Запас прочности и напряжений деталей ГПМ
19 января 2016
Федотов С. П.
Директор ООО «ТЭКРА» e-mail:Tekrа-21@jandex.ru Пикеев С. А. Технический директор ООО «ТЭКРА» e-mail:Tekrа-21@jandex.ru Крыцовкин Д. В. Технический директор ООО «ТЭКРА» e-mail:Tekrа-21@jandex.ru Киселева Н. Н. Заместитель директора ООО "Промэксперт" e-mail:promexp31@mail.ru Стопычев И. В. Инженер ООО «Диатэк» e-mail:diatec@yandex.ru Обычные методы расчета позволяют определить напряжения с удовлетворительной степенью точности лишь для сравнительно немногих простейших случаев нагружения. В некоторых случаях величина и распределение напряжений в теле деталей не поддаются расчету. К нерасчетным деталям относятся в основном все базовые и корпусные детали типа станин, картеров, отдельных видов опор. Если рассмотреть расчетные детали, то их расчет производится при допущениях, которые далеко не всегда выдерживаются в реальных условиях. Главными причинами, обуславливающими отклонения истинных величин запасов прочности и допускаемых напряжений от величин, определяемых расчетами, являются: •рассеяние характеристик прочности материала по сравнению с номинальными значениями, которые определяются как среднестатистические по результатам испытаний большого числа образцов; •неоднородность материала в пределах сечения и по длине детали; •изменение прочности материала в зависимости от характера нагружения; •отклонение расчетной сжемы от действительных условий нагружения; • отклонение фактических величин действующих сил от номинальных значений; •отклонение фактических напряжений от номинальных, обусловленное упругостью системы; •игнорирование в расчете на прочность и жесткость деталей, сопряженных с рассматриваемой; •возникновение местных напряжений на участках заделки деталей и на участках приложения сил; • возникновение дополнительных сил и напряжений, вызванных неточностью изготовления и монтажа; • возникновение перегрузок вследствие превышения расчетных режимов эксплуатации; • наличие внутренних напряжений, возникающих при изготовлении детали, обусловленных макро- и микронеоднородностями материала. В настоящее время существуют три основных направления выбора-коэффициентов запаса и допускаемых напряжений и базируется на использовании упрощенных расчетных методик. а) - при проектных расчетах предварительно назначается запас прочности, по нему выбираются допускаемые напряжения и по известным формулам сопротивления материалов и теории упругости определяются размеры сечений. б) при проверочных расчетах назначаются размеры сечений, определяются напряжения в этих сечениях и сравниваются с механическими характеристиками материала из которого сделана деталь, а затем оценивают значение коэффициента запаса прочности. Это направление чревато опасностью очень большой величины коэффициента запаса прочности (5 - 10). 2. - базируется на полном и точном выяснений фактических напряжений, действующих в детали. Здесь в помощь аналитическому методу определения напряжений используются экспериментальные методы. Однако и это направление имеет свои недостатки. Эти методы разрабатываются для ограниченного числа отдельных типов деталей. 3. - для современных расчетов применяется третье, промежуточное направление, где сделана попытка восполнить пробелы теоретических методов расчета путем представления запаса прочности в виде произведения ряда сомножителей, каждый из которых отражает ту или иную неопределенность расчета. где n1 - коэффициет, учитывающий влияние внутренних пороков материала на его механические характеристики: - при усталостном нагружении: • для стальных отливок n1=1,3 • для проката и поковок n1=1,1 - при статическом нагружении: n1=1,0; n2 - коэффициент, учитывающий назначение или степень ответственности механизма; n3 - коэффициент, учитывающий режим нагружения механизма (в том числе - инерционные силы при пуске и торможении, характер и частоту приложения нагрузки и т.п.). Расчеты на прочность и выносливость деталей ГПМ производятся по формуле σ≤[σ]= σo/n , где σ - максимальное действующее в детали напряжение, получаемое с учетом концентраторов напряжений, чистоты поверхности и посадок; [σ] - допускаемое напряжение; σo - опасное напряжение для материала при данном напряженном состоянии, которое определяется: • при расчетах на выносливость σo=σ-1, где б-1 - предел выносливости материала детали; • при прочностных расчетах σo=σT σo=σB где σт - предел текучести материала детали; σB - предел прочности материала детали. Для определения значений σo существуют определенные соотношения, регламентируемые стандартами. При расчете на изгиб и кручение для пластичных материалов необходимо учитывать повышение несущей способности в результате перераспределения напряжений по сечению за счет пластических деформаций. Степень повышения несущей способности зависит от многих факторов, главными из которых являются: • форма сечения детали; • механические характеристики материала. Практически это учитывается путем условного повышения σT при изгибе и кручении: σuт=1,2•σpт - для проката круглого и прямоугольного сечения из углеродистой стали; σuт=1,0•σpт - для углеродистой стали остальных сечений и для легированной стали остальных сечений; σкт=0,6•σрт - для углеродистой и легированной стали круглого сечения.
Короткая ссылка на новость: https://a-economics.ru/~9N3q0
|
|