Ca urmare a testelor de tracțiune (compresie), se pot obține date de bază privind proprietățile mecanice ale materialului. Să luăm în considerare modul în care este posibil să se aplice rezultatele obținute în calcule practice ale modelelor de inginerie privind durabilitatea.
Detaliile mașinilor și ale altor structuri trebuie să satisfacă condițiile de rezistență și rigiditate. Dimensiunile pieselor trebuie selectate astfel încât, sub acțiunea sarcinilor aplicate, acestea să nu fie distruse și să nu primească deformări care depășesc toleranțele. În majoritatea pieselor de mașină, deformările reziduale nu sunt, în general, permise.
Deformările reziduale vizibile apar în materialele plastice atunci când solicitările ating limita de randament. Defecțiunea apare atunci când tensiunile ating limita de rezistență; în timp ce deformarea materialului fragil poate fi neglijabilă.
Deci, pentru piesele din material plastic, stresul de randament poate fi considerat un stres periculos; pentru părți din material fragil - rezistență maximă.
Firește, aceste stresuri nu pot fi acceptate ca fiind permise. Acestea ar trebui reduse într-o asemenea măsură încât, în condiții de exploatare, tensiunile de operare sunt întotdeauna mai mici decât limita de proporționalitate.
Astfel, tensiunea admisibilă poate fi determinată prin formula:
unde este tensiunea periculoasă (limitatoare)
- factorul de siguranță standard (adică prescris de standardele de proiectare și construcție).
Alegerea factorului de siguranță depinde de starea materialului (fragilă sau ductilă), natura aplicării sarcinii (statică, dinamică sau variabilă) și anumiți factori comuni care apar în diferite grade în toate cazurile.
Acești factori includ:
1. Neomogenitatea materialului și, prin urmare, diferența în caracteristicile sale mecanice în probe și în detalii reale.
2. Inexactitate la stabilirea valorilor sarcinilor externe.
3. Apropierea schemelor de calcul și aproximarea formulelor de calcul.
4. Luând în considerare condițiile concrete de lucru ale proiectului calculat.
5. Metoda de determinare a stresului (gradul de precizie al acestei metode).
6. Durabilitatea și semnificația structurii sau mașinii proiectate.
Acești factori iau în considerare factorul de siguranță. care se numește uneori de bază.
Coeficientul este determinat de experiență.
În fiecare domeniu tehnologic, au fost deja dezvoltate tradițiile, cerințele, metodele și calculele specifice, în funcție de care este atribuit factorul de siguranță.
Valoarea factorului standard de siguranță este reglementată pentru structurile de construcție - SNiP, pentru construcția de mașini - conform normelor intra-industriale ale fabricii.
Cantitatea de marjă de siguranță depinde de ce tensiune este considerată periculoasă.
Pentru materialele plastice în cazul unei sarcini statice, o tensiune periculoasă, așa cum s-a menționat deja, ar trebui considerată punct de randament, adică
unde este factorul de siguranță în raport cu punctul de randament.
Pe baza datelor unei lungi practici de proiectare, calcul și funcționare a mașinilor și structurilor, se presupune că factorul de siguranță pentru oțelurile sub sarcină statică este egal.
Pentru materialele fragile sub sarcini statice, stresul periculos este forța finală, adică
unde este factorul de siguranță în raport cu rezistența maximă.
Valoarea factorului de siguranță pentru materialele fragile este de obicei egală cu. Tensiunile admise obținute prin această formulă sunt denumite în general solicitările principale admisibile, deoarece limita de rezistență este determinată mai simplu decât rezistența la curgere.
Prin urmare, uneori pentru materialele plastice, la determinarea tensiunilor admise, acestea se bazează pe limita de rezistență, folosind formula:
În acest caz, având în vedere că depășește cu 50-70%, se presupune că factorul de siguranță pentru materialele plastice este egal.
Calcularea rezistenței tensiunilor admise implică alegerea factorului standard de siguranță. care este selectat din tabele compilate pe baza unui număr mare de studii experimentale.
Cu toate acestea, uneori dimensiunile unei structuri sau unei părți sunt deja cunoscute (specificate din cerințele operaționale sau alte cerințe).
În acest caz, factorul de siguranță efectiv se calculează prin calcul. În acest scop, detaliile sunt calculate într-o secțiune periculoasă
și, cunoscând pentru materialul de parte de tensiune de limitare sau. determina factorul real de siguranță:
- pentru materiale fragile
- pentru materiale plastice
Apoi, coeficienții calculați și normativi sunt comparați între ei și se face o concluzie cu privire la operabilitatea structurii.
Alegerea tensiunii admisibile este foarte importantă, deoarece de la stabilirea corectă a valorilor lor depind de puterea și siguranța structurilor proiectate, precum și de rentabilitatea calculului.
Valorile aproximative ale principalelor solicitări admise, acceptate în prezent pentru cele mai frecvente materiale, sunt prezentate în literatura de specialitate.
Scopul final al calculelor pentru orice proiectare este de a folosi rezultatele obținute pentru a evalua adecvarea acestui design pentru operare cu costuri minime ale materialelor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: