정의 허용 스트레스를 제한하다 (), 샘플 재료가 직접 파괴되거나 큰 소성 변형이 발생합니다.
강도 계산의 궁극적 인 응력
같이 스트레스를 제한하다 강도 계산에서 다음과 같이 가정합니다.
항복점 플라스틱 재료의 경우 (소성 변형이 눈에 띄게 나타날 때 플라스틱 재료의 파괴가 시작되는 것으로 믿어집니다)
,
강도 한계 취성 물질의 경우 값은 다음과 다릅니다.
실제 부품을 보장하려면 작동 중 어떤 지점에서 발생하는 최대 값이 한계보다 작도록 치수와 재질을 선택해야합니다.
그러나 부품의 가장 높은 설계 응력이 최종 응력에 가까워도 강도를 아직 보장 할 수 없습니다.
부품에 대한 행동은 충분히 정확하게 확립 될 수 없습니다.
부품의 설계 응력은 때때로 대략적으로 만 계산 될 수 있습니다.
계산 된 특성에서 가능한 편차.
부품은 일부 계산 된 상태로 설계되어야합니다. 안전 요소:
.
n이 클수록 부품이 더 강하다는 것이 분명합니다. 그러나 매우 큰 안전 요소 재료 낭비로 이어지고 이로 인해 부품이 무겁고 비 경제적입니다.
필요한 안전율은 구조물의 목적에 따라 설정됩니다.
강도 조건: 부품의 강도가 보장되는 것으로 간주됩니다. 식 사용 , 다시 쓰기 강도 조건 같이:
여기에서 다른 형태의 녹음을 얻을 수 있습니다. 강도 조건:
마지막 부등식의 오른쪽에있는 관계를 허용 전압:
제한 및 따라서 인장 및 압축의 허용 응력이 다른 경우, 및로 표시됩니다. 개념 사용 허용 전압, 할 수있다 강도 조건 다음과 같이 공식화 : 부품에서 발생하는 경우 부품의 강도가 보장됩니다. 가장 큰 스트레스 이하 허용 전압.
기계 공학에서 허용되는 응력을 결정하기 위해 다음과 같은 기본 방법이 사용됩니다.
1. 차별화 된 안전 계수는 재료의 신뢰성, 부품의 책임 정도, 계산 공식의 정확성 및 부품의 작업 조건을 결정하는 작용력 및 기타 요소를 고려한 여러 부분 계수의 곱으로 발견됩니다.
2. 표 형식-허용 응력은 규범에 따라 취해지며 표 형태로 체계화됩니다.
(표 1-7). 이 방법은 덜 정확하지만 설계 및 검증 강도 계산에 실제 사용하기에 가장 간단하고 편리합니다.
디자인 국의 작업과 기계 부품 계산에서 모두 차별화됩니다. 표 형식의 방법과 그 조합. 표 4-6은 특수 계산 방법과 이에 상응하는 허용 응력이 개발되지 않은 비정형 주조 부품에 대한 허용 응력을 보여줍니다. 일반적인 부품 (예 : 기어 및 웜 휠, 풀리)은 핸드북 또는 특수 문헌의 해당 섹션에 제공된 방법에 따라 계산해야합니다.
명시된 허용 응력은 기본 하중에 대해서만 대략적인 계산을위한 것입니다. 추가 부하 (예 : 동적)를 고려하여 더 정확한 계산을하려면 표 형식 값을 20-30 % 늘려야합니다.
허용 응력은 부품의 응력 집중과 치수를 고려하지 않고 주어지며, 직경 6-12mm의 매끄러운 광택 강철 샘플과 직경 30mm의 미처리 원형 주철 주물에 대해 계산됩니다. 계산 된 부품에서 가장 높은 응력을 결정할 때 공칭 응력 σ nom 및 τ nom에 집중 계수 k σ 또는 k τ를 곱해야합니다.
1. 허용 전압 *
열연 상태의 일반 품질 탄소강 용
| 상표 지다 | 허용 응력 **, MPa | |||||||||||||
| 인장 [σ p] | 굽힘 [σ from] | 비틀림 [τ cr] | 절단시 [τ cf] | 압착시 [σ cm] | ||||||||||
| 나는 | II | III | 나는 | II | III | 나는 | II | III | 나는 | II | III | 나는 | 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 강도 계산에서 허용되는 응력의 결정. 니 마쉬, 엠., 1974.
