Naprężenia dopuszczalne przy obciążeniach stałych i zmiennych
Pełny tekst artykułu dostępny jest dla zarejestrowanych użytkowników
Naprężenia dopuszczalne przy obciążeniach stałych
Naprężenia, które mogą pozostać w materiale bez obawy naruszenia warunku wytrzymałości i warunku sztywności nazywamy naprężeniami dopuszczalnymi. Wartości naprężeń dopuszczalnych ustalone są w zależności od własności materiału i charakteru obciążeń.
Podstawowe własności wytrzymałościowe:
minimalna wytrzymałość na rozciąganie (tzw. wytrzymałość doraźna – Rm. min (materiały kruche i plastyczne);
granica plastyczności – Re min (dla materiałów plastycznych).
Za podstawę do ustalania naprężeń dopuszczalnych przy obciążeniach stałych przyjmujemy:
Re – dla materiału plastycznego;
Rm – dla materiału kruchego.
W celu uzyskania określonego stopnia pewności, że dana część nie ulegnie zniszczeniu lub odkształceniu trwałemu wprowadza się współczynniki bezpieczeństwa.
Naprężenia dopuszczalne wyznaczamy z wzorów:
k = Re/xe
lub
k = Rm/xm
gdzie:
xe – współczynnik bezpieczeństwa dla materiałów plastycznych;
xm – współczynnik bezpieczeństwa dla materiałów kruchych
Tablica 1 Przeciętne wartości współczynników bezpieczeństwa. Stosowane współczynniki bezpieczeństwa
Materiał |
xe |
xm |
Stale, staliwa, żeliwo ciągliwe |
2 - 2,3 |
----- |
Żeliwa szare |
----- |
3,5 |
Stopy miedzi |
3 - 4 |
----- |
Stopy aluminium |
3,5 - 4 |
----- |
Naprężenia dopuszczalne przy obciążeniach zmiennych
Części maszyn poddane obciążeniom zmiennym (tętniącym, wahadłowym lub o nieustalonym przebiegu) wykazują znacznie niższą wytrzymałość niż przy obciążeniach stałych. Proces zmian występujących w materiale pod wpływem zmiennych obciążeń i wywołanych nimi zmiennych naprężeń nosi nazwę zmęczenia materiału.
Wartości największych naprężeń przy których badane próbki nie ulegają zniszczeniu w ciągu określonej liczby zmian obciążenia ustalane są doświadczalnie. Wartość tych naprężeń nazywamy wytrzymałością na zmęczenie i w zależności od rodzaju obciążenia oznaczamy następująco:
Z – wytrzymałość na zmęczenie;
Zgo, Zrc, Zso – przy obciążeniach działających w cyklu wahadłowym;
Zgj, Zrj, Zcj, Zsj – przy obciążeniach działających w cyklu odzerowo tętniącym.
Zg, Zr, Zc – przy obciążeniach działających w dowolnym, jednoznacznie określonym cyklu niesymetrycznym.
Pełny tekst artykułu dostępny jest dla zarejestrowanych użytkowników