تنش های مجاز و خواص مکانیکی مواد. تنش های مجاز چگونه تنش کششی مجاز را پیدا کنیم

برای تعیین تنش های مجاز در مهندسی مکانیک از روش های اساسی زیر استفاده می شود.
1. یک ضریب ایمنی متمایز به عنوان حاصل ضرب تعدادی از ضرایب جزئی یافت می شود که قابلیت اطمینان ماده، درجه مسئولیت قطعه، دقت فرمول های محاسبه و نیروهای عمل کننده و سایر عوامل تعیین کننده را در نظر می گیرد. شرایط عملیاتی قطعات
2. جدولی - ولتاژهای مجاز طبق استانداردها گرفته می شود، به شکل جداول سیستماتیک می شوند.
(جدول 1 - 7). این روش دقت کمتری دارد، اما ساده ترین و راحت ترین روش برای استفاده عملی در طراحی و آزمایش محاسبات مقاومت است.

در کار دفاتر طراحی و در محاسبات قطعات ماشین آلات هم متمایز و هم روش های جدولی و همچنین ترکیب آنها. روی میز شکل 4 - 6 تنش های مجاز برای قطعات ریخته گری غیراستاندارد که روش های محاسباتی خاصی برای آنها و تنش های مجاز مربوطه ایجاد نشده است را نشان می دهد. قطعات معمولی (به عنوان مثال، چرخ دنده ها و چرخ های کرم، قرقره ها) باید با استفاده از روش های ارائه شده در بخش مربوطه کتاب مرجع یا ادبیات تخصصی محاسبه شوند.

تنش های مجاز داده شده برای محاسبات تقریبی فقط برای بارهای اساسی در نظر گرفته شده است. برای محاسبات دقیق تر با در نظر گرفتن بارهای اضافی (به عنوان مثال، دینامیک)، مقادیر جدول باید 20 - 30٪ افزایش یابد.

تنش های مجاز بدون در نظر گرفتن غلظت تنش و ابعاد قطعه، برای نمونه های فولادی صیقلی صاف با قطر 6-12 میلی متر و برای ریخته گری های چدن گرد تصفیه نشده با قطر 30 میلی متر محاسبه می شود. هنگام تعیین بیشترین تنش ها در قطعه مورد محاسبه، لازم است تنش های اسمی σ nom و τ nom را در ضریب غلظت k σ یا k τ ضرب کنیم:

1. تنش های مجاز*
برای فولادهای کربنی با کیفیت معمولی در شرایط نورد گرم

نام تجاری
تبدیل شود

استرس مجاز **، مگاپاسکال

تحت کشش [σ p ]

در حین خم شدن [σ از ]

در حین پیچش [τ cr]

هنگام برش [τ میانگین]

در فشرده سازی [σ سانتی متر]

من

III

من

III

من

III

من

III

من

St2
St3
St4
St5
St6

115
125
140
165
195

80
90
95
115
140

60
70
75
90
110

140
150
170
200
230

100
110
120
140
170

80
85
95
110
135

85
95
105
125
145

65
65
75
80
105

50
50
60
70
80

70
75
85
100
115

50
50
65
65
85

40
40
50
55
65

175
190
210
250
290

120
135
145
175
210

* Gorsky A.I.. Ivanov-Emin E.B.. Karenovsky A.I. تعیین تنش های مجاز در محاسبات مقاومت. NIImash، M.، 1974.
** اعداد رومی نوع بار را نشان می دهد: I - static; II - متغیری که از صفر تا حداکثر، از حداکثر تا صفر (ضربان) کار می کند. III - متناوب (متقارن).

2. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
فولادهای ساختاری با کیفیت کربن

3. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
فولادهای ساختاری آلیاژی

4. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
برای ریخته گری ساخته شده از کربن و فولادهای آلیاژی

5. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
برای ریخته گری چدن خاکستری

6. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
برای ریخته گری چدن داکتیل

7. تنش های مجاز برای قطعات پلاستیکی

برای فولادهای انعطاف پذیر (سخت نشده).برای تنش های استاتیکی (نوع I بار)، ضریب غلظت در نظر گرفته نمی شود. برای فولادهای همگن (σ در > 1300 مگاپاسکال، و همچنین در مورد عملکرد آنها در دماهای پایین)، ضریب غلظت، در حضور غلظت تنش، در محاسبه تحت بار وارد می شود. مننوع (k > 1). برای فولادهای شکل پذیر تحت بارهای متغیر و در صورت وجود غلظت تنش، این تنش ها باید در نظر گرفته شود.

