksimum oleks piirmäärast väiksem:
Kuid isegi kui detaili suurim arvutatud pinge on piirpinge lähedal, ei saa selle tugevust veel tagada.
Osale tegutsemist ei saa piisavalt täpselt paigaldada,
osa projekteerimispingeid saab mõnikord arvutada ainult ligikaudselt,
Võimalikud on kõrvalekalded tegelike ja arvutuslike omaduste vahel.
Osa tuleb kujundada mingi kujundusega ohutustegur:
.
On selge, et mida suurem n, seda tugevam on osa. Samas väga suur ohutustegur põhjustab materjali raiskamist ning muudab osa raskeks ja ebaökonoomseks.
Sõltuvalt konstruktsiooni eesmärgist kehtestatakse nõutav ohutustegur.
Tugevuse seisund: detaili tugevus loetakse tagatuks, kui . Kasutades väljendit , kirjutame ümber tugevuse seisund nagu:
Siit saate hankida muu salvestusvormi tugevustingimused:
Viimase võrratuse paremal küljel olevat seost nimetatakse lubatud pinge:
Kui piiravad ja seega ka lubatud pinged tõmbe- ja kokkusurumise ajal on erinevad, tähistatakse neid ja. Mõiste kasutamine lubatud pinge, Kas tugevuse seisund sõnastada järgmiselt: detaili tugevus on tagatud, kui selles esineb kõrgeim pinge ei ületa lubatud pinge.
Masinaehituses lubatud pingete määramiseks kasutatakse järgmisi põhimeetodeid.
1. Diferentseeritud ohutustegur leitakse mitme osakoefitsiendi korrutis, mis võtab arvesse materjali töökindlust, detaili vastutuse astet, arvutusvalemite täpsust ja aktiivsed jõud ja muud tegurid, mis määravad osade töötingimused.
2. Tabel - lubatud pinged võetakse vastavalt standarditele, süstematiseeritakse tabelite kujul
(Tabel 1–7). See meetod on vähem täpne, kuid kõige lihtsam ja mugavam praktiliseks kasutamiseks tugevusarvutuste projekteerimisel ja katsetamisel.
Projekteerimisbüroode töös ja masinaosade arvutustes nii diferentseeritud kui tabelimeetodid, aga ka nende kombinatsioon. Tabelis 4 - 6 on näidatud mittestandardsete valudetailide lubatud pinged, mille jaoks ei ole välja töötatud spetsiaalseid arvutusmeetodeid ja vastavaid lubatud pingeid. Tüüpilised osad (näiteks hammasrattad ja tigurattad, rihmarattad) tuleks arvutada teatmeraamatu või erialakirjanduse vastavas jaotises toodud meetoditega.
Toodud lubatud pinged on mõeldud ligikaudseks arvutuseks ainult põhikoormuste puhul. Täpsemate arvutuste tegemiseks, võttes arvesse täiendavaid koormusi (näiteks dünaamilisi), tuleks tabeli väärtusi suurendada 20–30%.
Lubatud pinged on antud ilma detaili pingekontsentratsiooni ja mõõtmeid arvestamata, arvutatuna siledatele poleeritud terasnäidistele läbimõõduga 6-12 mm ja töötlemata ümarmalmvalanditele läbimõõduga 30 mm. Arvutatava detaili suurimate pingete määramisel tuleb nimipinged σ nom ja τ nom korrutada kontsentratsiooniteguriga k σ või k τ:
1. Lubatud pinged*
kuumvaltsitud tavakvaliteediga süsinikteraste jaoks
| Bränd muutuda | Lubatud pinge **, MPa | |||||||||||||
| pinge all [σ p ] | painutamise ajal [σ alates ] | väände ajal [τ cr] | lõikamisel [τ avg ] | kokkusurutuna [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 |
* Gorsky A.I.. Ivanov-Emin E.B.. Karenovski A.I. Lubatud pingete määramine tugevusarvutustes. NIImash, M., 1974.
** Rooma numbrid näitavad koormuse tüüpi: I - staatiline; II - muutuja, mis töötab nullist maksimumini, maksimumist nullini (pulseeriv); III - vahelduv (sümmeetriline).
2. Mehaanilised omadused ja lubatud pinged
süsiniku kvaliteediga konstruktsiooniterased
3. Mehaanilised omadused ja lubatud pinged
legeeritud konstruktsiooniterased
4. Mehaanilised omadused ja lubatud pinged
süsinik- ja legeerterasest valmistatud valandite jaoks
5. Mehaanilised omadused ja lubatud pinged
hallmalmi valandite jaoks
6. Mehaanilised omadused ja lubatud pinged
kõrgtugeva malmi valandite jaoks
7. Plastosade lubatud pinged
Sest plastilised (karastamata) terased staatiliste pingete puhul (I tüüpi koormus) kontsentratsioonitegurit arvesse ei võeta. Homogeensetele terastele (σ > 1300 MPa, samuti nende töötamise korral madalad temperatuurid) kontsentratsiooni koefitsient, pingekontsentratsiooni olemasolul, kaasatakse arvutusse koormuste all I tüüp (k > 1). Muutuva koormuse all ja pingekontsentratsioonide korral plastiliste teraste puhul tuleb neid pingeid arvesse võtta.
Sest Malm enamikul juhtudel on pinge kontsentratsiooni koefitsient ligikaudu võrdne ühtsusega igat tüüpi koormuste puhul (I - III). Tugevuse arvutamisel detaili mõõtmete arvessevõtmiseks tuleks valudetailide antud tabelis toodud lubatud pinged korrutada mastaabiteguriga, mis on võrdne 1,4 ... 5.
Vastupidavuspiiride ligikaudsed empiirilised sõltuvused sümmeetrilise tsükliga koormuse korral:
süsinikteraste jaoks:
- painutades, σ -1 = (0,40÷0,46)σ tolli;
σ -1р = (0,65÷0,75)σ -1;
- väände ajal, τ -1 = (0,55÷0,65)σ -1;
legeerteraste jaoks:
- painutades, σ -1 = (0,45÷0,55)σ tolli;
- venitatud või kokkusurutuna, σ -1р = (0,70÷0,90)σ -1;
- väände ajal, τ -1 = (0,50÷0,65)σ -1;
terase valamisel:
- painutades, σ -1 = (0,35÷0,45)σ tolli;
- venitatud või kokkusurutuna, σ -1р = (0,65÷0,75)σ -1;
- väände ajal, τ -1 = (0,55÷0,65)σ -1.
Hõõrdumisvastase malmi mehaanilised omadused ja lubatud pinged:
- lõplik paindetugevus 250 ÷ 300 MPa,
- lubatud paindepinged: 95 MPa I puhul; 70 MPa - II: 45 MPa - III, kus I. II, III on koormuse tüüpide tähistused, vt tabel. 1.
Värviliste metallide ligikaudsed lubatud pinged pinges ja surves. MPa:
- 30...110 - vase jaoks;
- 60...130 - messing;
- 50...110 - pronks;
- 25...70 - alumiinium;
- 70...140 - duralumiinium.
Tabel 2.4
Joon.2.22
Joon.2.18
Joon.2.17
Riis. 2.15
Tõmbekatseteks kasutatakse tõmbekatse masinaid, mis võimaldavad testimise käigus salvestada diagrammi koordinaatides “koormus – absoluutne pikenemine”. Pinge-deformatsiooni diagrammi olemus sõltub testitava materjali omadustest ja deformatsioonikiirusest. Sellise diagrammi tüüpiline vaade madala süsinikusisaldusega terasele staatilise koormuse korral on näidatud joonisel fig. 2.16.
Vaatleme selle diagrammi iseloomulikke lõike ja punkte, samuti proovi deformatsiooni vastavaid etappe:
OA – Hooke’i seadus kehtib;
AB – on ilmnenud jääk(plastilised) deformatsioonid;
BC – plastilised deformatsioonid suurenevad;
SD – tootlikkuse platoo (deformatsiooni suurenemine toimub konstantse koormuse korral);
DC - tugevduspiirkond (materjal omandab taas võime suurendada vastupidavust edasisele deformatsioonile ja võtab vastu jõu, mis suureneb teatud piirini);
Punkt K – test peatati ja proov laaditi maha;
KN – mahalaadimisliin;
NKL – proovi korduva laadimise rida (KL – tugevduslõik);
LM on ala, kus koormus langeb, sel hetkel tekib proovile nn kael - lokaalne ahenemine;
Punkt M – proovi rebend;
Pärast rebenemist on näidis umbes selline, nagu on näidatud joonisel 2.17. Killud saab kokku voltida ja mõõta pikkust pärast katset ℓ 1, samuti kaela läbimõõtu d 1.
Tõmbediagrammi töötlemise ja proovi mõõtmise tulemusena saame hulga mehaanilisi omadusi, mida saab jagada kahte rühma - tugevusomadused ja plastilisusnäitajad.
Tugevuse omadused
Proportsionaalsuse piirang:
Maksimaalne pinge, milleni Hooke'i seadus kehtib.
Saagise tugevus:
Väikseim pinge, mille juures konstantse tõmbejõu korral toimub proovi deformatsioon.
Tõmbetugevus (ajutine tugevus):
Katse ajal täheldatud kõrgeim pinge.