** 하중 유형은 로마 숫자로 표시됩니다. I-정적; II-0에서 최대, 최대에서 0까지 작동하는 변수 (맥동); III-번갈아 가며 (대칭).
2. 기계적 성질 및 허용 응력
탄소 질 구조용 강재
3. 기계적 특성 및 허용 응력
합금 구조용 강철
4. 기계적 특성 및 허용 응력
탄소강 및 합금강 주물 용
5. 기계적 특성 및 허용 응력
회주철 주물 용
6. 기계적 특성 및 허용 응력
연성 철 주물 용
7. 플라스틱 부품의 허용 응력
에 대한 연성 (비경 화) 강철 정적 응력 (유형 I 하중)에서 집중 계수는 고려되지 않습니다. 균질 강 (σ in\u003e 1300 MPa 및 저온에서 작동하는 경우)의 경우 응력 집중이있는 경우 집중 계수도 하중 하에서 계산에 도입됩니다. 나는 형식 (k\u003e 1). 하중이 번갈아 가며 응력이 집중되는 연성 강의 경우 이러한 응력을 고려해야합니다.
에 대한 주철 대부분의 경우 응력 집중 계수는 모든 유형의 하중 (I-III)에 대해 거의 1과 같습니다. 부품의 치수를 고려하기 위해 강도를 계산할 때 주물 부품에 대해 주어진 표 형식 허용 응력에 1.4 ... 5와 같은 축척 계수를 곱해야합니다.
대칭 사이클을 사용하는 하중 케이스에 대한 피로 한계의 대략적인 경험적 의존성 :
탄소강의 경우 :
-구부릴 때 σ -1 \u003d (0.40 ÷ 0.46) σ c;
σ -1р \u003d (0.65 ÷ 0.75) σ -1;
-비틀 때, τ -1 \u003d (0.55 ÷ 0.65) σ -1;
합금강의 경우 :
-구부릴 때 σ -1 \u003d (0.45 ÷ 0.55) σ c;
-늘어나거나 압축되었을 때, σ -1р \u003d (0.70 ÷ 0.90) σ -1;
-비틀 때, τ -1 \u003d (0.50 ÷ 0.65) σ -1;
강철 주조 :
-구부릴 때 σ -1 \u003d (0.35 ÷ 0.45) σ in;
-늘어나거나 압축되었을 때, σ -1р \u003d (0.65 ÷ 0.75) σ -1;
-비틀 때, τ -1 \u003d (0.55 ÷ 0.65) σ -1.
마찰 방지 주철의 기계적 특성 및 허용 응력 :
-최대 굽힘 강도 250 ÷ 300 MPa,
-허용 굽힘 응력 : I에 대해 95 MPa; 70 MPa-II : 45 MPa-III, 여기서 I. II, III-부하 유형 지정, 표 참조. 1.
비철금속에 대한 대략적인 허용 인장 및 압축 응력. MPa :
-30 ... 110-구리의 경우;
-60 ... 130-황동;
-50 ... 110-청동;
-25 ... 70-알루미늄;
-70 ... 140-두랄루민.
표 2.4
그림 2.22
그림 2.18
그림 2.17
그림: 2.15
인장 시험에는 인장 시험기가 사용되어 시험 중에 "하중-절대 신장"좌표에 다이어그램을 기록 할 수 있습니다. 인장 다이어그램의 특성은 테스트 재료의 특성과 변형률에 따라 다릅니다. 정적 하중 적용 하에서 연강에 대한 이러한 다이어그램의 일반적인보기가 그림 1에 나와 있습니다. 2.16.
이 다이어그램의 특징적인 부분과 포인트는 물론 샘플 변형의 해당 단계를 고려해 보겠습니다.
OA-Hooke의 법칙은 공정합니다.
AB-잔류 (소성) 변형이 나타났습니다.
VS-소성 변형이 증가합니다.
SD-항복 영역 (일정한 부하에서 변형이 증가 함)
DC-경화 영역 (재료가 다시 변형에 대한 저항을 증가시키는 능력을 획득하고 특정 한계까지 증가하는 힘을 감지합니다)
지점 K-테스트가 중지되고 샘플이 언로드되었습니다.
KN-하역 라인;
NKL-샘플의 반복 로딩 라인 (KL-경화 섹션);
LM-부하 강하의 섹션, 현재 샘플에 소위 목이 나타납니다-국부적 좁아짐;
포인트 M-샘플 휴식;
파열 후 샘플은 그림 2.17에 표시된 것과 같습니다. 파편을 접을 수 있으며 시험 후 길이 ℓ 1 및 목 직경 d 1을 측정 할 수 있습니다.
인장 다이어그램을 처리하고 샘플을 측정 한 결과, 우리는 강도 특성과 가소성 특성의 두 그룹으로 나눌 수있는 여러 기계적 특성을 얻습니다.
강도 특성
비례 제한 :
Hooke의 법칙이 유효한 가장 큰 스트레스.