برای چدندر اکثر موارد، ضریب تمرکز تنش تقریبا برابر با واحد برای انواع بارها است (I - III). هنگام محاسبه مقاومت برای در نظر گرفتن ابعاد قطعه، تنش های مجاز جدول بندی شده برای قطعات ریخته گری باید در ضریب مقیاس برابر با 1.4 ... 5 ضرب شود.

وابستگی های تجربی تقریبی محدودیت های استقامت برای موارد بارگذاری با چرخه متقارن:

برای فولادهای کربنی:
- هنگام خم شدن، σ -1 = (0.40÷0.46)σ اینچ;
σ -1р = (0.65÷0.75)σ -1;
- در حین پیچش، τ -1 = (0.55÷0.65)σ -1;

برای فولادهای آلیاژی:
- هنگام خم شدن، σ -1 = (0.45÷0.55)σ اینچ;
- هنگامی که کشیده یا فشرده می شود، σ -1р = (0.70÷0.90)σ -1;
- در حین پیچش، τ -1 = (0.50÷0.65)σ -1;

برای ریخته گری فولاد:
- هنگام خم شدن، σ -1 = (0.35÷0.45)σ اینچ;
- هنگامی که کشیده یا فشرده می شود، σ -1р = (0.65÷0.75)σ -1;
- در حین پیچش، τ -1 = (0.55÷0.65)σ -1.

خواص مکانیکی و تنش های مجاز چدن ضد اصطکاک:
- قدرت خمشی نهایی 250 ÷ 300 مگاپاسکال،
- تنش های خمشی مجاز: 95 مگاپاسکال برای I. 70 مگاپاسکال - II: 45 مگاپاسکال - III، که در آن I. II، III نامگذاری انواع بار است، جدول را ببینید. 1.

تنش های مجاز تقریبی برای فلزات غیر آهنی در کشش و فشار. MPa:
- 30...110 - برای مس;
- 60...130 - برنج;
- 50...110 - برنز;
- 25...70 - آلومینیوم;
- 70...140 - دورالومین.

ولتاژ نهاییآنها تنشی را در نظر می گیرند که در آن یک وضعیت خطرناک در یک ماده (شکستگی یا تغییر شکل خطرناک) رخ می دهد.

برای پلاستیکمواد تنش نهایی در نظر گرفته می شود قدرت تسلیم،زیرا تغییر شکل های پلاستیکی حاصل پس از برداشتن بار ناپدید نمی شوند:

برای شکنندهموادی که هیچ تغییر شکل پلاستیکی وجود ندارد و شکستگی از نوع شکننده رخ می دهد (گردنی ایجاد نمی شود)، تنش نهایی گرفته می شود. استحکام کششی:

برای شکل پذیر-شکنندهدر مواد، تنش نهایی تنش مربوط به حداکثر تغییر شکل 0.2٪ (10.2) در نظر گرفته می شود:

ولتاژ مجاز- حداکثر ولتاژی که ماده باید در آن به طور معمول کار کند.

تنش های مجاز با توجه به ضریب ایمنی با توجه به مقادیر حدی به دست می آیند:

جایی که [σ] تنش مجاز است. س- ضریب ایمنی؛ [s] - ضریب ایمنی مجاز.

توجه داشته باشید.مرسوم است که مقدار مجاز یک مقدار را در پرانتز مشخص کنید.

ضریب ایمنی مجازبه کیفیت مواد، شرایط عملیاتی قطعه، هدف قطعه، دقت پردازش و محاسبه و غیره بستگی دارد.

می تواند از 1.25 برای قطعات ساده تا 12.5 برای قطعات پیچیده که تحت بارهای متغیر تحت شرایط شوک و لرزش کار می کنند، متغیر باشد.