Katkestuspinge:
Sel viisil määratud purunemispinge on väga meelevaldne ja seda ei saa kasutada terase mehaaniliste omaduste tunnusena. Kokkulepe on see, et see saadakse, jagades rebenemise hetkel kehtinud jõu proovi esialgse ristlõike pindalaga, mitte aga selle tegeliku rebenemisalaga, mis on moodustumise tõttu oluliselt väiksem kui algne. kaelast.
Plastsuse omadused
Tuletagem meelde, et plastilisus on materjali võime deformeeruda ilma murdumiseta. Plastilisuse karakteristikud on deformatsioon, seetõttu määratakse need proovi murdejärgsete mõõtmisandmete põhjal:
∆ℓ ос = ℓ 1 - ℓ 0 – jääkpikenemine,
- kaela piirkond.
Suhteline pikenemine pärast pausi:
. (2.25)
See omadus ei sõltu mitte ainult materjalist, vaid ka proovi mõõtmete suhtest. Seetõttu on standardproovidel fikseeritud suhe ℓ 0 = 5d 0 või ℓ 0 = 10d 0 ja δ väärtus antakse alati indeksiga - δ 5 või δ 10 ja δ 5 > δ 10.
Suhteline kitsenemine pärast rebenemist:
. (2.26)
Konkreetsed deformatsioonitööd:
kus A on proovi hävitamiseks kulutatud töö; leitakse pindalana, mis on piiratud venitusdiagrammi ja x-teljega (joonise OABCDKLMR pindala). Spetsiifiline deformatsioonitöö iseloomustab materjali võimet taluda koormuse mõju.
Kõigist katsetamise käigus saadud mehaanilistest omadustest on tugevuse põhinäitajateks voolavuspiir σ t ja tõmbetugevus σ pch ning plastilisuse põhinäitajad suhteline pikenemine δ ja suhteline kokkutõmbumine ψ pärast rebenemist.
Maha- ja ümberlaadimine
Tõmbediagrammi kirjeldamisel märgiti, et punktis K katse peatati ja proov laaditi maha. Mahalaadimise protsessi kirjeldati sirgjoonega KN (joonis 2.16), mis on paralleelne diagrammi sirglõikega OA. See tähendab, et enne mahalaadimise algust saadud proovi pikenemine ∆ℓ′ P ei kao täielikult. Diagrammi pikenemise kadunud osa on kujutatud segmendiga NQ, ülejäänud osa lõiguga ON. Järelikult koosneb proovi kogupikenemine üle elastsuse piiri kahest osast - elastsest ja jääk (plastsest):
∆ℓ′ P = ∆ℓ′ üles + ∆ℓ′ os.
See juhtub kuni proovi purunemiseni. Pärast rebenemist kaob kogupikenemise elastne komponent (segment ∆ℓ üles). Jääkpikenemine on kujutatud segmendiga ∆ℓ os. Kui lõpetate laadimise ja laadite proovi maha OB sektsioonis, kuvatakse mahalaadimisprotsessi joonega, mis langeb kokku koormusjoonega - deformatsioon on puhtalt elastne.
Kui proovi pikkus ℓ 0 + ∆ℓ′ oc uuesti laaditakse, langeb laadimisjoon praktiliselt kokku mahalaadimisliiniga NK. Proportsionaalsuse piir suurenes ja sai võrdseks pingega, millest mahalaadimine toimus. Järgmisena muutus sirge NK kõveraks KL ilma saagiplatoota. NK joonest vasakul asuv skeemi osa osutus äralõigatuks, s.o. koordinaatide alguspunkt nihkus punkti N. Seega muutis valim voolavuspiirist kaugemale venitamise tulemusena oma mehaanilised omadused:
1). proportsionaalsuse piir on suurenenud;
2). käibeplatvorm on kadunud;
3). suhteline pikenemine pärast rebenemist vähenes.
Seda omaduste muutust nimetatakse karastatud.
Kõvenemisel elastsed omadused suurenevad ja elastsus väheneb. Mõnel juhul (näiteks kui mehaaniline töötlemine) kõvenemise nähtus on ebasoovitav ja see kõrvaldatakse kuumtöötlusega. Muudel juhtudel luuakse see kunstlikult, et parandada osade või konstruktsioonide elastsust (vedrude lööktöötlus või tõstemasinate kaablite venitamine).
Stressi diagrammid
Materjali mehaanilisi omadusi iseloomustava diagrammi saamiseks rekonstrueeritakse esmane tõmbediagramm koordinaatides Р – ∆ℓ koordinaatides σ – ε. Kuna ordinaadid σ = Р/F ja abstsissid σ = ∆ℓ/ℓ saadakse konstantidega jagamisel, on diagrammil sama välimus kui algsel (joonis 2.18,a).
Diagrammilt σ – ε on selge, et
need. normaalelastsusmoodul on võrdne diagrammi sirglõike kaldenurga puutujaga abstsisstelje suhtes.
