Контрольные вопросы

L Каким основным критерием работоспособности и надежности должны отвечать детали машин?

2 Дайте объяснение понятий «техническое задание», «техническое предложение», «эскизный, технический и рабочий проекты».

3. Какие три основные группы материалов применяют при проектировании новых машин?

4. Что такое заготовка и какие виды заготовок применяют в машиностроении? Ч.ТО влияет на выбор заготовки

5. Как можно увеличить долговечность детали при определенной выбранной марке стали?

6. Поясните, что такое технологичность и как достигается технологичность изготовляемой детали.

7. Что дает стандартизация в машиностроении и какие категории стандартов применяются в СССР?

8. Какие основные критерии входят в понятие иадежности изделий?

ГЛАВА И ОСНОВЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

§ 6. ПОНЯТИЯ О НАПРЯЖЕНИЯХ

Как известно из курса «Сопротивление материалов», напряжения, характеризующие интенсивность действия внутренних сил, определяются, например, для растяжения - сжатия силой, приходящейся на единицу площади.

В зависимости от направления действия внешних нагрузок различают нормальные и касательные напряжения.

В процессе расчета деталей машин различают рабочие, предельные и допускаемые напряжения.

1. Рабочие, или действительные напряжения, - это такие напряжения, которые испытывает деталь в процессе работы. Например, на стальном прутке круглого сечения диаметром d = 10 мм подвешен груз Р - 1000 кгс. Следовательно, рабочее напряжение при растяжении в прутке

Р 4Р 4-1000 ,0-70 / 2

о„=-=-=-= 12,72 кгс/мм.

" псР п<Р 3,14-102

2. Предельными напряжениями называются напряжения, возникающие в процессе механических испытаний специальных образцов различных материалов. Предельные напряжения - это напряжения, при которых появляются признаки хрупкого разрушения или существенные пластические деформации материала, предшествующие разрушению испытуемого образца.

К предельным относятся следующие напряжения: пределы текучести материала при растяжении о и срезе Тт; пределы прочности (или временное сопротивление разрыву) при растяжении о, срезе или кручении Тв; пределы выносливости, определенные при знакопеременном изгибе а 1 или кручении t i образца.

Какую из механических характеристик материала детали принять в качестве предельного напряжения, зависит как от свойств материала (пластичный или хрупкий), вида деформации (растяжение, сжатие, кручение, срез), так и от характера изменения напряжений во времени.

Рассмотрим три характерных случая изменения напряжений в зависимости от времени.

Постоянный (статический) цикл напряжений; при действии на деталь статических нагрузок в ней возникают постоянные напряжения.

Отнулевой (пульсирующий) цикл напряжений; напряжения в этом случае изменяются периодически от нуля до максимума,

от максимума до нуля и т. д. Пульсирующие напряжения обозначаются Of).

Симметричный цикл напряжений; в этом случае напряжения изменяются от нуля до максимума, затем от максимума до нуля, от нуля до минимума и т. д. При переменных напряжениях такого рода предельным напряжением будут пределы выносливости o i

и Т 1.

в приложениях табл. П1, П2, ПЗ и в справочной литературе приведены механические характеристики (Oj,, Ов) различных материалов, применяемых в машиностроении.

3. Допускаемые, или расчетные напряжения. Выбор допускаемых напряжений представляет собой ответственную и сложную задачу, правильное решение которой в значительной степени определяет возможность получения при проектировании надежных и в то же время легких и экономичных конструкций. Решению этой задачи посвящены многочисленные исследования.

Мы ограничимся приведением основ определения допускаемых напряжений дифференциальным методом.

Допускаемое напряжение в общем виде равно предельному напряжению, поделенному на коэффициент запаса прочности и в отличие от действительных напряжений обозначается буквой в квадратных скобках (нормальные [о] и касательные [т]):

[(Т] = -£нШ- или [т] = -IsP£a , п п

где « - коэффициент запаса прочности, который можно приближенно определить, как произведение трех частных коэффициентов запаса прочности:

где til - коэффициент, зависящий от точности производимого метода расчета или точности определения действующих нагрузок, точности расчетной схемы и т. п.

При сравнительно точном методе расчета % = 1-1,5. Прн менее точном методе расчета tii = 2-3.

«2 - коэффициент, зависящий от степени пластичности материала, которая определяется отношением .

Значения для различных материалов можно определить по табл. 1.

Таблица 1