Предельные и допустимые напряжения

Предельным напряжением считают напряжение, при котором в материале возникает опасное состояние (разрушение или опасная деформация).

Для пластичных материалов предельным напряжением счита­ют предел текучести, т. к. возникающие пластические деформации не исчезают после снятия нагрузки:

.

Для хрупких материалов, где пластические деформации отсут­ствуют, а разрушение возникает по хрупкому типу (шейки не обра­зуется), за предельное напряжение принимают предел прочности:

.

Для пластично-хрупких материалов предельным напряжением считают напряжение, соответствующее максимальной деформации 0,2% (σ_о,₂):

.

Допускаемое напряжение — максимальное напряжение, при ко­тором материал должен нормально работать.

Допускаемые напряжения получают по предельным с учетом запаса прочности:

, s= σ_пред/ σ

где [σ] — допускаемое напряжение;

s — коэффициент запаса прочности;

[s] — допускаемый коэффициент запаса прочности.

σ – напряжение возникающее в сечении,

σ_пред-предельное напряжение.

s = 1 соответствует вероятности невыхода из строя 50 %;

s = 1,2 соответствует вероятности невыхода из строя 90 %;

s = 1,5 соответствует вероятности невыхода из строя 99 %;

s = 2 соответствует вероятности невыхода из строя 99,9 %.

Примечание. В квадратных скобках принято обозначать допускаемое значение величины.

Допускаемый коэффициент запаса прочности зависит от каче­ства материала, условий работы детали, назначения детали, точно­сти обработки и расчета и т. д.

Он может колебаться от 1,25 для простых деталей до 12,5 для сложных деталей, работающих при переменных нагрузках в услови­ях ударов и вибраций.

Особенности поведения материалов при испытания: на сжатие

1. Пластичные материалы практически одинаково работают при растяжении и сжатии. Механические характеристики при растяжении и сжатии одинаковы.

2. Хрупкие материалы обычно обладают большей прочностью при сжатии, чем при растяжении: σ_вр < σ_вс.

Если допускаемое напряжение при растяжении и сжатии различно, их обозначают [σ_р] (растяжение), [σ_с] (сжатие).