ویژگی های رفتار مواد در آزمایش های فشرده سازی:

1. مواد پلاستیکی تقریباً به طور مساوی تحت کشش و فشار عمل می کنند. مشخصات مکانیکی در کشش و فشار یکسان است.

2. مواد شکننده معمولاً مقاومت فشاری بیشتری نسبت به مقاومت کششی دارند: σ vr< σ вс.

اگر تنش مجاز در کشش و فشار متفاوت باشد، آنها [σ ] (کشش)، [σ σ ] (فشردهی) تعیین می شوند.

محاسبات مقاومت کششی و فشاری

محاسبات استحکام با توجه به شرایط استحکام - نابرابری ها انجام می شود که تحقق آن استحکام قطعه را در شرایط داده شده تضمین می کند.

برای اطمینان از استحکام، تنش طراحی نباید از تنش مجاز تجاوز کند:

ولتاژ طراحی آبستگی دارد در بار و اندازهمقطع، فقط مجاز است از مواد قطعهو شرایط کار

سه نوع محاسبه قدرت وجود دارد.

1. محاسبه طراحی - طرح طراحی و بارها مشخص شده است. مواد یا ابعاد قطعه انتخاب می شود:

تعیین ابعاد مقطع:

انتخاب مواد

بر اساس مقدار σ، امکان انتخاب درجه مواد وجود دارد.

2. بررسی محاسبه - بارها، مواد، ابعاد قطعه مشخص است. لازم است بررسی کنید که آیا استحکام آن تضمین شده است یا خیر.

نابرابری بررسی می شود

3. تعیین ظرفیت بار(حداکثر بار):

نمونه هایی از حل مسئله

تیر مستقیم با نیروی 150 کیلونیوتن کشیده می شود (شکل 22.6)، ماده فولاد σ t = 570 مگاپاسکال، σ b = 720 مگاپاسکال، ضریب ایمنی [s] = 1.5 است. ابعاد مقطع تیر را تعیین کنید.

راه حل

1. شرایط قدرت:

2. سطح مقطع مورد نیاز توسط رابطه تعیین می شود

3. تنش مجاز برای مواد از مشخصات مکانیکی مشخص شده محاسبه می شود. وجود یک نقطه تسلیم به این معنی است که مواد پلاستیکی است.

4. سطح مقطع مورد نیاز تیر را تعیین می کنیم و ابعاد را برای دو مورد انتخاب می کنیم.

مقطع دایره است، قطر را تعیین می کنیم.

مقدار حاصل به بالا گرد می شود d = 25 میلی متر، A = 4.91 سانتی متر مربع.

بخش - زاویه زاویه برابر شماره 5 مطابق با GOST 8509-86.

نزدیکترین سطح مقطع گوشه A = 4.29 سانتی متر مربع (d = 5 میلی متر) است. 4.91 > 4.29 (پیوست 1).

سوالات و تکالیف تستی

1. سیالیت به چه پدیده ای گفته می شود؟

2. "گردن" چیست، در چه نقطه ای از نمودار کشش تشکیل می شود؟

3. چرا مشخصات مکانیکی به دست آمده در طول آزمایش مشروط است؟

4. مشخصات قدرت را فهرست کنید.

5. ویژگی های پلاستیسیته را فهرست کنید.

6. تفاوت بین یک نمودار کششی که به طور خودکار ترسیم می شود و یک نمودار کششی داده شده چیست؟

7. کدام مشخصه مکانیکی به عنوان تنش محدود کننده برای مواد شکل پذیر و شکننده انتخاب می شود؟

8. تفاوت استرس نهایی و مجاز چیست؟

9. شرایط مقاومت کششی و فشاری را بنویسید. آیا شرایط مقاومت برای محاسبات کششی و فشاری متفاوت است؟

به سوالات آزمون پاسخ دهید.

اندازه فونت

استانداردهای محاسبه مقاومت بویلرهای ساکن و خطوط لوله بخار و آب گرم - RD 10-249-98 (مصوب با قطعنامه... مربوطه در سال 2018

2. ولتاژ مجاز

2.1. زیر ولتاژ نامی مجاز [ O] باید میزان تنش مورد استفاده برای تعیین ضخامت دیواره محاسبه شده یک قطعه یا فشار مجاز را بر اساس داده های اولیه پذیرفته شده و درجه فلز درک کنید.