Pingediagrammilt on mugav määrata nn tingimuslik voolavuspiir. Fakt on see, et enamikul konstruktsioonimaterjalidel ei ole voolavuspiiri - sirgjoon muutub sujuvalt kõveraks. Sel juhul võetakse voolavuspiiri väärtuseks (tingimuslik) pinge, mille juures suhteline püsipikenemine on 0,2%. Joonisel fig. Joonisel 2.18b on näidatud, kuidas määratakse tingimusliku voolavuspiiri σ 0,2 väärtus. Tihti nimetatakse voolavuspiiriks σ t, mis määratakse voolavusplatoo olemasolul füüsiline.
Diagrammi kahanev osa on tingimuslik, kuna proovi tegelik ristlõikepindala pärast kaela tõmbamist on oluliselt väiksem kui algne ala, millest diagrammi koordinaadid määratakse. Tõelise pinge on võimalik saada, kui igal ajahetkel P t mõjuva jõu suurus jagada tegeliku ristlõike pindalaga samal ajahetkel F t:
Joonisel fig. 2.18a vastavad need pinged katkendlikule joonele. Kuni ülima tugevuseni langevad S ja σ praktiliselt kokku. Rebenemise hetkel ületab tegelik pinge oluliselt tõmbetugevust σ pc ja veelgi enam pinget rebenemise hetkel σ r. Avaldame kaela pindala F 1 läbi ψ ja leiame S r.
Þ Þ 
.
Plastilise terase puhul ψ = 50 – 65%. Kui võtta ψ = 50% = 0,5, siis saame S р = 2σ р, st. tõeline stress on kõige suurem rebenemise hetkel, mis on igati loogiline.
2.6.2. Kompressiooni test erinevaid materjale
Survekatse annab materjali omaduste kohta vähem teavet kui tõmbekatse. Siiski on tingimata vaja iseloomustada materjali mehaanilisi omadusi. Seda tehakse silindrite kujul, mille kõrgus ei ületa 1,5 korda läbimõõdust, või kuubikute kujul olevate proovide puhul.
Vaatame terase ja malmi surveskeeme. Selguse huvides kujutame neid samal joonisel koos nende materjalide tõmbediagrammidega (joonis 2.19). Esimeses kvartalis on pingediagrammid ja kolmandas survediagrammid.
Laadimise alguses on terase kokkusurumise diagramm kaldjoon, mille kaldenurk on sama kui pingutamise ajal. Seejärel liigub diagramm tootluspiirkonda (tootluspiirkond ei ole nii selgelt väljendatud kui pinge ajal). Lisaks paindub kõver kergelt ega purune, sest teraseproovi ei hävitata, vaid ainult lapik. Terase E elastsusmoodul kokkusurumisel ja pingel on sama. Ka voolavuspiir σ t + = σ t - on sama. Survetugevust on võimatu saavutada, nagu on võimatu saada plastilisuse karakteristikuid.
Malmi tõmbe- ja survediagrammid on kujult sarnased: painduvad algusest peale ja katkevad maksimaalse koormuse saavutamisel. Kuid malm töötab paremini kokkusurumisel kui pingel (σ tolli - = 5 σ tolli +). Tõmbetugevus σ pch on malmi ainus mehaaniline omadus, mis saadakse survekatsetuse käigus.
Katsetamise ajal masinaplaatide ja proovi otste vahel tekkiv hõõrdumine mõjutab oluliselt katsetulemusi ja hävimise olemust. Silindriline terasproov võtab tünni kuju (joon. 2.20a), malmkuubikus tekivad praod 45 0 nurga all koormuse suuna suhtes. Kui välistada hõõrdumise mõju proovi otste parafiiniga määrides, tekivad koormuse suunas praod ja maksimaalne jõud on väiksem (joon. 2.20, b ja c). Enamik rabedaid materjale (betoon, kivi) puruneb kokkusurumisel samamoodi nagu malm ja neil on sarnane surveskeem.
Huvi pakub puidu katsetamine – anisotroopne, s.t. millel on erinev tugevus sõltuvalt jõu suunast materjali kiudude suuna suhtes. Üha enam kasutatavad klaaskiudplastid on samuti anisotroopsed. Piki kiude kokkusurutuna on puit palju tugevam kui risti kiudude kokkusurumisel (kõverad 1 ja 2 joonisel 2.21). Kõver 1 on sarnane rabedate materjalide kokkusurumiskõveratele. Hävitamine toimub kuubi ühe osa nihkumise tõttu teise suhtes (joon. 2.20, d). Kiudude risti kokkusurumisel puit ei vaju kokku, vaid pressitakse (joon. 2.20e).
