Основные характеристики прочности

Степень пластичности материала может быть оха­рактеризована (в процентах) остаточным относи­тельным удлинением и остаточным от­носительным сужени­ем шейки образца после разрыва: %; ,

где - максимальное остаточное удлинение; — первоначальная площадь поперечного сечения образца; площадь наименьшего поперечного сече­ния шейки образца после разрыва.

Расчетная формула при растяжении и сжатии

В результате проведения механических испытаний устанавли­вают предельные напряжения, при которых происходит наруше­ние работы или разрушение деталей конструкции.

Предельным напряжением называют напряжение при которых в материалах возникает опасное состояние (разрушение или опасная деформация,т.е. происходит наруше­ние работы или разрушение деталей конструкции).

Предельным напряжением при статической нагрузке для пластичных материалов является предел текучести, для хрупких - предел прочности. Для обеспечения прочности дета­лей необходимо, чтобы возникающие в них в процессе эксплуатации напряжения были меньше предельных.

Отношение предельного напряжения к напряжению, возника­ющему в процессе работы делали, называют коэффициен­том запаса прочности и обозначают буквой S: , где .

Очевидно, что недостаточный коэффициент запаса прочности не обеспечит надежности конструкции, а чрезмерный запас прочности приведет к перерасходу материала и утяжелению конструкции. Сечение, для которого коэффициент запаса про­чности наименьший, называется опасным.

Минимально необходимый коэффициент запаса прочности называют допускаемым и обозначают [S]. Допускаемый коэф­фициент запаса прочности зависит от свойств, качества и од­нородности материала, точности представления о нагрузках, действующих па конструкцию, ответственности конструкции и многих других причин. Для пластичных материалов [S] = 1,2...2,5, для хрупких [S ] = 2...5, для древесины [S ] = 8... 12.

Отношение предельною напряжения к допускаемому коэф­фициенту запаса прочности называют допускаемым на­пряжением и обозначают [ ]:

Условие прочности детали конструкции заключается в том, что наибольшее возникающее в ней напряжение (рабочее) не должно превышать допускаемого:

Условие прочности можно записать в ином виде: , т. е. расчетный коэффициент запаса прочности не должен быть меньше допускаемого.

Расчетная формула при растяжении и сжатии имеет вид

и читается следующим образом: нормальное напряжение в опас­ном сечении, вычисленное по формуле , не должно превышать допускаемое.

При расчете конструкций па прочность встречаются три вида задач, различающихся формой использования расчетной формулы:

1. проектный расчет, при котором определяются раз­меры опасного сечения по формуле ;

2. проверочный расчет, при котором определяется рабочее напряжение и сравнивается с допускаемым по формуле . Проверочный расчет выполняем по формуле:

Если брус не догружен на 15 % и перегружен на 5 %, то условие прочности выполняется.

3. определение допускаемой нагрузки ведется по формуле .

Дата добавления: 2014-12-25