Ruxsat etilgan stresslar. Xavfsizlik omili, ruxsat etilgan kuchlanish Ruxsat etilgan kuchlanish kuchi nima?

Mashinasozlikda ruxsat etilgan kuchlanishlarni aniqlash uchun quyidagi asosiy usullar qo'llaniladi.
1. Differentsiallangan xavfsizlik koeffitsienti materialning ishonchliligi, qismning javobgarlik darajasi, hisoblash formulalarining to'g'riligi va ta'sir qiluvchi kuchlar va boshqa omillarni hisobga oladigan bir qator qisman koeffitsientlar mahsuloti sifatida topiladi. qismlarning ishlash shartlari.
2. Jadval - ruxsat etilgan kuchlanishlar jadvallar shaklida tizimlashtirilgan standartlarga muvofiq olinadi
(1-7-jadvallar). Bu usul unchalik aniq emas, lekin mustahkamlikni hisoblashda dizayn va sinovdan amaliy foydalanish uchun eng sodda va qulay hisoblanadi.

Konstruktorlik byurolari ishida va mashina qismlarini hisoblashda ham farqlanadi, ham jadvalli usullar, shuningdek, ularning kombinatsiyasi. Jadvalda 4 - 6 maxsus hisoblash usullari va mos keladigan ruxsat etilgan kuchlanishlar ishlab chiqilmagan nostandart quyma qismlar uchun ruxsat etilgan kuchlanishlarni ko'rsatadi. Odatdagi qismlar (masalan, tishli va qurt g'ildiraklar, kasnaklar) ma'lumotnoma yoki maxsus adabiyotning tegishli bo'limida keltirilgan usullardan foydalangan holda hisoblanishi kerak.

Berilgan ruxsat etilgan kuchlanishlar faqat asosiy yuklar uchun taxminiy hisob-kitoblar uchun mo'ljallangan. Qo'shimcha yuklarni (masalan, dinamik) hisobga olgan holda aniqroq hisob-kitoblar uchun jadval qiymatlarini 20-30% ga oshirish kerak.

Ruxsat etilgan kuchlanishlar diametri 6-12 mm bo'lgan silliq silliqlangan po'lat namunalari va diametri 30 mm bo'lgan ishlov berilmagan yumaloq quyma quyma uchun hisoblangan qismning kuchlanish konsentratsiyasi va o'lchamlarini hisobga olmasdan beriladi. Hisoblanayotgan qismdagi eng yuqori kuchlanishlarni aniqlashda s nom va t nom nominal kuchlanishlarni k s yoki k t konsentratsiya faktoriga ko‘paytirish kerak:

1. Ruxsat etilgan kuchlanishlar*
issiq prokat holatida oddiy sifatli uglerodli po'latlar uchun

2. Mexanik xossalar va ruxsat etilgan kuchlanishlar
uglerodli sifatli strukturaviy po'latlar

3. Mexanik xossalar va ruxsat etilgan kuchlanishlar
qotishma konstruktiv po'latlar

4. Mexanik xususiyatlar va ruxsat etilgan kuchlanishlar
uglerodli va qotishma po'latlardan yasalgan quyma uchun

5. Mexanik xususiyatlar va ruxsat etilgan kuchlanishlar
kulrang quyma temir quyma uchun

6. Mexanik xususiyatlar va ruxsat etilgan kuchlanishlar
egiluvchan temir quyma uchun

Uchun egiluvchan (qattiqlashtirilmagan) po'latlar statik stresslar uchun (I turdagi yuk) konsentratsiya koeffitsienti hisobga olinmaydi. Bir hil po'latlar uchun (s > 1300 MPa, shuningdek ular past haroratlarda ishlaganda) kontsentratsiya koeffitsienti, kuchlanish kontsentratsiyasi mavjud bo'lganda, yuk ostida hisoblashga kiritiladi. I turi (k > 1). O'zgaruvchan yuk ostida va kuchlanish kontsentratsiyasi mavjud bo'lgan egiluvchan po'latlar uchun bu stresslarni hisobga olish kerak.

Uchun quyma temir ko'p hollarda stress kontsentratsiyasi koeffitsienti barcha turdagi yuklar uchun taxminan birlikka teng (I - III). Qismning o'lchamlarini hisobga olish uchun kuchni hisoblashda quyma qismlar uchun berilgan jadvalli ruxsat etilgan kuchlanishlarni 1,4 ... 5 ga teng shkala koeffitsientiga ko'paytirish kerak.