항복 강도 :
일정한 인장력 하에서 시편이 변형되는 가장 작은 응력.
인장 강도 (최종 강도) :
테스트 중에 관찰 된 가장 높은 스트레스.
차단 전압 :
이러한 방식으로 결정된 인장 응력은 매우 임의적이며 강철의 기계적 특성의 특성으로 사용할 수 없습니다. 관습은 파열 순간의 힘을 샘플의 초기 단면적으로 나눈 것이며, 파열시의 실제 면적은 목 형성으로 인해 초기보다 훨씬 적다는 것입니다.
가소성 특성
가소성은 재료가 파괴되지 않고 변형되는 능력입니다. 가소성 특성은 변형이므로 파단 후 샘플의 측정 데이터에 따라 결정됩니다.
∆ℓ os \u003d ℓ 1-ℓ 0-잔류 신율,
-목 부위.
파열 후 신장 :
. (2.25)
이 특성은 재료뿐만 아니라 샘플의 종횡비에 따라 달라집니다. 그렇기 때문에 표준 샘플은 고정 비율 ℓ 0 \u003d 5d 0 또는 ℓ 0 \u003d 10d 0이고 δ 값은 항상 인덱스-δ 5 또는 δ 10 및 δ 5\u003e δ 10으로 주어집니다.
파열 후 상대적 수축 :
. (2.26)
변형의 특정 작업 :
여기서 A는 샘플 파괴에 소요 된 작업입니다. 스트레치 다이어그램과 가로 좌표로 둘러싸인 영역 (OBCDKLMR 그림의 영역)으로 표시됩니다. 변형의 특정 작업은 하중의 충격에 저항하는 재료의 능력을 특징으로합니다.
시험 중에 얻은 모든 기계적 특성 중 주요 강도 특성은 항복 응력 σt 및 극한 강도 σpc이며, 가소성의 주요 특성은 파단 후 상대 신율 δ 및 상대적 축소 ψ입니다.
언로드 및 다시로드
인장 다이어그램을 설명 할 때 K 지점에서 테스트가 중지되고 샘플이 언로드되었음을 표시했습니다. 언 로딩 과정은 OA 다이어그램의 직선 단면과 평행 한 직선 KN (그림 2.16)으로 설명되었습니다. 이는 언 로딩 시작 전에 얻은 샘플 ∆ℓ ′ P의 연신율이 완전히 사라지지 않음을 의미합니다. 다이어그램에서 사라진 신장 부분은 NQ 세그먼트로, 나머지는 ON 세그먼트로 표시됩니다. 따라서 탄성 한계를 초과하는 시편의 총 연신율은 탄성과 잔류 (플라스틱)의 두 부분으로 구성됩니다.
∆ℓ ′ П \u003d ∆ℓ ′ 팩 + ∆ℓ ′ os.
이것은 샘플이 파열 될 때까지 계속됩니다. 파단 후 전체 신율 (세그먼트 ∆ℓ yn)의 탄성 성분이 사라집니다. 영구 연신율은 세그먼트 ∆ℓ ax로 표시됩니다. 로딩이 중지되고 샘플이 OB 섹션 내에서 언 로딩되는 경우 언 로딩 프로세스는로드 라인과 일치하는 선으로 표시됩니다. 변형은 순전히 탄성입니다.
길이 ℓ 0 + ∆ℓ ′의 시편을 반복적으로 적재하면 적재 선의 축은 실질적으로 하역 선 NK와 일치합니다. 비례 제한이 증가하여 언로드가 수행 된 전압과 동일 해졌습니다. 그런 다음 직선 NK가 항복 영역없이 KL 곡선을 통과했습니다. NK 선의 왼쪽에있는 다이어그램의 일부가 잘린 것으로 판명되었습니다. 원점이 N 점으로 이동했습니다. 따라서 항복점을 넘어서 늘어난 결과 샘플은 기계적 특성을 변경했습니다.
1). 비례 한계가 증가했습니다.
2). 흐름 영역이 사라졌습니다.
삼). 파열 후 연신율 감소.
이러한 속성 변경을 냉간 작업.
가공 경화는 탄성 특성을 증가시키고 소성을 감소시킵니다. 경우에 따라 (예 : 가공시) 가공 경화 현상이 바람직하지 않으며 열처리에 의해 제거됩니다. 다른 경우에는 부품 또는 구조물의 탄성을 향상시키기 위해 인위적으로 생성됩니다 (샷 스프링으로 처리하거나 호이 스팅 기계의 케이블 그리기).
