Допускаемые напряжения, коэффициент запаса и расчеты на прочность при растяжении-сжатии

В простейших случаях, как например при растяжении-сжатии, оценка прочности элемента конструкции производится по наибольшему нормальному или наибольшему касательному напряжению.

Таким образом, условия прочности записываются в виде:

или

Здесь:
- допускаемое значение нормального напряжения;
- допускаемое значение касательного напряжения.
Допускаемые напряжения зависят от материала и условий работы рассчитываемого элемента конструкции. Эти величины должны быть выбраны таким образом, что бы была обеспечена нормальная эксплуатация конструкции.
Здесь действуют два фактора:

• Фактические нагрузки, действующие на деталь.
• Свойства материалов могут значительно отличаться от принятого в расчетах.

Такие факторы как перегрузка, неоднородность материала и другие носят чаще всего случайный характер и предварительно не могут быть учтены.
С целью обеспечения безопасной работы конструкции, допускаемые напряжения должны быть ниже предельных, при которых может произойти разрушение (хрупкие материалы) или появится пластические деформации (пластические материалы).

Здесь: - предел прочности;
- предел текучести.
Коэффициент запаса равен отношению предельных напряжений к допустимым. Назначение коэффициента запаса задача специальных курсов конструкция и проектирования детали приборов и т.д.
Расчеты на прочность:
А. Проектированный:

•  задана нагрузка F;
•  известен материал и допускаемое напряжение ?adm.

Необходимо определить площадь поперечного сечения А.

Б. Расчеты на прочность:

• задана нагрузка F и площадь поперечного сечения А;
• известен материал и допускаемые напряжения ?adm.

Необходимо оценить прочность конструкции:

• Определить нормальное напряжение:

• Условие прочности выполняется, если:

В. Расчет несущей способности:

• заданы размеры сечения;
• задан материал.

Определить предельную нагрузку: .