ولتاژهای مجاز ارائه شده در این استانداردها و دستورالعمل های انتخاب آنها در هنگام استفاده از فلزات و محصولات نیمه تمام که توسط قوانین نظارت فنی و معدنی دولتی مجاز است، قابل استفاده است.

سطح مشخصات طراحی فلزات و محصولات نیمه تمام مورد استفاده باید با پردازش آماری داده های آزمایش، کنترل دوره ای کیفیت محصول حداقل هر 5 سال یکبار و نتیجه گیری مثبت از یک سازمان تحقیقاتی تخصصی مطابق با الزامات تأیید شود. قوانین نظارت فنی و معدنی دولتی

2.2. تنش‌های مجاز اسمی برای گریدهای فولادی نورد شده یا آهنگری که به طور گسترده در دیگ‌ها و خطوط لوله استفاده می‌شوند باید طبق جدول در نظر گرفته شوند. 2.1-2.5.

جدول 2.1

O] برای فولادهای کربنی و منگنزی، مستقل از عمر طراحی، MPa

تی، °С	درجه فولاد
تی، °С	St2kp	St3kp	St2sp، St2ps	St3sp، St3ps	St4ps، St4sp	S3Gps	22 هزار	14GNMA	16GNM، 16GNMA
از 20 تا 50	124	133	130	140	145	150	170	180	190
150	106	115	112	125	129	134	155	179	181
200		111	100	117	121	125	147	175	176
250	80	102	86	107	111	115	140	171	172
275				102	106	109	135	170	169
300			70		98	103	130	169	167
320							126	164	165
340							122	161	163
350							120	159	161
360								157	159
370								155	157
380								152	154

جدول 2.2

ولتاژ اسمی مجاز [ O] برای فولادهای کربنی و منگنزی، MPa

تی، °С	درجه فولاد
	08، 10، 12 هزار				15، 15 هزار، 16 هزار			20، 20 هزار، 18 هزار
	عمر طراحی، h
	10(4)	10(5)	2 × 10 (5)	3 × 10 (5)	10(4)	10(5)	2 × 10 (5)	10(4)	10(5)	2 × 10 (5)	3 × 10 (5)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
از 20 تا 100	-	130	-	-	-	140	-	-	147	-	-
200	-	120	-	-	-	130	-	-	140	-	-
250	-	108	-	-	-	120	-	-	132	-	-
275	-	102	-	-	-	113	-	-	126	-	-
300	-	96	-	-	-	106	-	-	119	-	-
320	-	92	-	-	-	101	-	-	114	-	-
340	-	87	-	-	-	96	-	-	109	-	-
350	-	85	-	-	-	93	-	-	106	-	-
360	-	82	-	82	-	90	-	-	103	-	103
380	-	76	76	71	-	85	85	-	97	97	88
400	73	73	66	60	80	80	72	92	92	78	71
410	70	68	61	55	77	72	65	89	86	70	63
420	68	62	57	50	74	66	58	86	79	63	56
430	66	57	51	45	71	60	52	83	72	57	50
440	63	51	45	40	68	53	45	80	66	50	44
450	61	46	38	35	65	47	38	77	59	46	39
460	58	40	33	29	62	40	33	74	52	38	34
470	52	34	28	24	54	34	28	64	46	32	28
480	45	28	22	18	46	28	22	56	39	27	24
490	39	24			40	24		49	33
500	33	20			34	20		41	26
510	26							35

