Коэффициенты запаса прочности

При статических напряжениях.При статическом нагружении * деталей (когда число циклов за весь период работы N^.-^ 10³), изготовленных из пластичных материалов, концентрация напряжений не снижает несущей способности детали, так как местные пластические деформации способствуют перераспреде­лению и выравниванию напряжений по сечению. В этом случае расчеты на прочность выполняют по номинальным напряжениям о или т.

Так же рассчитывают детали из хрупких материалов в свя­зи с их пониженной чувствительностью к концентрации напря­жений.

Для малопластичных материалов (легированные стали и др.) расчет ведут по наибольшим местным напряжениям, так как концентрация напряжений снижает прочность детали (см. рис. 3.5).

На основании сказанного расчетные коэффициен­ты запаса прочности, например, по нормальным напряжении определяют по формулам:

для пластичных материалов:

S_T = o_T/o> [S_T]

для хрупких материалов:

S_в = o_в/o> [S_в]

для малопластичных материалов:

S_T = o_T/(K_o)o> [S_T]

где О_T и 0_В - - предел текучести и предел прочности материала; Ко - -эффективный коэффициент концентрации напряжений (см. табл. 3.2); [S_т] и [S_b]—допускаемые коэффициенты запаса прочности гго пределу текучести и пределу прочности.

Выбор значения [s] является весьма ответственной задачей, поскольку необходимо обеспечить требуемую надежность без завышения массы и габаритов детали. Ориентировочно рекомен­дуют:

для углеродистой стали [s_T]= 1,3...1,6;

для серого чугуна [s_B]=2,1...2,4.

При переменных напряжениях.Для оценки сопротивления усталости деталей необходимо учитывать их конструктивные формы, размеры, состояние поверхности и другие факторы.

На практике статические, или строго постоянные, нагрузки встре­чаются редко. К постоянным нагрузкам относятся режимы с отклонением

до 20%.

При действии переменных напряжений с амплитудой цикла 0а> т_а расчетные коэффициенты запаса прочности определяют по формулам:

в случае нормальных напряжений (изгиб, растя­жение-сжатие)

(3.10)

в случае касательных напряжений (кручение, срез)

(3.11)

При совместном действии переменных нормальных и каса­тельных напряжений, например при изгибе с кручением, общий коэффициент запаса прочности

(3.12)

где So и s_t — коэффициенты, определяемые по формулам (0.10) и (0.11).

В случае переменных напряжений для стальных деталей реко­мендуют принимать:

при высокой достоверности расчета [s]= 1,3...1,5; при менее точной расчетной схеме [s]= 1,6...2,1.