Расчет по разрушающим нагрузкам
Методики расчета конструкций
При расчетах различных конструкций, элементов конструкций или деталей машин на прочность, жесткость и устойчивость важно не только выбрать расчетную схему, максимально точно соответствующую реальным условиям, но и использовать такие значения сопротивления материала, при котором действительное напряженно-деформированное состояние рассматриваемой системы никогда не достигнет опасного предела.
Достигнуть этого можно различными методами. Один из наиболее широко применимых - введение коэффициентов запаса прочности.
Величины коэффициентов запаса прочности зависят прежде всего от степени соответствия принятых предположений о расчетной схеме действительным условиям работы. Проще говоря, чем меньше уверенности в правильности выбора расчетной схемы, тем большим следует принимать значение коэффициента запаса. Также коэффициенты запаса должны учитывать возможные отклонения эксплуатационных нагрузок от расчетных, разброс величин опасных напряжений, получаемый при экспериментальном определении, возможную неточность принятых методов расчета, неточность изготовления деталей, степень однородности материала, класс сооружения, экономию материала и др.
При определении упругих и пластических деформаций допускается использовать меньшие величины запаса прочности (более низкие запасы прочности), так как пластические деформации сами по себе не означают разрушение конструкции. При расчете на сопротивление хрупкому статическому разрушению запасы прочности следует повышать из-за опасности таких разрушений, большого влияния неоднородности материала и т. д. При расчете на выносливость (усталостную прочность) конструкций, подвергающихся многократно повторяющемуся воздействию нагрузок, запас прочности также будет повышенным и определяется в зависимости от достоверности определения усилий и напряжений, уровня технологии изготовления и т. д.
|
|
|
На сегодняшний день существует три методики расчета конструкций и деталей машин на силовые воздействия:
1. По допускаемым напряжениям.
2. По разрушающим нагрузкам.
3. По предельным состояниям.
Расчет по допускаемым напряжениям
При данной методике материал рассматривается, как некое упругое тело, деформации которого прямо пропорциональны напряжениям.
Методика расчета по допускаемым напряжениям основана на сравнении расчетных напряжений с так называемыми допускаемыми. Допускаемые напряжения определяются как опасные, деленные на коэффициент запаса k, учитывающий все изложенные выше факторы:
[σ] = σo/k; [т] = тo/k (319.1.1)
|
|
|
Для пластических материалов опасным напряжением считается предел текучести, за которым следуют значительные пластические деформации:
[σ] = σт/k1; [т] = тт/k1(319.1.2)
По этим формулам определяются величины допускаемых напряжений при растяжении [σ]р и при кручении тонкостенных стержней [т]к для сталей различных марок.
Для элементов конструкций или деталей машин, выполненных из хрупких материалов, не имеющих ярко выраженного предела текучести, за опасное напряжение принимается предел прочности:
[σ] = σв/k2; [т] = тв/k2(319.1.3)
При повторно-переменных нагрузках опасное состояние связано с появлением усталостных трещин, поэтому опасным напряжением считается предел выносливости:
[σ] = σr/k3 (319.1.4)
Особенности работы элемента или конструкции могут учитываться введением коэффициентов снижения основных допускаемых напряжений. Ориентировочные значения допускаемых напряжений приведены в таблице 319.1:
Таблица 319.1. Ориентировочные значения допускаемых напряжений
В машиностроении при определении допускаемых напряжений используется один из следующих методов.
1. Дифференцированный - запас прочности определяется как произведение коэффициентов, учитывающих качество материала, точность метода расчета, степень ответственности детали и другие факторы, определяющие условия работы детали.
|
|
|
2. Табличный - допускаемые напряжения принимаются по действующим нормам (по таблицам).
Второй метод менее точен, но более прост, поэтому он нашел более широкое применение в практике проектирования, особенно — в проверочных прочностных расчетах. В данной статье допускаемые напряжения, принимаемые в машиностроении, не приводятся.
В СССР в строительной отрасли методика расчета по допускаемым напряжениям использовалась для расчета железобетонных конструкций до 1938 г., металлических и деревянных конструкций до 1955 г. Тем не менее проектировщики старой закалки и сейчас еще рассчитывают металлические конструкции, пользуясь данной методикой, в частности принимая расчетное сопротивление стали 160 МПа. При расчете конструкций, производящихся в большом количестве, такая методика расчета может приводить к завышенному расходу материалов. А вот в индивидуальном строительстве, при расчете конструкций, выполняемых в количестве от 1 до 10, да еще и с учетом того, что расчет производится непрофессиональным проектировщиком, методика расчета по допускаемым напряжениям, на мой взгляд, должна применяться и сейчас.
|
|
|
Расчет железобетонных конструкций без учета стадии пластических деформаций приводил к повышенному запасу прочности и соответственно завышенному расходу материалов, поэтому для расчета железобетонных конструкций в 30-е годы ХХ столетия была разработана более точная методика расчета железобетонных конструкций:
Расчет по разрушающим нагрузкам
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 61; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!