Механика. Часть I. Осипов А.А - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

3) величина
[
]
σ
не даёт представления о надёжности детали в явном виде, так как в формуле (1.2.1) не показано
соотношение действующих и предельных напряжений для материала детали (предела текучести
т
σ
, предела прочности
п
σ
,
предела выносливости
в
σ
и др.).
В инженерных расчётах допускаемые напряжения используют в основном для предварительных расчётов, связанных с
приближённым определением основных размеров деталей.
Широкое распространение получил также расчёт по запасам прочности. Условие прочности в этом случае прочности
связаны соотношением
max
пред
σ
σ
=
n
, (1.2.2)
где
n
– запас прочности;
пред
σ
– предельное напряжение (предел прочности при постоянных нагрузках, предел
выносливости при переменных нагрузках);
max
σ
– максимальное напряжение в опасной точке детали, вычисленное при
наибольшей рабочей нагрузке.
Величина
пред
σ
отражает геометрию детали, технологию изготовления и условия нагружения, поэтому величина
необходимого запаса прочности имеет стабильное значение.
Условия прочности по допускаемым напряжениям и запас прочности связаны следующим соотношением
[ ]
n
пред
σ
=σ
. (1.2.3)
При действии статических нагрузок иногда используют запас прочности по несущей способности
F
F
n
разр
=
, (1.2.4)
показывающий отношение нагрузок в момент разрушения и в рабочих условиях.
В описанных методах оценки прочности носят детерминированный характер и не учитывают должным образом
неизбежное рассеяние разрушающих и максимальных напряжений.
Статистические запасы прочности являются более обоснованными характеристиками прочностной надёжности, в
особенности для отказов конструкций с тяжёлыми последствиями.
Предел выносливости детали определяют экспериментально на некоторой базе испытаний (обычно 10
7
циклов). Разброс
характеристик сопротивления усталости деталей обусловлен нестабильностью механических свойств металла даже в
пределах одной плавки, отклонениями в режиме термообработки, отклонениями размеров деталей в пределах допусков,
микроскопическими источниками рассеяния, связанными с неоднородной структурой материала и др.
Так как разрушающее и действующее напряжения являются случайными величинами, то и запас прочности
конкретной детали является случайной величиной с функцией распределения
n
F
.
Статистические запасы прочности, как и обычные запасы прочности, имеют условное значение. Их используют как
критерии сравнения надёжности вновь создаваемых изделий с изделиями, удовлетворительно эксплуатируемыми.
Основное преимущество статистических запасов прочности перед детерминистскими (обычными) запасами состоит в
том, что сопоставление приводится к одинаковым условиям по рассеянию значений
разр
σ и
max
σ (по объёму используемой
информации).
Вопросы для самоконтроля
1. Назовите способы расчёта на прочность.
2. Что такое допустимое напряжение?
3. Как определяется запас прочности?
4. Что такое статический запас прочности?
1.3. ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
Общая характеристика процесса изнашивания
. Многие детали машин выходят из строя вследствие изнашивания –
разрушения поверхностных слоёв трущихся тел, приводящего к уменьшению их размеров в направлении, перпендикулярном
поверхности трения. Такие отказы связаны с потерей точности машин, приборов и инструментов, снижением коэффициента
полезного действия машин, снижением прочности деталей из-за появления динамических нагрузок и уменьшения сечений,
увеличением шума и другими негативными последствиями.
Износ вызывает существенное удорожание эксплуатации машин. Ежегодные расходы на поддержание и восстановление
действующего парка некоторых машин (например, автомобилей) соизмеримы со стоимостью годового выпуска новых
машин.

Страницы