스트레스 다이어그램
재료의 기계적 특성을 나타내는 다이어그램을 얻기 위해 좌표 P-∆ℓ의 기본 장력 다이어그램이 σ-ε 좌표로 재 배열됩니다. 세로 좌표 σ \u003d Р / F와 횡좌표 σ \u003d ∆ℓ / ℓ는 상수로 나누어 구하기 때문에 다이어그램은 원래 그림과 같은 형태를 갖습니다 (그림 2.18, a).
σ-ε 다이어그램에서 볼 수 있습니다.
그. 수직 탄성 계수는 \u200b\u200b가로축에 대한 다이어그램의 직선 단면의 경사각 탄젠트와 같습니다.
응력 다이어그램에서 소위 조건부 항복 응력을 결정하는 것이 편리합니다. 사실 대부분의 구조 재료에는 항복 영역이 없습니다. 직선이 부드럽게 곡선으로 바뀝니다. 이 경우 상대 잔류 연신율이 0.2 % 인 응력이 항복점 (조건부) 값으로 간주됩니다. 그림에서. 2.18, b는 기존 항복 응력 σ 0.2의 값이 어떻게 결정되는지 보여줍니다. 항복 영역이있을 때 결정되는 항복점 σ t는 종종 물리적 인.
네킹 후 샘플의 실제 단면적이 다이어그램 좌표가 결정되는 초기 영역보다 훨씬 작기 때문에 다이어그램의 내림차순 섹션은 조건부입니다. 시간 P t의 각 순간에 힘의 값을 같은 시간 F t의 실제 단면적으로 나누면 실제 응력을 얻을 수 있습니다.
그림에서. 2.18, a, 이러한 응력은 점선에 해당합니다. 최대 강도까지 S와 σ는 거의 일치합니다. 파열 순간에 실제 응력은 극한 강도 σpc를 크게 초과하고 파열 순간의 응력 σp를 훨씬 초과합니다. 목의 면적 F 1 ~ ψ를 표현하고 S p를 찾으십시오.
Þ Þ 
.
연성 강의 경우 ψ \u003d 50-65 %. ψ \u003d 50 % \u003d 0.5를 취하면 S p \u003d 2σ p가됩니다. 진정한 스트레스는 파열 순간에 가장 큽니다. 이것은 매우 논리적입니다.
2.6.2. 다양한 재료의 압축 시험
압축 테스트는 인장 테스트보다 재료 속성에 대한 정보가 적습니다. 그러나 재료의 기계적 특성을 특성화하는 것이 절대적으로 필요합니다. 높이가 1.5 직경 이하인 실린더 형태의 샘플 또는 큐브 형태의 샘플에서 수행됩니다.
강철 및 주철의 압축 다이어그램을 고려하십시오. 명확성을 위해 이러한 재료의 인장 다이어그램 (그림 2.19)과 함께 하나의 그림으로 설명합니다. 1/4 분기에는 장력 다이어그램이 있고 세 번째 분기에는 압축 다이어그램이 있습니다.
하중이 시작될 때 강철의 압축 다이어그램은 장력과 동일한 기울기를 갖는 경 사진 직선입니다. 그런 다음 다이어그램이 수율 영역으로 전달됩니다 (수율 영역이 늘어 났을 때만 큼 뚜렷하지 않음). 또한 곡선이 약간 구부러지고 끊어지지 않습니다. 강철 시편은 붕괴되지 않고 평평 해집니다. 압축 및 장력에서 강철 E의 탄성 계수는 \u200b\u200b동일합니다. 항복 응력 σ t + \u003d σ t-도 동일합니다. 가소성 특성을 얻을 수 없기 때문에 압축 강도를 얻을 수 없습니다.
주철의 인장 및 압축 다이어그램은 모양이 비슷합니다. 맨 처음부터 구부러져 최대 하중에 도달하면 끊어집니다. 그러나 주철은 인장보다 압축에 더 잘 작동합니다 (σ beck-\u003d 5 σ beck +). 인장 강도 σ beck은 압축 시험에서 얻은 유일한 주철의 기계적 특성입니다.
기계 플레이트와 시편 끝 사이의 테스트 중에 발생하는 마찰은 테스트 결과와 파괴의 특성에 상당한 영향을 미칩니다. 원통형 강철 샘플은 배럴 모양을 취하고 (그림 2.20, a), 하중 방향에 대해 45 ° 각도로 주철 큐브에 균열이 나타납니다. 파라핀으로 샘플의 끝을 윤활하여 마찰의 영향을 배제하면 하중 방향으로 균열이 나타나고 가장 큰 힘은 적어집니다 (그림 2.20, b 및 c). 대부분의 부서지기 쉬운 재료 (콘크리트, 석재)는 주철과 동일한 방식으로 압축에 실패하며 유사한 압축 다이어그램을 가지고 있습니다.
