Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Коэффициенты запаса




Работоспособность

А б в г

а - вязкое; б - хрупкое; в - с участками среза у поверхностей

пластины; г - путем среза

Рисунок 1.2 - Виды разрушений листового металла

 

Работоспособность - способность конструкции оказывать сопротив-ление наступлению тех предельных состояний, которые ограничивают ее нормальную эксплуатацию. При этом учитываются не только предельные состояния, наступление которых связано с действующими нагрузками, но также и такие, как коррозионная стойкость, герметичность, сопротивление потоку и др.)

Понятие вероятности неразрушимости при проектировании сварных конструкций пока используется редко, а её оценку ведут по коэффициен-там запаса. Различают требуемое (установленное) и фактическое значение коэффициентов запаса. Установленное значение коэффициента запаса фор-мируется под влиянием как технических, так и экономических, организа-ционных, конъюнктурных и других факторов. Требуемые коэффициенты запаса определяют безопасность эксплуатации конструкций и их эконо-мичность. Они регламентированы нормативными документами и выступа-ют в неявном виде, например в виде допускаемого напряжения, значение которого ниже напряжения, соответствующего возникновению предель-ного состояния. В некоторых случаях они могут быть также указаны в виде конкретного числа. В проектных методах расчета часто используют нормативное значение предела текучести sТ или временного сопротивле-ния sв для определенных марок сталей. Они являются справочными для последующего определения по ним расчетных сопротивлений или допус-каемых напряжений. Подразумевается, что требуемый коэффициент запаса

должен компенсировать возможные отклонения нескольких параметров: нагрузок, свойств металла, сечений элементов и других. Поэтому при уста-новлении этих коэффициентов запаса необходимо пользоваться как част-ными коэффициентами запаса, так и общим коэффициентом запаса. Запас

прочности - это отношение каких-нибудь двух однотипных величин, одна из которых отвечает наступлению предельного состояния, а вторая - состо-янию эксплуатации:

; К = (1.22)

Например, отношение величины нагрузки, вызывающей предельное состояние, Рпр к величине эксплуатационной нагрузки Рэкспл; отношение прогибов – предельного fпр и эксплуатационного f экспл; отношение напря-жений – текучести σт и действующего σд и т.д.

Требуемые частные коэффициенты запаса [n]>1 устанавливаются ди-рективным путем, они никакому расчетному определению не подлежат и являются числами, показывающими, во сколько раз их нормативные зна-чения должны быть изменены для устранения возможных неблагоприят-ных отклонений.

Фактические коэффициенты запаса определяются либо эксперимен -тально, либо расчетным путем. Они вычисляются сравнением однородных характеристик. При растяжении образца силой Р (рис.1.3) частные коэф-фициенты запаса силы и напряжения могут быть определены по форму-лам:

(1.23)

где Рр – расчетная сила;

Рэ – эксплуатационная сила;

sт – предел текучести, МПа;

sв – временное сопротивление, МПа.

 

Рисунок 1.3 - Схема растяжения образца силой Р

 

При наличии трещины в образце (рис.1.4) частные коэффициенты запаса могут быть определены по формулам:

; (1.24)

где КL – коэффициент запаса прочности в зависимости от длины трещины;

L крит – критическая длина трещины;

L экспл – эксплуатационная длина трещины;

Ки.н – коэффициент запаса в зависимости от коэффициентов ин-тенсивности напряжений;

Кразр – коэффициент интенсивности при напряжении разруше-ния;

Кэкспл – коэффициент интенсивности при эксплуатационном нап-ряжении.

 

 

 

 

Рисунок 1.4 - Образец с трещиной

 

Рядом с частными коэффициентами различают и общие коэффициен-ты запаса прочности. Общий коэффициент запаса прочности по -

казывает, во сколько раз возможно отклонение какого-нибудь из парамет-ров для достижения критического состояния, если остальные параметры считаются неизменными.

Рассмотрим указанные понятия на примере расчета нахлёсточного сварного соединения с угловыми швами, передающего эксплуатацион-ную силу Рэ . При этом предполагается, что длина швов точно соответ-ствует указанной на чертеже.

Если параметры входят в первую степень, то общий коэффициент запаса прочности равняется произведению частных требуемых коэффици-ентов запаса прочности:

[n]=[n]p [n]τ [n]F, (1.25)

где [n]p= Ррасчэ; [n]τ = τp/[τ]; [n]F = Fпр/Fрасч;

Ррасч – расчетная сила;

Рэ – эксплуатационная сила;

τp– нормативное минимальное значение прочности швов на срез;

[τ] – допускаемое напряжение среза (расчетное) в швах;

Fпр – проектное сечение шва, указанное на чертежах;

Fрасч – расчетное сечение шва.

Тогда расчетная формула для определения необходимого (проектно-го) сечения шва имеет вид

Fпр= (1.26)

где L – длина периметра швов сварного соединения.

На рисунке 1.5 приведено стыковое сварное соединение с непрова-ром.

 

 

 

Рисунок 1.5 - Образец с непроваром

При его расчете на сопротивляемость разрушению при чувствитель-ности металла к концентрации напряжений критическое напряжение опре-деляют по формуле, которая имеет степенной вид

, (1.27)

где σС – критическое напряжение, при котором происходит разрушение;

КС – критический коэффициент интенсивности напряжений;

А – численный коэффициент, отображающий расположение непровара или трещины в соединении, значение которого приведено в справочной литературе.

– характерный размер непровара с толщиной металла S.

Пусть будут заданы требуемые коэффициенты запаса по нагрузке (напряжению)[n]р, механической характеристике [n]k, возможному отк-лонению от установленного размера непровара [n] . Тогда расчетная фор-мула для определения эксплуатационного допускаемого напряжения имеет вид

(1.28)

В данном случае общий коэффициент запаса относительно К с и sэ имеет одно значение, а относительно – другое.

Для КС и sэ = , (1.29) для = , (1.30)

где и – общие коэффициенты запаса.

Чаще всего в экспериментах определяют фактический коэффициент запаса как общий коэффициент запаса по тому параметру, который опре-деляют во время опыта. Например, если при испытании регистрируется разрушающая нагрузка Рр сварного соединения с угловыми швами, а меха-нические свойства и размеры катетов швов отвечают нормативным значе-ниям, то отношение Ррэ дает общий коэффициент запаса прочности.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-16; Просмотров: 680; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.016 сек.