ادامه جدول. 2.2

تی، °С	درجه فولاد
	16GS، 09G2S			10G2S1، 17GS، 17G1S، 17G1SU			15GS
	عمر طراحی، h
	10(4)	10(5)	2 × 10 (5)	10(4)	10(5)	2 × 10 (5)	10(4)	10(5)	2 × 10 (5)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
از 20 تا 100	-	170	-	-	177	-	-	185	-
200	-	150	-	-	165	-	-	169	-
250	-	145	-	-	156	-	-	165	-
275	-	140	-	-	150	-	-	161	-
300	-	133	-	-	144	-	-	153	-
320	-	127	-	-	139	-	-	145	-
340	-	122	-	-	133	-	-	137	-
350	-	120	-	-	131	-	-	133	-
360	-	117	-	-	127	-	-	129	-
380	-	112	112	-	121	121	-	121	121
400	107	107	95	113	113	96	113	113	96
410	104	97	83	107	102	85	107	102	85
420	102	87	73	102	90	75	102	90	75
430	98	76	63	97	78	65	97	78	65
440	95	68	55	92	70	55	92	70	55
450	89	62	46	88	63	46	88	63	46
460	83	54	38	82	54	38	82	54	38
470	71	46	32	71	46	32	71	46	32
480	60			60			60
490

2. مقادیر تنش های مجاز در ستون ها برای منبع 10 (4) و 2 x 10 (5) ساعت، که در بالا با علامت "-" مشخص شده اند، برابر با مقادیر مربوطه در ستون گرفته می شود. برای یک منبع 10 (5) ساعت.

جدول 2.3

ولتاژ اسمی مجاز [ O] برای فولاد مقاوم در برابر حرارت، MPa

تی، °С	درجه فولاد
	12HM، 12MH				15HM
	عمر طراحی، h
	10	10	2×10	3×10	10	10	2×10	3×10
1	2	3	4	5	6	7	8	9
از 20 تا 150	-	147	-	-	-	153	-	-
250	-	145	-	-	-	152	-	-
300	-	141	-	-	-	147	-	-
350	-	137	-	-	-	140	-	-
400	-	132	-	-	-	133	-	-
420	-	129	-	-	-	131	-	-
440	-	126	-	-	-	128	-	-
450	-	125	-	-	-	127	-	-
460	-	123	123	123	-	125	125	125
480	120	120	102	102	122	122	113	103
500	116	95	77	64	119	105	85	76
510	114	78	60	53	117	85	72	62
520	107	66	49	43	110	70	58	50
530	93	54	40	35	97	56	44	39
540	77	43			80	45	35	31
550	60				62	35	26	23
560					52	27
570					42	21
580
590
600
610
620

ادامه جدول. 2.3

تی، °С	درجه فولاد
	12X1MF				12X2MFSR			15Х1 М1Ф
	عمر طراحی، h
	10(4)	10(5)	2 × 10 (5)	3 × 10 (5)	10(4)	10(5)	2 × 10 (5)	10(4)	10(5)	2 × 10 (5)	3 × 10 (5)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
از 20 تا 150	-	173	-	-	-	167	-	-	192	-	-
250	-	166	-	-	-	160	-	-	186	-	-
300	-	159	-	-	-	153	-	-	180	-	-
350	-	152	-	-	-	147	-	-	172	-	-
400	-	145	-	-	-	140	-	-	162	-	-
420	-	142	-	-	-	137	-	-	158	-	-
440	-	139	-	-	-	134	-	-	154	-	-
450	-	138	-	138	-	133	-	-	152	-	-
460	-	136	136	130	-	131	131	-	150	150	150
480	133	133	120	107	128	128	119	146	145	130	123
500	130	113	96	88	121	106	97	140	120	108	100
510	120	101	86	79	115	94	87	137	107	96	90
520	112	90	77	72	105	85	79	125	96	86	80
530	100	81	69	65	95	78	70	111	86	77	72
540	88	73	62	58	87	70	63	100	78	69	65
550	80	66	56	52	80	63	56	90	71	63	58
560	72	59	50	46	72	57	50	81	64	57	52
570	65	53	44	41	65	52	45	73	57	51	47
580	59	47	39	36	59	46	41	66	52	46	43
590	53	41	35	32	53	41	36	60	47	42	39
600	47	37	31	29	47	37	33	54	43	38	35
610	41	33			41	33	28	48	40
620	35				35			43

نکات: 1. بالای خط مقادیر تنش تعیین شده توسط قدرت تسلیم بسته به دما است.