이방성, 즉 목재를 테스트하는 것이 중요합니다. 섬유, 재료의 방향과 관련하여 힘의 방향에 따라 강도가 다릅니다. 점점 더 널리 사용되는 유리 섬유 플라스틱도 이방성입니다. 나뭇결을 따라 압축 할 때 나무는 나뭇결을 따라 압축 될 때보 다 훨씬 더 강합니다 (그림 2.21의 곡선 1과 2). 곡선 1은 취성 재료의 압축 곡선과 유사합니다. 파괴는 큐브의 한 부분이 다른 부분에 비해 이동하여 발생합니다 (그림 2.20, d). 섬유를 통해 압축되면 목재가 파괴되지 않고 압축됩니다 (그림 2.20, e).
인장 강 샘플을 테스트 할 때 눈에 띄는 영구 변형 (가공 경화)이 나타나기 전에 인장 결과로 기계적 특성의 변화를 발견했습니다. 압축 시험에서 가공 경화 후 시편이 어떻게 작동하는지 살펴 보겠습니다. 그림 2.19에서 다이어그램은 점선으로 표시됩니다. 압축은 NC 2 L 2 곡선을 따르며, 이는 경화되지 않은 시편 OC 1 L 1의 압축 다이어그램 위에 있으며 후자와 거의 평행합니다. 인장에 의한 가공 경화 후, 압축의 비례 및 항복 강도의 한계가 감소합니다. 이 현상을 처음 설명했던 과학자의 이름을 따서 Bauschinger 효과라고합니다.
2.6.3. 경도 결정
매우 일반적인 기계 및 기술 테스트는 경도 결정입니다. 이는 이러한 테스트의 속도와 단순성 및 얻은 정보의 값 때문입니다. 경도는 가공 전후 부품 표면 상태 (담금질, 질화 등)를 특성화하며, 극한 강도 값을 간접적으로 판단하는 데 사용할 수 있습니다.
재료 경도 다른 더 단단한 몸체의 기계적 침투에 저항하는 능력이 호출됩니다. 경도를 특성화하는 양을 경도 번호라고합니다. 다른 방법으로 결정되며 크기와 치수가 다르며 항상 결정 방법을 표시합니다.
가장 일반적인 방법은 Brinell입니다. 테스트는 직경 D의 경화 된 강철 볼을 샘플에 압착하는 것으로 구성됩니다 (그림 2.22, a). 공은 하중 P하에 얼마 동안 유지되며, 그 결과 직경 d의 자국 (구멍)이 표면에 남습니다. cm 2 단위의 압입 표면적에 대한 kN 단위의 하중 비율을 Brinell 경도 수라고합니다.
. (2.30)
Brinell 경도 수를 결정하기 위해 특수 테스트 장치가 사용되며 휴대용 현미경으로 압흔 직경이 측정됩니다. 일반적으로 HB는 공식 (2.30)에 따라 계산되지 않지만 표에서 찾을 수 있습니다.
경도 번호 HB를 사용하면 샘플을 깨지 않고 일부 금속의 극한 강도의 근사값을 얻을 수 있습니다. σ bee와 HB 사이에는 선형 관계가 있습니다 .σ bee \u003d k ∙ HB (연강의 경우 k \u003d 0.36, 고강도 강철의 경우 k \u003d 0.33, 주철의 경우 k \u003d 0.15, 알루미늄 합금의 경우 k \u003d 0.38) , 티타늄 합금 k \u003d 0.3).
경도 측정을위한 매우 편리하고 광범위한 방법 로크웰... 이 방법은 0.2mm 반경의 120도 다이아몬드 테이퍼 또는 1.5875mm (1/16 인치) 직경의 강철 볼을 샘플에 압입하는 압자로 사용합니다. 테스트는 그림에 표시된 체계에 따라 수행됩니다. 2.22, b. 첫째, 콘은 시험이 끝날 때까지 제거되지 않는 예압 P 0 \u003d 100 N으로 압착됩니다. 이 하중으로 원뿔은 h 0의 깊이에 잠기 게됩니다. 그런 다음 전체 하중 P \u003d P 0 + P 1이 원뿔에 적용되고 (두 가지 옵션 : A-P 1 \u003d 500 H 및 C-P 1 \u003d 1400 H) 압입 깊이가 증가합니다. 주 하중 P 1을 제거한 후 깊이 h 1이 유지됩니다. h \u003d h 1-h 0과 동일한 주 하중 P 1로 인해 얻은 압입 깊이는 로크웰 경도를 나타냅니다. 경도 수치는 공식에 의해 결정됩니다
, (2.31)
여기서 0.002는 경도계 표시기의 눈금 구분입니다.
