Условие прочности при растяжении сжатии

 

Условие прочности при растяжении (сжатии) выражается неравенством:

где [σ] – допускаемые напряжения, определяются как:

 

n – коэффициент запаса прочности, устанавливаемый нормативными документами.

 

Условие прочности позволяет решать три типа задач:

1. Проверка прочности (проверочный расчет)

 

2. Подбор сечения (проектировочный расчет)

 

3. Определение грузоподъемности (допускаемой нагрузки)

 

38. Допускаемое напряжение

Допускаемое (допустимое) напряжение - это значение напряжения, которое считается предельно приемлемым при вычислении размеров поперечного сечения элемента, рассчитываемого на заданную нагрузку.

Допускаемые напряжения либо предписываются компетентной инстанцией, либо выбираются конструктором, хорошо знающим свойства материала и условия его применения. Допускаемым напряжением ограничивается максимальное рабочее напряжение конструкции.

 

39. Закон Гука для сдвига.

Установлено: касательные напряжения пропорциональны углу сдвига в определенных пределах упругой деформации сдвига. Соотношение - формула закона Гука при сдвиге.

Коэффициент пропорциональности G в формуле закона Гука при сдвиге - модуль сдвига. Модуль сдвига измеряется в МПа, кН/см2, кгс/см2, кгс/мм2. Угол сдвига –безразмерная величина.

Модуль сдвига (G) – это физическая постоянная для материала, характеризующая жесткость при сдвиге. Значение модуля сдвига (G) может быть определено экспериментально.

40. Крутящие моменты и их эпюры.

Крутящий момент, возникающий в поперечном сечении стержня, определяется методом сечений. Крутящий момент равен алгебраической сумме скручивающих моментов, приложенных к любой из частей стержня. Эпюра крутящих моментов – это график, показывающий изменения крутящего момента по длине вала .

Правило знаков для эпюры крутящих моментов

При построении эпюры крутящих моментов используется правило знаков:

Скручивающий момент, вращающий рассматриваемую часть стержня против хода часовой стрелки при взгляде на поперечное сечение, вызывает в этом сечении положительный крутящий момент, направленный по ходу часовой стрелки, противодействуя скручивающему моменту.

41. Условие прочности при кручении

Условие прочности при кручении: прочность вала считается обеспеченной, если наибольшие касательные напряжения, возникающие в его опасном поперечном сечении, не превышают допускаемых напряжений на кручение:

Формула служит для проверочного расчета вала на прочность.

Допускается незначительное (до 5 %) превышение расчетного напряжения над допускаемым напряжением .

При проектировочном расчете требуемый полярный момент сопротивленияопределяется по формуле условия прочности при кручении:

.

Для вала постоянного диаметра опасным сечением при кручении является сечение, в котором возникает наибольший крутящий момент. Если сечение вала не постоянно по длине, может оказаться, что наибольшие касательные напряжения возникают не там, где крутящий момент максимален. Следовательно, в этом случае вопрос об опасном сечении должен быть исследован дополнительно.

Допускаемое напряжение :

для пластичных материалов назначается в зависимости от предела текучести () при кручении (сдвиге):

.

для хрупких материалов назначается в зависимости от предела прочности:

.

42. Понятие о расчете на жесткость при кручении.