3. مقادیر تنش های مجاز نشان داده شده در زیر با عملکرد عناصر در شرایط خزش مطابقت دارد و توسط حد مقاومت طولانی مدت برای منبع مربوطه تعیین می شود.

جدول 2.4

ولتاژ اسمی مجاز [ O] برای فولادهای پر کروم و آستنیتی، MPa

تی، °С	درجه فولاد
	12Х11В2МФ			12Х18Н12Т; 12Х18Н10Т				09Х14Н19В2БР، 09Х16Н14В2БР، 10Х16Н16В2МБР
	عمر طراحی، h
	10(4)	10(5)	2 × 10 (5)	10(4)	10(5)	2 × 10 (5)	3 × 10 (5)	10(4)	10(5)	2 × 10 (5)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
از 20 تا 150	-	195	-	-	147	-	-	-	147	-
250	-	183	-	-	125	-	-	-	131	-
300	-	175	-	-	120	-	-	-	128	-
350	-	167	-	-	116	-	-	-	125	-
400	-	158	-	-	111	-	-	-	123	-
450	-	152	-	-	107	-	-	-	120	-
500	145	145	145	-	104	-	-	-	117	-
520	143	134	128	-	103	-	-	-	116	-
530	141	124	119	-	103	-	102	-	116	-
540	140	115	108	-	102	102	100	-	115	-
550	130	107	100	-	102	100	93	-	115	-
560	121	97	90	101	101	91	87	-	114	-
570	113	87	80	101	97	87	81	-	114	-
580	104	78	72	100	90	81	74	-	113	113
590	95	69	64	98	81	73	68	-	113	109
600	87	60	55	94	74	66	62	112	112	102
610	78	51	47	88	68	59	55	111	104	94
620	70	47	39	82	62	53	50	111	97	87
630	62	37	31	78	57	49	46	110	89	79
640	54	27	23	72	52	45	42	110	81	72
650	45	20		65	48	41	38	109	74	64
660	38			60	45	37		103	66	56
670	30			55	41	34		96	59	49
680				50	38	32		88	52	41
690				45	34	28		79	44	34
700				40	30	25		71	37	27

نکات: 1. بالای خط مقادیر تنش تعیین شده توسط قدرت تسلیم بسته به دما است.

2. مقادیر تنش های مجاز در ستون ها برای منبع 10(4)، 2 x 10(5) و 3 x 10(5) ساعت، که در بالا با علامت "-" مشخص شده اند، برابر با مقادیر مربوطه در ستون برای یک منبع 10 (5) ساعت.

ولتاژ اسمی مجاز [ o] برای فولاد 10Х9МФБ, MPa

تی، °С	عمر طراحی، h
تی، °С	10(4)	10(5)	2 × 10 (5)
1	2	3	4
از 20 تا 150	-	167	-
250	-	160	-
300	-	157	-
350	-	154	-
400	-	151	-
450	-	148	-
470	-	147	147
480	146	146	143
490	145	138	132
500	145	127	122
520	127	108	102
540	109	90	83
550	100
560
570
580	78
590	71	58	53
600		52*
610	62*	50*
620	60*	48*
630	57*	45*
640	55*	43*
650	52*	41*

نکات: 1. در بالای خط مقادیر تنش های مجاز تعیین شده توسط استحکام تسلیم بسته به دما است.

4. مقادیر تنش های مجاز با علامت * با برون یابی از پایه های آزمون کوتاه مدت به دست آمده است و باید با در نظر گرفتن الزامات بند 2.1 تنظیم شود.

برای مقادیر میانی عمر مفید نشان داده شده در جداول، مقدار تنش مجاز را می توان با درون یابی خطی نزدیکترین مقادیر بین منابع، گرد شده به 0.5 مگاپاسکال، تعیین کرد، اگر تفاوت بین این مقادیر وجود داشته باشد. بیش از 20 درصد از ارزش متوسط آنها نباشد. در موارد دیگر باید از درون یابی "لگاریتمی" استفاده شود.

برون یابی مقادیر تنش مجاز برای عمر مفید کمتر از 10(4) بدون توافق با سازمان های تحقیقاتی تخصصی مجاز نیست.