경도를 결정하는 다른 방법 (Vickers, Shore, microhardness)이 있지만 여기에서는 고려하지 않습니다.
구조 요소의 강도를 평가하기 위해 작업 (설계) 응력, 최종 응력, 허용 응력 및 안전 여유의 개념이 도입되었습니다. 4.2, 4.3 절에 제시된 종속성에 따라 계산됩니다.
작업 (디자인) 스트레스 과 작동 하중의 작용하에 구조 요소의 응력 상태를 특성화합니다.
스트레스 제한 임 과 임 재료의 기계적 특성을 특성화하고 강도 측면에서 구조 요소에 위험합니다.
허용 전압 [ ] 과 [ ] 안전하고 주어진 작동 조건에서 구조 요소의 강도를 보장합니다.
안전의 한계 엔 설명되지 않은 다양한 요인의 강도에 대한 부정적인 영향을 고려하여 제한 및 허용 응력의 비율을 설정합니다.
메커니즘 부품의 안전한 작동을 위해 하중 섹션에서 발생하는 최대 응력이 주어진 재료에 허용 된 값을 초과하지 않아야합니다.
; 
,
어디 
과 
-위험한 부분에서 가장 높은 응력 (정상 및 접선 ) 
과 
-이러한 스트레스의 허용 값.
복잡한 저항으로 등가 전압이 결정됩니다. 
위험한 구역에서. 강도 조건은 다음과 같습니다.
.
허용 응력은 제한 응력에 따라 결정됩니다.
임 과
임 재료 시험 중 획득 : 정적 하중 하에서-극한 강도 
과 τ
에 취성 재료, 항복 강도 
과 τ
티 플라스틱 재료 용; 주기적 부하에서-내구성 한계 
과 τ
아르 자형 :
; 
.
안전 요소 
유사한 구조의 설계 및 운영 경험을 바탕으로 임명되었습니다.
주기적 부하에서 작동하고 서비스 수명이 제한된 기계 부품 및 메커니즘의 경우 허용 응력은 종속성에 따라 계산됩니다.
; 
,
어디 
-지정된 서비스 수명을 고려한 서비스 수명 계수.
의존성에 의한 내구성 계수 계산
,
어디 
-주어진 재료 및 변형 유형에 대한 기본 테스트주기 수 
-주어진 서비스 수명에 해당하는 부품의 로딩주기 수 미디엄
-지구력 곡선의 정도를 나타내는 지표.
구조 요소를 설계 할 때 두 가지 강도 계산 방법이 사용됩니다.
구조의 기본 치수를 결정하기 위해 허용 응력에 대한 설계 계산;
기존 구조의 성능을 평가하기위한 검증 계산.
5.5. 계산 예
5.5.1. 정적 강도를위한 계단식 철근 계산
아르 자형
\u003d 160MPa 및 
\u003d 100MPa.
제시된 각 계획에 대해 다음을 결정합니다.
1. 변형 유형 :
cx. 1-스트레칭; cx. 2-비틀림; cx. 3-순수한 굽힘.
2. 내부 힘 계수 :
cx. 1-정상 강도
N \u003d 2F \u003d 2 개 800 \u003d 1600 H;
cx. 2-토크 М Х \u003d T \u003d 2F
cx. 3-굽힘 모멘트 M \u003d 2F ∙ h \u003d 2 ∙ 800 ∙ 10 \u003d 16000 N mm.
3. 섹션 A와 B의 응력 유형 및 강도 :
cx. 1-정상 
:
MPa;
MPa;
cx. 2-접선 
:
MPa;
MPa;
cx. 3-정상 
:
MPa;
MPa.
4. 각 하중 체계에 해당하는 응력 다이어그램:
cx. 1-ep. 삼; cx. 2-ep. 2; cx. 3-ep. 1.
5. 강도 조건 충족:
cx. 1-조건이 충족 됨 : 
MPa 
MPa;
cx. 2-조건이 충족되지 않음 : 
MPa 
MPa;
cx. 3-조건이 충족되지 않음 : 
MPa 
MPa.
6. 강도 조건의 충족을 보장하는 최소 허용 직경:
cx. 2 : 
mm;
cx. 삼: 
mm.
7. 최대 허용 힘에프 힘 상태에서:
cx. 2 : 
H;
cx. 삼: 
엔.
온라인 계산기는 계산 된 허용 응력 σ 탄소강, 크롬강, 오스테 나이트 강, 오스테 나이트-페라이트 강, 알루미늄 및 그 합금, 구리 및 그 합금, 티타늄 및 GOST-52857.1-2007에 따른 합금과 같은 다양한 등급의 재료에 대한 설계 온도에 따라 다릅니다.