Teraseproovi tõmbekatsetamisel avastasime venitamise tagajärjel mehaaniliste omaduste muutuse, kuni ilmnesid märgatavad jääkdeformatsioonid - külmkarastumine. Vaatame, kuidas proov käitub pärast kõvastumist survekatse ajal. Joonisel 2.19 on diagramm näidatud punktiirjoonega. Kokkusurumine järgib NC 2 L 2 kõverat, mis asub proovi kokkusurumisdiagrammi kohal, mida ei tehtud töökarastamiseks OC 1 L 1, ja peaaegu paralleelselt viimasega. Pärast pingega kõvenemist proportsionaalsuse ja survesaagise piirid vähenevad. Seda nähtust nimetatakse Bauschingeri efektiks, mis sai nime selle teadlase järgi, kes seda esmakordselt kirjeldas.
2.6.3. Kõvaduse määramine
Väga levinud mehaaniline ja tehnoloogiline katse on kõvaduse määramine. See on tingitud selliste testide kiirusest ja lihtsusest ning saadud teabe väärtusest: kõvadus iseloomustab detaili pinna seisundit enne ja pärast tehnoloogilist töötlemist (kõvenemine, nitridimine jne), millest saab kaudselt otsustada tõmbetugevuse suurus.
Materjali kõvadus nimetatakse võimeks seista vastu teise mehaanilisele tungimisele, rohkem tahke. Kõvadust iseloomustavaid suurusi nimetatakse kõvaduse numbriteks. Määratletav erinevaid meetodeid, on need erineva suuruse ja mõõtmetelt ning nendega on alati kaasas märge nende määramismeetodi kohta.
Kõige tavalisem meetod on Brinelli meetod. Katse seisneb D läbimõõduga karastatud teraskuuli pressimises proovi sisse (joonis 2.22a). Palli hoitakse mõnda aega koormuse P all, mille tulemusena jääb pinnale jäljend (auk) läbimõõduga d. Koormuse suhet kN ja trükise pindala cm 2 nimetatakse Brinelli kõvaduse arvuks
. (2.30)
Brinelli kõvaduse arvu määramiseks kasutatakse spetsiaalseid testimisvahendeid, süvendi läbimõõt mõõdetakse kaasaskantava mikroskoobiga. Tavaliselt ei arvutata HB-d valemi (2.30) abil, vaid leitakse tabelitest.
Kasutades kõvadusarvu HB, on võimalik saada osade metallide tõmbetugevuse ligikaudne väärtus proovi hävitamata, sest σ tolli ja HB vahel on lineaarne seos: σ tolli = k ∙ HB (madala süsinikusisaldusega terase puhul k = 0,36, ülitugeva terase puhul k = 0,33, malmi puhul k = 0,15, alumiiniumisulamid k = 0,38, titaanisulamite puhul k = 0,3).
Väga mugav ja laialt levinud meetod kõvaduse määramiseks Rockwelli järgi. Selle meetodi puhul kasutatakse proovi sisse pressitud taandina teemantkoonust, mille tipunurk on 120 kraadi ja kõverusraadius 0,2 mm, või teraskuuli läbimõõduga 1,5875 mm (1/16 tolli). Katse toimub vastavalt joonisel fig. 2,22, sünd. Esmalt surutakse koonus sisse eelkoormusega P0 = 100 N, mida ei eemaldata enne katse lõppu. Selle koormuse all on koonus sukeldatud sügavusele h0. Seejärel rakendatakse koonusele täiskoormus P = P 0 + P 1 (kaks võimalust: A – P 1 = 500 N ja C – P 1 = 1400 N) ning süvendi sügavus suureneb. Peale põhikoormuse P 1 eemaldamist jääb sügavus h 1 alles. Põhikoormusel P 1 saadud taandesügavus, mis võrdub h = h 1 – h 0, iseloomustab Rockwelli kõvadust. Kõvadusarv määratakse valemiga
, (2.31)
kus 0,002 on kõvaduse mõõtja indikaatori skaala jaotuse väärtus.
Kõvaduse määramiseks on ka teisi meetodeid (Vickers, Shore, mikrokõvadus), mida siin ei käsitleta.
Konstruktsioonielementide tugevuse hindamiseks tutvustatakse töö(projekti)pingete, piirpingete, lubatud pingete ja ohutusvarude mõisteid. Need arvutatakse vastavalt punktides 4.2, 4.3 toodud sõltuvustele.
Tööpinged (arvutatud). Ja iseloomustada konstruktsioonielementide pingeseisundit töökoormuse mõjul.
Ülim stress lim Ja lim iseloomustavad materjali mehaanilisi omadusi ja on konstruktsioonielemendile selle tugevuselt ohtlikud.
Lubatud pinged [ ] Ja [ ] on ohutud ja tagavad konstruktsioonielemendi tugevuse antud töötingimustes.
Ohutusvaru n kehtestab maksimaalsete ja lubatud pingete suhte, võttes arvesse erinevate arvestamata tegurite negatiivset mõju tugevusele.