Nosimmetrik tsikl bilan yuklanish holatlari uchun chidamlilik chegaralarining taxminiy empirik bog'liqliklari:

uglerodli po'latlar uchun:
- egilayotganda, s -1 =(0,40÷0,46)s in;
s -1r =(0,65÷0,75)s -1;
- buralish paytida, t -1 =(0,55÷0,65)s -1;

qotishma po'latlar uchun:
- egilayotganda, s -1 =(0,45÷0,55)s in;
- cho'zilgan yoki siqilgan holda; s -1r =(0,70÷0,90)s -1;
- buralish paytida, t -1 =(0,50÷0,65)s -1;

po'lat quyish uchun:
- egilayotganda, s -1 =(0,35÷0,45)s in;
- cho'zilgan yoki siqilgan holda; s -1r =(0,65÷0,75)s -1;
- buralish paytida, t -1 =(0,55÷0,65)s -1.

Ishqalanishga qarshi quyma temirning mexanik xususiyatlari va ruxsat etilgan kuchlanishlari:
- yakuniy egilish kuchi 250 - 300 MPa,
– ruxsat etilgan egilish kuchlanishlari: I uchun 95 MPa; 70 MPa - II: 45 MPa - III, bu erda I. II, III yuk turlarining belgilari, jadvalga qarang. 1.

Rangli metallar uchun kuchlanish va siqilishdagi taxminiy ruxsat etilgan kuchlanishlar. MPa:
– 30…110 – mis uchun;
– 60…130 – guruch;
– 50…110 – bronza;
– 25…70 – alyuminiy;
– 70…140 – duralyumin.

Mustahkamlik va qattiqlikni hisoblash ikkita usul yordamida amalga oshiriladi: ruxsat etilgan kuchlanishlar, deformatsiyalar Va ruxsat etilgan yuklash usuli.

Voltajlar, unda ma'lum bir materialning namunasi yo'q qilingan yoki sezilarli plastik deformatsiyalar rivojlanadi ekstremal. Ushbu kuchlanishlar materialning xususiyatlariga va deformatsiya turiga bog'liq.

Qiymati texnik shartlar bilan tartibga solinadigan kuchlanish deyiladi joiz.

Ruxsat etilgan kuchlanish- bu berilgan ish sharoitida strukturaviy elementning talab qilinadigan mustahkamligi, qattiqligi va chidamliligi ta'minlangan eng yuqori kuchlanish.

Ruxsat etilgan kuchlanish maksimal kuchlanishning ma'lum bir qismidir:

qayerda normativ xavfsizlik omili, ruxsat etilgan kuchlanish maksimaldan necha marta kamligini ko'rsatadigan raqam.

Plastik materiallar uchun Ruxsat etilgan kuchlanish har qanday hisoblash noto'g'ri yoki kutilmagan ish sharoitlarida materialda qoldiq deformatsiyalar yuzaga kelmasligi uchun tanlanadi, ya'ni (oqim kuchi):

Qaerda - ga nisbatan xavfsizlik omili .

Mo'rt materiallar uchun ruxsat etilgan kuchlanishlar materialning yiqilmasligi sharti bilan belgilanadi, ya'ni (uzilish kuchi):

Qaerda - ga nisbatan xavfsizlik omili.

Mashinasozlikda (statik yuk ostida) xavfsizlik omillari olinadi: plastik materiallar uchun =1,4 – 1,8 ; mo'rt bo'lganlar uchun - =2,5 – 3,0 .

Ruxsat etilgan kuchlanishlar asosida quvvatni hisoblash novda konstruktsiyasining xavfli qismidagi maksimal dizayn kuchlanishi ruxsat etilgan qiymatdan oshmasligiga asoslanadi (-dan kam). 10% dan ko'p bo'lmagan, Ko'proq - 5% dan ko'p emas:

Qattiqlik reytingi novda tuzilishi valentlik qat'iyligi shartlarini tekshirish asosida amalga oshiriladi:

Ruxsat etilgan mutlaq deformatsiya miqdori [∆l] har bir dizayn uchun alohida belgilanadi.

Ruxsat etilgan yuklash usuli Ish paytida strukturaning eng xavfli qismida paydo bo'ladigan ichki kuchlar ruxsat etilgan yuk qiymatlaridan oshmasligi kerak:

, (2.23)

ishlab chiqarish va foydalanish tajribasini hisobga olgan holda hisob-kitoblar yoki tajribalar natijasida olingan sinish yuki qayerda;

- xavfsizlik omili.