تنش های مجاز برای گریدهای فولاد خارجی که برای استفاده توسط سازمان دولتی نظارت بر معدن و فنی روسیه تأیید شده اند باید توسط سازمان های تحقیقاتی تخصصی ایجاد شوند. برای فولاد 2.1/4 Cr1Mo (10CrMo910 برای لوله ها طبق DIN 17175 و برای ورق ها مطابق با DIN 17155) می توان از مقادیر تنش مجاز ارائه شده در جدول استفاده کرد. 2.6.

جدول 2.6

تنش های مجاز اسمی برای فولاد 2.1/4 Cr1Mo(10CrMo910) برای عمر طراحی 10(5) ساعت

تی، °С	[O]، مگاپاسکال
20-100	180
200	163
250	160
300	153
350	146
400	140
450	133
480	123
500	96
520	73
540	53
560	38
580	28

2.3. برای گریدهای فولادی که در جدول ذکر نشده است. 2.1-2.4، و برای سایر فلزات تایید شده برای استفاده توسط Gosgortekhnadzor روسیه، ولتاژ مجاز نامی باید برابر با کوچکترین ولتاژ ارائه شده در جدول در نظر گرفته شود. 2.7 مقادیر به دست آمده از تقسیم مشخصه محاسبه شده مربوط به استحکام کششی فلز بر حاشیه ایمنی مربوطه برای این مشخصه.

جدول 2.7

فرمول های تعیین ولتاژ نامی مجاز [ O]، مستقل از عمر طراحی، یا برای عمر طراحی 10(5) ساعت

مواد

فرمول

فولاد مقاوم در برابر کربن و حرارت*

o0.2/t

o10(5)/t

o1/10(5)/t

2,4

1,5

1,0

فولاد کروم نیکل آستنیتی

o10(5)/t

o1/10(5)/t

o0.2/t

3,0

1,5

1,0

چدن گره ای با >= 12% پس از بازپخت

o0.2

4,8

3,0

چدن گرافیت پولکی، چدن داکتیل و چدن ندولار در: بعد از بازپخت < 12%

***

7,0

بدون بازپخت

***

9,0

مس و آلیاژهای مس

****

o1.0/t

o10(5)/t

3,5

2,4

1,5

* برای کربن با استحکام بالا و فولاد مقاوم در برابر حرارت ( oV> 490 مگاپاسکال و حداقل کشیدگی< 20%) запас прочности по пределу текучести следует увеличить на 0,025 на каждый процент уменьшения относительного удлинения ниже 20%.

** مشخصه های مقاومت باید بدون در نظر گرفتن سختی حرارتی و مکانیکی تعیین شود. این شرط برای قطعاتی که تغییر شکل پلاستیک در آنها غیرقابل قبول است (فلنج، ناودانی) قابل اجرا نیست. مجاز به استفاده از حداقل مقدار قدرت تسلیم شرطی در تغییر شکل باقیمانده 0.2٪ با حاشیه 1.15 است.

*** هنگام محاسبه خمش، تنش های مجاز 50 درصد کاهش می یابد.

**** در صورت عدم وجود مقادیر تضمین شده در استانداردها یا مشخصات فنی فلز، از این شرط استفاده می شود oV, o1.0/t, o10(5)/t.

هنگام انجام محاسبات کنترلی قطعات ساخته شده از فولاد 12ХМФ، مجاز است از مقادیر تنش های مجاز در جدول استفاده شود. 2.1-2.4. برای فولاد 12Х1МФ.

2.4. موارد زیر باید به عنوان مشخصات محاسبه شده مقاومت فلز در نظر گرفته شود:

استحکام کششی oV;

قدرت تسلیم oT/tیا قدرت اثبات o0.2/t, o1.0/t;

محدودیت قدرت طولانی مدت مشروط o10(4)/t, o10(5)/t, o2 x 10(5)/t, o3 x 10(5)/t;

حد خزش شرطی o1/10(5)/t.

ارزش های صفت oV, oT/t, o0.2/t, o1.0/tباید برابر با حداقل مقادیر تعیین شده در استانداردها یا مشخصات فنی مربوطه برای فلز یک درجه معین در نظر گرفته شود.