Masinaosade ohutuks kasutamiseks on vajalik, et maksimaalsed pinged, mis tekib koormatud sektsioonides, ei ületanud antud materjali puhul lubatud väärtust:
; 
,
Kus 
Ja 
– suurimad pinged (tavaline ja tangentsiaalne ) ohtlikul lõigul; 
Ja 
– nende pingete lubatud väärtused.
Kompleksse takistuse korral määratakse ekvivalentsed pinged 
ohtlikul lõigul. Tugevuse tingimusel on vorm
.
Lubatud pinged määratakse sõltuvalt maksimaalsetest pingetest
lim Ja
lim saadud materjalide katsetamisel: staatiliste koormuste all - tõmbetugevus 
Ja τ
IN rabedate materjalide puhul voolavuspiir 
Ja τ
T plastmaterjalide jaoks; tsüklilistel koormustel – vastupidavuspiir 
Ja τ
r :
; 
.
Ohutusfaktor 
ametisse, tuginedes kogemustele sarnaste struktuuride projekteerimisel ja käitamisel.
Tsüklilise koormuse all töötavate ja piiratud kasutusiga masinaosade ja mehhanismide puhul arvutatakse lubatud pinged vastavalt sõltuvustele:
; 
,
Kus 
– vastupidavuse koefitsient, võttes arvesse antud kasutusiga.
Arvutage sõltuvuse järgi vastupidavustegur
,
Kus 
– katsetsüklite põhiarv antud materjali ja deformatsioonitüübi puhul; 
– kindlaksmääratud kasutusajale vastava osa laadimistsüklite arv; m
– vastupidavuskõvera astme indikaator.
Konstruktsioonielementide projekteerimisel kasutatakse kahte tugevusarvutuse meetodit:
konstruktsiooni põhimõõtmete määramiseks lubatud pingete alusel projekteerimisarvutus;
taatlusarvutus olemasoleva struktuuri toimivuse hindamiseks.
5.5. Arvutamise näited
5.5.1. Staatilise tugevuse astmeliste vardade arvutamine
R
= 160 MPa ja 
= 100 MPa.
Iga esitatud skeemi jaoks määratleme:
1. Deformatsiooni tüüp:
cx. 1 – venitus; cx. 2 – torsioon; cx. 3 – puhas kurv.
2. Sisejõutegur:
cx. 1 – normaalne tugevus
N = 2F = 2800 = 1600 H;
cx. 2 – pöördemoment M X = T = 2Fh = 280010 = 16000 N mm;
cx. 3 – paindemoment M = 2Fh = 280010 = 16000 N mm.
3. Pingete tüübid ja nende suurus jaotistes A ja B:
cx. 1 - normaalne 
:
MPa;
MPa;
cx. 2 – puutujad 
:
MPa;
MPa;
cx. 3 - normaalne 
:
MPa;
MPa.
4. Milline pingediagrammidest vastab igale laadimisskeemile:
cx. 1 – ep. 3; cx. 2 – ep. 2; cx. 3 – ep. 1.
5. Tugevuse tingimuse täitmine:
cx. 1 – tingimus on täidetud: 
MPa 
MPa;
cx. 2 – tingimus ei ole täidetud: 
MPa 
MPa;
cx. 3 – tingimus ei ole täidetud: 
MPa 
MPa.
6. Minimaalne lubatud läbimõõt, mis tagab tugevustingimuste täitmise:
cx. 2: 
mm;
cx. 3: 
mm.
7. Suurim lubatud jõudFtugevusseisundist:
cx. 2: 
N;
cx. 3: 
N.
Interneti-kalkulaator määrab hinnangulise lubatud pinged σ sõltuvalt projekteeritud temperatuurist erinevaid kaubamärke järgmist tüüpi materjalid: süsinikteras, kroomteras, austeniitteras, austeniit-ferriitteras, alumiinium ja selle sulamid, vask ja selle sulamid, titaan ja selle sulamid vastavalt GOST-52857.1-2007.
Abi projekti veebisaidi arendamiseks
Hea saidi külastaja.
Kui te ei leidnud seda, mida otsisite, kirjutage sellest kindlasti kommentaaridesse, mis sellel saidil hetkel puudu on. See aitab meil mõista, millises suunas peame edasi liikuma ning peagi saavad ka teised külastajad vajaliku materjali kätte.
Kui sait osutus teile kasulikuks, annetage see sait projektile ainult 2 ₽ ja me teame, et liigume õiges suunas.
Täname, et külastasite!
I. Arvutusmeetod:
Lubatud pinged määrati vastavalt standardile GOST-52857.1-2007.
süsiniku- ja vähelegeeritud teraste jaoks
St3, 09G2S, 16GS, 20, 20K, 10, 10G2, 09G2, 17GS, 17G1S, 10G2S1:- Arvestustemperatuuridel alla 20 °C loetakse lubatud pinged samadeks kui temperatuuril 20 °C, eeldusel, et vastuvõetav kasutamine materjali antud temperatuuril.
