Прочность машин

Прочность машин определяется свойствами материала, заданными нагрузками и рассчитывается с привлечением различных инженерных методов.

Уровень надёжности при неслучайном характере нагрузок определяется коэффициентом запаса прочности по отношению к отдельным видам предельных нагрузок (предел прочности, текучести, выносливости и проч.) в соответствии с принятыми теориями прочности.

Однако в реальных условиях нагрузка на элементы машин носит, в большинстве своём случайный характер, определяемый множеством факторов.

Особенно это относится к горным машинам. Кроме того, свойства механические свойства деталей также имеют случайный характер, вызванный непостоянством свойств материала, из которых они изготовлены, и непостоянством условий технологического процесса при изготовлении.

В связи с этим реальный коэффициент запаса прочности носит вероятностный характер и должен определяться законами распределения нагрузок и прочности изделия.

Условие прочности определяется соотношением:

,

где Q – показатель нагруженности элемента;

R – показатель прочности элемента.

На рис. 8.2 показаны законы распределения величин Q и R, из которого можно определить вероятность отсутствия отказа у элемента, т. е. выполнения вышеприведенного условия.

Рис. 8.2. Плотности вероятностей нагрузки f(Q) и прочности φ(R)

На рисунке обозначены: M [ R ] и M [ Q ] – математические ожидания показателей прочности и нагрузки; S ₁ – вероятность того, что прочность элемента меньше Q₀; S ₁ – вероятность превышения нагрузки Q₀.

Кроме расчётных методов обеспечения прочности могут быть использованы и конструктивные меры, к которым можно отнести:

- придание деталям формы, повышающей момент сопротивления;

- снижение концентраций напряжений;

- снижение контактных напряжений в сопрягаемых поверхностях;

- использование косозубых и шевронных зацеплений и проч.

Дата добавления: 2014-01-07