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I. 계산 방법 :
허용 응력은 GOST-52857.1-2007에 따라 결정되었습니다.
탄소강 및 저 합금강 용
St3, 09G2S, 16GS, 20, 20K, 10, 10G2, 09G2, 17GS, 17G1S, 10G2S1 :- 20 ° C 미만의 설계 온도에서 허용 응력은이 온도에서 재료의 허용 사용에 따라 20 ° C에서와 동일하다고 가정합니다.
- R e / 20의 강철 등급 20
- R p0.2 / 20에서 강철 등급 10G2의 경우
- GOST 19281에 따른 강철 등급 09G2S, 16GS, 강도 등급 265 및 296의 경우, 시트 두께에 관계없이 허용 응력은 32mm 이상의 두께에 대해 결정됩니다.
- 수평선 아래에 위치한 허용 응력은 10 5 시간 이하의 자원에 대해 유효하며, 최대 2 * 10 5 시간의 예상 서비스 수명에 대해 수평선 아래에 위치한 허용 응력에 계수를 곱합니다 : 탄소강의 경우 0.8; 망간강의 경우 온도에서 0.85< 450 °С и на 0,8 при температуре от 450 °С до 500 °С включительно.
내열 크롬 강용
12XM, 12MX, 15XM, 15X5M, 15X5M-U :- 20 ° C 미만의 설계 온도에서 허용 응력은 재료가 주어진 온도에서 사용되는 경우 20 ° C에서와 동일하다고 가정합니다.
- 중간 설계 벽 온도의 경우 허용 응력은 선형 보간법에 의해 결정되며 결과는 0.5MPa 아래로 반올림됩니다.
- 수평선 아래의 허용 전압은 10 5 시간의 자원에 대해 유효하며, 최대 2 * 10 5 시간의 예상 서비스 수명 동안 수평선 아래의 허용 전압은 0.85 배로 곱해집니다.
오스테 나이트 계의 고온, 내열성, 내식성 강재
03X21H21М4GB, 03X18H11, 03X17H14M3, 08X18H10T, 08X18H12T, 08X17H13M2T, 08X17H15M3T, 12X18H10T, 12X18H12T, 10X17H13M2T, 10X17H13M3T, 10X14Г14H4 :- 중간 설계 벽 온도의 경우 허용 응력은 표에 표시된 가장 가까운 두 값의 보간에 의해 결정되며 결과는 더 낮은 값을 향해 0.5MPa로 반올림됩니다.
- 강철 등급 12X18H10T, 10X17H13M2T, 10X17H13M3T로 만든 단조품의 경우 최대 550 ° C 온도에서 허용 응력에 0.83을 곱합니다.
- 강철 등급 12X18H10T, 10X17H13M2T, 10X17H13M3T로 만들어진 긴 제품의 경우 최대 550 ° C 온도에서 허용되는 응력에 비율 (R * p0.2 / 20) / 240을 곱합니다.
(R * p0.2 / 20-긴 제품의 항복 응력은 GOST 5949에 따라 결정됩니다). - 08X18H10T 강철로 만들어진 단조품 및 압연 섹션의 경우 최대 550 ° C 온도에서 허용되는 응력에 0.95를 곱합니다.
- 강철 등급 03X17H14M3으로 만든 단조품의 경우 허용 응력에 0.9를 곱합니다.
- 강철 등급 03X18H11로 만든 단조품의 경우 허용 응력에 0.9를 곱합니다. 강철 등급 03X18H11로 만든 긴 제품의 경우 허용 응력에 0.8을 곱합니다.
- 강철 등급 03X21N21M4GB (ZI-35)로 만들어진 파이프의 경우 허용 응력에 0.88을 곱합니다.
- 강철 등급 03X21N21M4GB (ZI-35)로 만든 단조품의 경우 허용 응력에 비율 (R * p0.2 / 20) / 250을 곱합니다.
(R * p0.2 / 20은 GOST 25054에 따라 결정된 단조 재료의 항복점입니다). - 수평선 아래의 허용 전압은 10 5 시간 이하의 리소스에 대해 유효합니다.
최대 2 * 10 5 h의 예상 서비스 수명에 대해 수평선 아래에 위치한 허용 전압은 온도에서 0.9 배로 곱해집니다.< 600 °С и на коэффициент 0,8 при температуре от 600 °С до 700 °С включительно.