- Terase klassi 20 jaoks R e/20 juures
- Terasele klassi 10G2 R р0,2/20 juures
- Teraseklassidele 09G2S, 16GS, tugevusklassidele 265 ja 296 vastavalt standardile GOST 19281 on lubatud pinged, olenemata lehe paksusest, määratud paksustele üle 32 mm.
- Horisontaalsest joonest allpool paiknevad lubatud pinged kehtivad tööeale kuni 10 5 tundi Projekteeritud kasutusea korral kuni 2 * 10 5 tundi korrutatakse horisontaaljoonest allpool paiknev lubatud pinge koefitsiendiga: süsinikterasele 0,8 võrra; mangaanterase puhul 0,85 võrra temperatuuril< 450 °С и на 0,8 при температуре от 450 °С до 500 °С включительно.
kuumuskindlate kroomteraste jaoks
12XM, 12MX, 15XM, 15X5M, 15X5M-U:- Arvestustemperatuuridel alla 20 °C loetakse lubatud pinged samadeks, mis temperatuuril 20 °C, olenevalt materjali lubatud kasutamisest antud temperatuuril.
- Vahepealsete seinte temperatuuride puhul määratakse lubatud pinge lineaarse interpolatsiooni teel, ümardades tulemused allapoole 0,5 MPa-ni.
- Horisontaalsest joonest allpool paiknevad lubatud pinged kehtivad kasutusiga 10 5 tundi Projekteeritud kasutusiga kuni 2 * 10 5 tundi korrutatakse horisontaaljoone all paiknev lubatud pinge koefitsiendiga 0,85.
kuumakindlate, kuumakindlate ja korrosioonikindlate austeniitsete teraste jaoks
03X21H21M4GB, 03X18H11, 03X17H14M3, 08X18H10T, 08X18H12T, 08X17H13M2T, 08X17H15M3T, 12X18H10T, 12X18H10T, 12X12T, 12X 12X 7H13M3T, 10X14G14H4:- Vahepealsete seinte temperatuuride puhul määratakse lubatud pinge kahe interpoleerimisega lähimad väärtused tabelis näidatud, kusjuures tulemused ümardatakse 0,5 MPa-ni madalama väärtuse suunas.
- Teraseklassidest 12Х18Н10Т, 10Х17Н13M2T, 10Х17Н13М3Т valmistatud sepise puhul korrutatakse lubatud pinged temperatuuril kuni 550 °C 0,83-ga.
- Pika valtsitud terase klasside 12Х18Н10Т, 10Х17Н13M2T, 10Х17Н13М3Т puhul korrutatakse lubatud pinged temperatuuril kuni 550 °C suhtega (R* p0,2/20) / 240.
(R* p0,2/20 - valtsitud terasmaterjali voolavuspiir määratakse GOST 5949 järgi). - Terasest 08X18H10T valmistatud sepiste ja pikkade toodete puhul korrutatakse lubatud pinged temperatuuril kuni 550 °C 0,95-ga.
- Terasest 03X17H14M3 valmistatud sepised korrutatakse lubatud pinged 0,9-ga.
- Terasest 03X18H11 valmistatud sepised korrutatakse lubatud pinged 0,9-ga; 03X18H11 terasest pikkade toodete puhul korrutatakse lubatud pinged 0,8-ga.
- Terasest 03Х21Н21М4ГБ (ZI-35) valmistatud torude puhul korrutatakse lubatud pinged 0,88-ga.
- Terasest 03Х21Н21М4ГБ (ZI-35) valmistatud sepised korrutatakse lubatud pinged suhtega (R* p0,2/20) / 250.
(R* p0,2/20 on sepismaterjali voolavuspiir, mis on määratud vastavalt standardile GOST 25054). - Horisontaalsest joonest allpool asuvad lubatud pinged kehtivad kuni 10 5 tunni kasutusea jooksul.
Projekteeritud kasutusea kuni 2*10 5 tundi korral korrutatakse horisontaaljoonest allpool olev lubatud pinge temperatuuri juures koefitsiendiga 0,9< 600 °С и на коэффициент 0,8 при температуре от 600 °С до 700 °С включительно.
austeniit- ja austeniit-ferriitklassi kuumakindlate, kuumakindlate ja korrosioonikindlate teraste jaoks
08Х18Г8Н2Т (KO-3), 07Х13AG20(ChS-46), 02Х8Н22С6(EP-794), 15Х18Н12С4ТУ (EI-654), 06ХН28МНДН, Т2,80ХДН, Т2,80Х8 Х21Н6М2Т:- Arvestustemperatuuridel alla 20 °C loetakse lubatud pinged samadeks, mis temperatuuril 20 °C, olenevalt materjali lubatud kasutamisest antud temperatuuril.