Kelajakda biz ruxsat etilgan kuchlanish va deformatsiyalar usulidan foydalanamiz.

2.6. Tekshirish va loyihalash hisob-kitoblari

mustahkamlik va qattiqlik uchun

Kuchlilik holati (2.21) uch turdagi hisob-kitoblarni amalga oshirishga imkon beradi:

– tekshirish- novda elementining ma'lum o'lchamlari va materialiga ko'ra (kesima maydoni ko'rsatilgan). A Va [σ] ) berilgan yukga bardosh bera olishini tekshiring ( N):

; (2.24)

– dizayn- ma'lum yuklarga ko'ra ( N– berilgan) va elementning materiali, ya'ni ma'lum bo'lganiga ko'ra [σ], uning xavfsiz ishlashini ta'minlash uchun kerakli kesma o'lchamlarini tanlang:

– ruxsat etilgan tashqi yukni aniqlash- ma'lum o'lchamlarga ko'ra ( A– berilgan) va konstruktiv elementning materiali, ya'ni ma'lum bo'lganiga ko'ra [σ], tashqi yukning ruxsat etilgan qiymatini toping:

Qattiqlik reytingi novda tuzilishi qattiqlik holatini (2.22) va taranglikda (2.10) formulani tekshirish asosida amalga oshiriladi:

. (2.27)

Ruxsat etilgan mutlaq deformatsiya miqdori [∆ l] har bir tuzilma uchun alohida tayinlangan.

Mustahkamlik holati uchun hisob-kitoblarga o'xshab, qattiqlik holati ham uch turdagi hisoblarni o'z ichiga oladi:

– qattiqlikni tekshirish berilgan strukturaviy elementning, ya'ni (2.22) shartning bajarilishini tekshirish;

– loyihalashtirilgan rodni hisoblash, ya'ni uning kesimini tanlash:

– ishlash sozlamalari berilgan novda, ya'ni ruxsat etilgan yukni aniqlash:

. (2.29)

Kuchni tahlil qilish Har qanday dizayn quyidagi asosiy bosqichlarni o'z ichiga oladi:

1. Barcha tashqi kuchlarni va tayanch reaksiya kuchlarini aniqlash.

2. Tayoq uzunligi bo'ylab kesmalarda ta'sir qiluvchi kuch omillarining grafiklarini (diagrammalarini) qurish.

3. Strukturaning o'qi bo'ylab kuchlanishlarning grafiklarini (diagrammalarini) qurish, maksimal kuchlanishni topish. Maksimal kuchlanish qiymatlari bo'lgan joylarda kuch sharoitlarini tekshirish.

4. Rod konstruksiya deformatsiyasining grafigini (diagrammasini) qurish, maksimal deformatsiyani topish. Bo'limlarda qattiqlik sharoitlarini tekshirish.

2.1-misol. Ko'rsatilgan po'lat tayoq uchun guruch. 9a, barcha kesmalarda uzunlamasına kuchni aniqlang N va kuchlanish σ . Shuningdek, vertikal siljishlarni aniqlang δ tayoqning barcha kesimlari uchun. Diagrammalarni tuzish orqali natijalarni grafik ko'rinishda ko'rsatish N, s Va δ . Ma'lum: F 1 = 10 kN; F 2 = 40 kN; A 1 = 1 sm 2; A 2 = 2 sm 2; l 1 = 2 m; l 2 = 1 m.

Yechim. Aniqlash uchun N, ROZU usulidan foydalanib, tayoqni bo'laklarga bo'linib, aqliy ravishda kesib tashlang I—I Va II-II. Kesim ostidagi novda qismining muvozanat holatidan I-I (9.b-rasm) olamiz (cho'zish). Kesim ostidagi tayoqning muvozanat holatidan II−II (9c-rasm) olamiz

qayerdan (siqilish). Masshtabni tanlab, biz uzunlamasına kuchlar diagrammasini quramiz ( guruch. 9g). Bunday holda biz tortishish kuchini musbat, bosim kuchini esa manfiy deb hisoblaymiz.

Stresslar teng: novda pastki qismining bo'limlarida ( guruch. 9b)

(cho'zish);

tayoqning yuqori qismidagi bo'limlarda

(siqilish).

