Общие принципы расчётов на прочность

Расчёты бывают:

• Проектировочный расчёт выполняется, когда по ожидаемым нагрузкам, с учётом свойств материала определяются геометрические параметры деталей.

• Проверочный расчёт выполняют, когда известна вся "геометрия" детали и максимальные нагрузки, а с учётом свойств материала определяются максимальные напряжения, которые должны быть меньше допускаемых.

Условие прочности при действии нормальных и касательных напряжений: , .

Для пластичных материалов: , ,

- предел текучести материала;

n - коэффициент запаса (обычно 1,2  n  2,5).

Для хрупких и малопластичных материалов: , ,

- предел прочности материала.

Материалы, используемые в машиностроении

• Чугуны (содержание углерода C 2%) делятся на:

• Конструкционные стали - углеродистые обыкновенного качества.

• Сплавы цветных металлов: бронзы, оловянистые, свинцовистые, алюминиевые, латуни, двойные и сложные.

Режимы нагружения деталей машин

Режимом нагружения - характер изменения нагрузки во времени.

Таким ступенчатым графиком можно заменять любой, реальный график нагружения :

Рис.1.1

- величина нагрузки;

- числа циклов нагружений, соответствующие каждой нагрузке.

Для расчётов заданную переменную нагрузку заменяют постоянной, равноценной по влиянию на усталостную прочность детали, используя при этом два варианта:

1.Задаются произвольной постоянной нагрузкой приравниваемой обычно к максимальной нагрузке, и находят эквивалентное число циклов изменения напряжений при котором нагрузка оказывается равноценной по влиянию на усталостную прочность с заданной переменной нагрузкой.

2.Задаются расчётным числом циклов изменения напряжений и находят эквивалентную нагрузку , которая при числе циклов оказывает то же влияние на усталостную прочность детали, что и заданная переменная нагрузка.

При этом эквивалентные графики нагружения будут выглядеть (рис.1.2):

Рис.1.2

С татистический анализ нагруженности машин различных типов показал, что при всем многообразии циклограмм нагрузок их можно свести к нескольким типовым, если при построении циклограмм использовать относительные координаты Т_i /Т_max и ∑N_i /N_K.

Для большинства современных машин характерны типовые режимы нагружения (рис.1.3): 0 - постоянный;1 - тяжёлый; 2 - средний равновероятный; 3 - средний нормальный; 4 – лёгкий; 5 - особолёгкий.

Рис.1.3

ЛЕКЦИЯ 2