Жорсткість конструкції. Основні поняття

Розтягуванні плоскої деталі

Точність визначення напружень вказаним методом невисока (± 10%). Однак його використання дає можливість швидко визначити загальний характер напруженого стану деталі, локалізувати найбільш навантажені зони конструкції, а потім визначити в них напруження точнішим методом – тензометричним.

Зменшення коефіцієнтів запасу міцності конструкції. В зниженні коефіцієнтів запасу міцності закладені великі резерви зменшення габаритів і маси деталей і виробу в цілому. Однак слід зауважити, що обґрунтування коефіцієнтів запасу міцності конкретної конструкції – це комплексна задача, яка враховує ряд факторів, а саме: неоднорідність матеріалу деталі, розсіювання механічних властивостей матеріалу, неточні знання про діючі навантаження і напруження, рівень відповідальності конструкції, випадкові перевантаження кон-струкції та ін. Крім того, існує категорія обладнання, для якого установлені нормативні коефіцієнти запасу міцності, які можна змінювати тільки в узаконеному порядку. До такого відносяться бурильні і обсадні колони труб, колони насосно-компресорних труб, окремі деталі фонтанних арматур, превен-торів, талевих систем та ін.

Особливо ефективним є зменшення коефіцієнтів запасу міцності в конструкціях, що містять масивні, складні за формою корпусні і базові деталі. Останні в багатьох випадках складають значну долю в загальній масі конструкції і не розраховуються на міцність, а якщо і розраховуються, то за спрощеними методиками.

Натурні випробування конструкції. Натурні випро-бування, як правило дають найбільш об’єктивну інформацію про міцність і надійність конструкції. Вони можуть проводитися на підприємствах-виробниках, на полігонах, на стендах, а також безпосередньо на місці використання виробу за призначенням. За результатами випробувань можуть бути уточнені розрахункові експлуатаційні навантаження, діючі в елементах конструкції напруження і деформації, що дасть можливість оптимізувати конструкцію виробу з погляду зменшення його матеріаломісткості.

Жорсткість конструкції – це її здатність чинити опір дії зовнішніх сил з деформаціями, які забезпечують її праце-здатність. Підвищені деформації окремих деталей можуть порушити нормальну роботу конструкції задовго до появи в них небезпечних для міцності напружень. Наприклад, недостатня жорсткість корпусу виробу може стати причиною відмови окремих спряжених деталей і вузлів, які змонтовані в ньому. Недостатня жорсткість вала редуктора не забезпечить необхідні умови зубчастого зачеплення, приведе до перед-часного спрацювання зубків.

Для кількісної оцінки жорсткості конструкції викорис-товують коефіцієнт жорсткості λ, який визначається відно-шенням сили Р, прикладеної до елемента конструкції, до величини деформації f. Для випадку розтягу-стиску деталі постійного по довжині перерізу коефіцієнт жорсткості виражається формулою

, (4.3)

де Е – модуль пружності матеріалу, МПа; F – площа попереч-ного перерізу деталі, м²; l – довжина деталі, м.

Для випадку кручення деталі постійного по довжині перерізу коефіцієнт жорсткості рівний

, (4.4)

де М_кр – крутний момент, прикладений до деталі, Н·м; φ – кут повороту перерізу деталі на довжині l, рад; G ­– модуль зсуву, МПа; І _р – полярний момент інерції перерізу деталі м⁴.

При згині деталі постійного перерізу коефіцієнт жорсткості складає

, (4.5)

де а – коефіцієнт, який залежить від умов навантаження деталі; І – момент інерції перерізу деталі, м⁴; l – довжина дета-лі, м.

Дата добавления: 2014-11-16