Tanlangan shkala bo'yicha biz stress diagrammasini tuzamiz ( guruch. 9d).

Diagramma chizish uchun δ xarakterli kesimlarning siljishlarini aniqlang B−B Va S−S(bo'limni siljitish A−A nolga teng).

Bo'lim B−B tepa siqilganda yuqoriga qarab harakatlanadi:

Kesishning kuchlanish natijasida yuzaga kelgan siljishi ijobiy, siqilish natijasida yuzaga kelgani esa salbiy hisoblanadi.

Bo'limni ko'chirish S−S siljishlarning algebraik yig'indisidir B−B (d V) va uzunlik bilan novda qismini uzaytirish l 1:

Muayyan masshtabda va ning qiymatlarini chizamiz, hosil bo'lgan nuqtalarni to'g'ri chiziqlar bilan bog'laymiz, chunki konsentrlangan tashqi kuchlar ta'sirida siljishlar chiziqli kesmalarning abssissasiga bog'liq va biz grafikni olamiz ( joy almashish diagrammasi ( guruch. 9e). Diagrammadan ko'rinib turibdiki, ba'zi bir bo'lim D–D qimirlamaydi. Bo'lim yuqorida joylashgan bo'limlar D–D, yuqoriga qarab harakatlaning (tayoq siqilgan); pastda joylashgan bo'limlar pastga qarab harakatlanadi (tayoq cho'zilgan).

O'z-o'zini nazorat qilish uchun savollar

1. Tayoqning kesimlaridagi eksenel kuchning qiymatlari qanday hisoblanadi?

2. Uzunlamasına kuchlarning diagrammasi nima va u qanday tuzilgan?

3. Markazdan cho'zilgan (siqilgan) sterjenning kesmalarida normal kuchlanishlar qanday taqsimlanadi va ular nimaga teng?

4. Taranglik (siqilish) ostidagi normal kuchlanishlar diagrammasi qanday tuzilgan?

5. Mutlaq va nisbiy uzunlamasına deformatsiyalar nima deyiladi? Ularning o'lchamlari?

6. Taranglik (siqilish) ta’sirida kesmaning qattiqligi nimaga teng?

8. Guk qonuni qanday tuzilgan?

9. Rodning mutlaq va nisbiy ko‘ndalang deformatsiyalari. Puasson nisbati.

10. Ruxsat berilgan stress nima? Egiluvchan va mo'rt materiallar uchun qanday tanlanadi?

11. Xavfsizlik omili nima deb ataladi va uning qiymati qanday asosiy omillarga bog'liq?

12. Konstruktiv materiallarning mustahkamligi va egiluvchanligining mexanik tavsiflarini ayting.

aniqlash imkonini beradi yakuniy stress(), unda namunaviy material to'g'ridan-to'g'ri yo'q qilinadi yoki unda katta plastik deformatsiyalar paydo bo'ladi.

Quvvatni hisoblashda yakuniy stress

Sifatda yakuniy kuchlanish quvvatni hisoblashda quyidagilar qabul qilinadi:

hosil kuchi plastik material uchun (plastik materialning yo'q qilinishi unda sezilarli plastik deformatsiyalar paydo bo'lganda boshlanadi deb ishoniladi)

,

mustahkamlik chegarasi qiymati har xil bo'lgan mo'rt material uchun:

Haqiqiy qismni ta'minlash uchun uning o'lchamlari va materialini tanlash kerak, shunda ish paytida biron bir nuqtada yuzaga keladigan maksimal chegaradan past bo'ladi:

Biroq, bir qismdagi eng yuqori hisoblangan kuchlanish oxirgi kuchlanishga yaqin bo'lsa ham, uning kuchi hali kafolatlanmaydi.

Qismda harakat qilish etarli darajada aniq o'rnatilishi mumkin emas,

Bir qismdagi dizayn kuchlanishlarini ba'zan faqat taxminan hisoblash mumkin,

Haqiqiy va hisoblangan xususiyatlar o'rtasidagi og'ishlar mumkin.

Qism ba'zi dizayn bilan ishlab chiqilgan bo'lishi kerak xavfsizlik omili:

.

Ko'rinib turibdiki, n qanchalik katta bo'lsa, qism kuchliroq bo'ladi. Biroq, juda katta xavfsizlik omili materialning isrof bo'lishiga olib keladi va bu qismni og'ir va tejamsiz qiladi.