오스테 나이트 계 및 오스테 나이트 계 페라이트 계의 내열성, 내열성 및 내식성 강용
08X18G8N2T (KO-3), 07X13AG20 (ChS-46), 02X8N22S6 (EP-794), 15X18N12S4TYu (EI-654), 06XN28MDT, 03XN28MDT, 08X22N6T, 08X21N6M2T :- 20 ° C 미만의 설계 온도에서 허용 응력은이 온도에서 재료의 허용 사용에 따라 20 ° C에서와 동일하다고 가정합니다.
- 중간 설계 벽 온도의 경우 허용 응력은이 표에 표시된 가장 가까운 두 값의 보간에 의해 결정되며, 낮은 값을 향해 0.5MPa로 반올림됩니다.
알루미늄 및 그 합금 용
A85M, A8M, ADM, AD0M, AD1M, AMtsSM, AMr2M, AMr3M, AMr5M, AMr6M :- 어닐링 된 상태의 알루미늄과 그 합금에 허용 응력이 주어집니다.
- 알루미늄 등급 A85M, A8M 30mm 이하, 기타 등급-60mm 이하의 시트 및 판의 두께에 허용 응력이 제공됩니다.
구리 및 그 합금 용
M2, M3, M3r, L63, LS59-1, LO62-1, LZhMts 59-1-1 :- 어닐링 된 상태의 구리 및 그 합금에 허용되는 응력이 주어집니다.
- 허용 응력은 3 ~ 10mm의 시트 두께에 대해 제공됩니다.
- 설계 벽 온도의 중간 값의 경우 허용 응력은 선형 보간에 의해 결정되며 결과는 더 낮은 값을 향해 0.1MPa로 반올림됩니다.
티타늄 및 그 합금 용
VT1-0, OT4-0, AT3, VT1-00 :- 20 ° C 미만의 설계 온도에서 허용 응력은이 온도에서 재료를 사용할 수있는 경우 20 ° C에서와 동일합니다.
- 단조 및 봉의 경우 허용 응력에 0.8을 곱합니다.
II. 정의 및 표기 :
R e / 20-20 ° C, MPa의 온도에서 항복점의 최소값; R p0.2 / 20-20 ° C, MPa의 온도에서 0.2 %의 잔류 연신율에서 기존 항복 응력의 최소값. 허용되는
응력-구조에서 견딜 수있는 가장 높은 응력 (안전하고 신뢰할 수 있으며 내구성이있는 경우). 허용 응력의 값은 인장 강도, 항복 강도 등을 안전 계수라고하는 1보다 큰 값으로 나눈 값입니다. 계획된
온도-장비 또는 파이프 라인의 벽 온도, 정상 작동 조건에서 한 섹션의 외부 및 내부 표면 온도의 최대 산술 평균과 동일합니다 (원자로 용기 부품의 경우 설계 온도는 내부 열 방출을 용기 벽 두께 (PNAE)의 온도 분포의 평균 적분 값으로 고려하여 결정됩니다. G-7-002-86, 2.2 항; PNAE G-7-008-89, 부록 1).
설계 온도
- , 5.1 항. 설계 온도는 재료의 물리적 및 기계적 특성과 허용 응력을 결정하는 데 사용되며 온도 효과를 고려하여 강도를 계산할 때도 사용됩니다.
- , 5.2 페이지. 설계 온도는 열 공학 계산 또는 테스트 결과 또는 유사한 선박의 작동 경험을 기반으로 결정됩니다.
- 가장 높은 벽 온도는 용기 또는 장치 벽의 설계 온도로 간주됩니다. 20 ° C 미만의 온도에서는 허용 응력을 결정할 때 20 ° C의 온도가 설계 온도로 간주됩니다.
- , 5.3 쪽. 열 계산 또는 측정을 수행 할 수없고 작동 중에 벽 온도가 벽과 접촉하는 매체의 온도로 상승하면 가장 높은 매체 온도를 설계 온도로 간주해야하지만 20 ° C 이상이어야합니다.
- 화염, 배기 가스 또는 전기 히터로 가열 할 때 더 정확한 데이터가없는 경우 설계 온도는 환경 온도와 동일하며 폐쇄 가열에서는 20 ° C, 직접 가열에서는 50 ° C 증가합니다.
- , p.5.4. 선박 또는 장치가 여러 다른 적재 조건에서 작동하거나 장치의 다른 요소가 다른 조건에서 작동하는 경우, 각 모드에 대해 자체 설계 온도를 결정할 수 있습니다 (GOST-52857.1-2007, p. 5).
III. 노트 :
소스 데이터 블록은 노란색으로 강조 표시됩니다., 중간 계산 블록이 파란색으로 강조 표시됨, 결정 블록은 녹색으로 강조 표시됩니다..