- Vahepealsete seinte temperatuuride puhul määratakse lubatud pinge kindlaks selles tabelis näidatud kahe lähima väärtuse interpoleerimise teel, ümardades allapoole lähima 0,5 MPa-ni.
alumiiniumi ja selle sulamite jaoks
A85M, A8M, ADM, AD0M, AD1M, AMtsSM, AM-2M, AM-3M, AM-5M, AM-6M:- Lubatud pinged on antud lõõmutatud olekus alumiiniumile ja selle sulamitele.
- Lubatud pinged on antud alumiiniumiklasside A85M, A8M lehtede ja plaatide paksusele mitte rohkem kui 30 mm, muude klasside - mitte rohkem kui 60 mm.
vase ja selle sulamite jaoks
M2, M3, M3r, L63, LS59-1, LO62-1, LZhMts 59-1-1:- Lubatud pinged on antud vase ja selle sulamite jaoks lõõmutatud olekus.
- Lubatud pinged on antud lehe paksusele 3 kuni 10 mm.
- Arvutatud seinatemperatuuride vaheväärtuste jaoks määratakse lubatud pinged lineaarse interpolatsiooniga, ümardades tulemused 0,1 MPa-ni madalama väärtuse suunas.
titaani ja selle sulamite jaoks
VT1-0, OT4-0, AT3, VT1-00:- Arvestustemperatuuridel alla 20 °C loetakse lubatud pinged samadeks, mis temperatuuril 20 °C, olenevalt materjali kasutamise lubatavusest antud temperatuuril.
- Sepiste ja varraste puhul korrutatakse lubatud pinged 0,8-ga.
II. Definitsioonid ja märgid:
R e/20 - voolavuspiiri minimaalne väärtus temperatuuril 20 °C, MPa; R р0,2/20 - tingimusliku voolavuspiiri minimaalne väärtus püsival pikenemisel 0,2% temperatuuril 20 °C, MPa. lubatud
pinge - suurimad konstruktsioonis lubatud pinged, tingimusel et see töötab ohutult, usaldusväärselt ja vastupidavalt. Lubatud pinge väärtus määratakse tõmbetugevuse, voolavuspiiri jms jagamisel ühest suurema väärtusega, mida nimetatakse ohutusteguriks. arvutatud
temperatuur - seadme või torujuhtme seina temperatuur, mis on võrdne selle välis- ja välistemperatuuri maksimaalse aritmeetilise keskmise temperatuuri väärtusega. sisepinnadühes osas kl normaalsetes tingimustes töö (tuumareaktori anumate osade puhul määratakse arvutuslik temperatuur, võttes arvesse sisemist soojuseraldust kui anuma seina paksuse temperatuurijaotuse keskmist integraalväärtust (PNAE G-7-002-86, punkt 2.2; PNAE G-7-008-89, lisa 1) .
Disain temperatuur
- ,Punkt 5.1. Arvestustemperatuuri kasutatakse materjali füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste ja lubatud pingete määramiseks, samuti tugevuse arvutamisel, võttes arvesse temperatuurimõjusid.
- ,Punkt 5.2. Arvestustemperatuur määratakse soojusarvutuste või katsetulemuste või sarnaste anumate töökogemuse põhjal.
- Anuma või seadme seina arvestuslikuks temperatuuriks võetakse kõrgeim seinatemperatuur. Temperatuuridel alla 20 °C võetakse lubatud pingete määramisel arvestustemperatuuriks temperatuur 20 °C.
- , punkt 5.3. Kui seda on võimatu teostada soojusarvutused või mõõtmised ning kui töö käigus tõuseb seina temperatuur seinaga kokkupuutuva keskkonna temperatuurini, siis tuleks arvestustemperatuuriks võtta keskkonna kõrgeim temperatuur, kuid mitte alla 20 °C.
- Lahtise leegi, heitgaaside või elektrisoojenditega kütmisel arvestatakse arvutuslikuks temperatuuriks võrdne ümbritseva õhu temperatuuriga 20 °C suletud kütte puhul ja 50 °C võrra otsekütte puhul, välja arvatud juhul, kui on saadaval täpsemaid andmeid.
- , punkt 5.4. Kui anumat või aparaati kasutatakse mitmel erineval laadimistingimustel või erinevaid elemente Seadmed töötavad erinevates tingimustes, iga režiimi jaoks saate määrata oma disainitemperatuuri (GOST-52857.1-2007, punkt 5).
III. Märge:
Lähteandmete plokk on esile tõstetud kollane , eraldatud vahearvutusplokk sinine , lahendusplokk on roheliselt esile tõstetud.
