Предельные и допускаемые напряжения

В зависимости от вида деформации допускаемые напряжения определяются по формулам:

[s] = s_пр / [n] (3.6)

[t] = t_пр / [n] (3.7)

где [s] и [s] - допускаемые нормальные и касательные напряжения,

s_пр и t_пр - предельные напряжения,

[n] - требуемый коэффициент запаса прочности.

В качестве предельного напряжения принимают одну из следующих механических характеристик материала:

· предел текучести s_т, t_т - при статическом нагружении детали из пластичного материала,

· временное сопротивление s_в, t_в - при статическом нагружении детали из хрупкого материала,

· предел выносливости s_-1, t_-1 или s₀, t₀ - при переменном во времени нагружении.

Разрушение материалов, вызванное действием переменных напряжений, называется усталостью, а их способность противостоять усталости - выносливостью. Предел выносливости определяют при испытании материалов на выносливость для определенного числа циклов напряжений, при которых происходит разрушение образцов. Циклом напряжений называется совокупность их значений за один период изменения при регулярном нагружении с постоянным периодом. Цикл характеризуется отношением наименьших и наибольших напряжений - коэффициентом асимметрии

R = s_min/ s_max или R = t_min/ t_max , (3.8)

В справочниках приводятся пределы выносливости для характерных циклов, называемых:

· симметричный (рис.3.1, а) со значениями R = - 1, - предел выносливости s_-1, t_-1 ;

· отнулевой (рис.3.1, б) со значениями R = 0, - предел выносливости s₀, t₀.

Коэффициент запаса прочности n выбирается по справочным таблицам в зависимости от вида нагружения и материала или рассчитывается.

Рис.3.1. Диаграммы симметричного (а) и отнулевого (б) циклов напряжений