Strukturaning maqsadiga qarab, zarur xavfsizlik omili o'rnatiladi.

Kuchlilik holati: agar qismning mustahkamligi ta'minlangan deb hisoblanadi. Ifodadan foydalanish , keling, qayta yozamiz kuch holati sifatida:

Bu yerdan siz yozishning boshqa shaklini olishingiz mumkin kuch sharoitlari:

Oxirgi tengsizlikning o'ng tomonidagi munosabat deyiladi ruxsat etilgan kuchlanish:

Agar kuchlanish va siqilish paytidagi chegaralovchi va shuning uchun ruxsat etilgan kuchlanishlar boshqacha bo'lsa, ular va bilan belgilanadi. Kontseptsiyadan foydalanish ruxsat etilgan kuchlanish, mumkin kuch holati quyidagicha shakllantiring: agar unda nima sodir bo'lsa, qismning mustahkamligi ta'minlanadi eng yuqori kuchlanish oshmaydi ruxsat etilgan kuchlanish.

Ruxsat etilgan stresslar. Kuchlilik holati.

Eksperimental tarzda aniqlangan kuchlanish kuchi va oquvchanlik kuchi o'rtacha statistik qiymatlar, ya'ni. yuqoriga yoki pastga og'ishlarga ega, shuning uchun quvvatni hisoblashda maksimal kuchlanishlar oquvchanlik va quvvat bilan emas, balki ruxsat etilgan stresslar deb ataladigan biroz pastroq kuchlanishlar bilan taqqoslanadi.
Plastik materiallar kuchlanish va siqilishda teng darajada yaxshi ishlaydi. Ular uchun xavfli stress - hosil nuqtasi.
Ruxsat etilgan kuchlanish [s] bilan ko'rsatilgan:

bu erda n - xavfsizlik koeffitsienti; n>1. Mo'rt metallar taranglikda yomonroq ishlaydi, lekin siqilishda yaxshi ishlaydi. Shuning uchun ular uchun xavfli kuchlanish kuchlanish kuchi s temp hisoblanadi. n>1. Mo'rt metallar taranglikda yomonroq ishlaydi, lekin siqilishda yaxshi ishlaydi. Shuning uchun ular uchun xavfli kuchlanish - bu mo'rt materiallar uchun ruxsat etilgan kuchlanishlar quyidagi formulalar bilan aniqlanadi.

bu erda n - xavfsizlik koeffitsienti; n>1.

Mo'rt metallar kuchlanishda yomonroq ishlaydi, lekin siqilishda yaxshiroq. Shuning uchun ular uchun xavfli kuchlanish kuchlanish kuchi sv hisoblanadi.
Mo'rt materiallar uchun ruxsat etilgan kuchlanish formulalar bilan aniqlanadi:

str - tortish kuchi;

s - bosim kuchi;

nr, ns - yakuniy kuch uchun xavfsizlik omillari.

Plastik materiallar uchun eksenel kuchlanish (siqilish) uchun mustahkamlik sharti:

Mo'rt materiallar uchun eksenel kuchlanish (siqilish) uchun mustahkamlik shartlari:

Nmax - diagrammadan aniqlanadigan maksimal uzunlamasına kuch; A - nurning ko'ndalang kesimi maydoni.

Quvvatni hisoblash muammolarining uch turi mavjud:
I turdagi vazifalar - tekshirishni hisoblash yoki stressni tekshirish. U strukturaning o'lchamlari allaqachon ma'lum bo'lgan va tayinlangan bo'lsa va faqat kuch sinovini o'tkazish kerak bo'lganda ishlab chiqariladi. Bunday holda (4.11) yoki (4.12) tenglamalardan foydalaning.
II turdagi masalalar - loyihaviy hisoblar. Strukturani loyihalash bosqichida bo'lganda ishlab chiqariladi va ba'zi xarakterli o'lchamlar to'g'ridan-to'g'ri kuch holatidan belgilanishi kerak.

Plastik materiallar uchun:

Nozik materiallar uchun:

Bu erda A - nurning ko'ndalang kesimi maydoni. Olingan ikkita maydon qiymatidan eng kattasini tanlang.
III turdagi vazifalar - ruxsat etilgan yukni aniqlash [N]:

plastik materiallar uchun:

mo'rt materiallar uchun:

Ikki ruxsat etilgan yuk qiymatidan minimalni tanlang.