ارزش های صفت o10(4)/t, o10(5)/t, o2 x 10(5)/t, o3 x 10(5)/tو o1/10(5)/t باید برابر با مقادیر متوسط تعیین شده در استانداردها یا مشخصات فنی مربوطه برای فلز یک درجه معین در نظر گرفته شود.

انحرافات رو به پایین ویژگی ها بیش از 20٪ از مقدار متوسط مجاز نیست.

استفاده قابل قبول oT/tبجای o0.2/t، اگر استانداردها یا مشخصات فنی فلز، مقادیر را استاندارد کند oT/tو هیچ ارزش استانداردی وجود ندارد o0.2/t.

سطح مشخصات طراحی فلزات و محصولات نیمه تمام مورد استفاده باید با پردازش آماری داده های آزمایش، کنترل دوره ای کیفیت محصول و نتیجه مثبت از یک سازمان تحقیقات تخصصی مطابق با الزامات نظارت فنی و معدنی دولتی تأیید شود. قوانین.

2.5. برای ریخته‌گری‌های فولادی، تنش مجاز اسمی باید برابر با مقادیر زیر در نظر گرفته شود:

85% مقادیر مجاز ولتاژ طبق جدول تعیین شده است. 2.1-2.4 برای همان درجه فولاد نورد شده یا آهنگری، اگر قطعات ریخته گری تحت آزمایش غیر مخرب مداوم باشد.

75 درصد موارد ذکر شده در جدول. 2.1-2.4. مقادیر در صورتی که قطعات ریخته گری تحت آزمایش مداوم غیر مخرب قرار نگیرند.

2.6. برای قطعات فولادی که تحت شرایط خزش در دماهای طراحی متفاوت برای طول عمر طراحی کار می کنند، تنش [o_e] محاسبه شده با فرمول مجاز است.

جایی که T1، T2،...، Tn- مدت زمان کارکرد قطعات با دمای دیواره به ترتیب t1، t2،...، tn، h;

[o]1، [o]2،...، [o]n- تنش های مجاز اسمی برای عمر طراحی در دماها t1، t2،...، tnمگاپاسکال;

کل عمر طراحی، h;

متر- توان در معادله استحکام بلند مدت فولاد.

برای فولادهای کربن، کروم-مولیبدن کم آلیاژ و کروم-مولیبدن-وانادیوم و همچنین فولادهای آستنیتی مجاز است. متر = 8. دوره های عملیاتی در دماهای مختلف دیوار توصیه می شود در فواصل دمایی 5 یا 10 درجه سانتی گراد گرفته شود.

تعیین تنش های معادل با استفاده از روش ساده داده شده برای محدوده دمایی حداکثر 30 درجه سانتیگراد توصیه می شود. در صورت لزوم تعیین تنش های مجاز معادل برای محدوده دمایی بیش از 30 درجه سانتیگراد، مقدار متوسط توان باید بر اساس داده های تحقیقات تجربی با پایه آزمایشی حداقل 0.1 طول عمر استفاده شود، اما نه کمتر. بیش از 10 (4) ساعت

2.7. مشخصات مقاومت طراحی و تنش های مجاز اسمی باید برای دمای دیوار طراحی که مطابق با بند 1.4 تعیین می شود، در نظر گرفته شود.

2.8. هنگام تعیین مقدار مجاز فشار تست، ولتاژ مجاز باید مطابق جدول گرفته شود. 2.8.

جدول 2.8

فرمول های تعیین تنش مجاز هنگام محاسبه فشار تست

, * oB o0.2 2,4 1,5 ریخته گری از چدن با گرافیت لایه ای، چدن چکش خوار و چدن با گرافیت گره دار در< 12% oB 3,5 مس و آلیاژهای مس , * oB o1.0/t 2,0 1,1

* این شرط در صورتی استفاده می شود که ویژگی ها در استانداردها یا مشخصات فنی فلز نرمال شده باشد.

2.9. هنگام محاسبه قطعات فولادی که تحت فشار خارجی کار می کنند، تنش مجاز باید در مقایسه با حالتی که از فرمول های محاسبه فشار داخلی استفاده می شود (به عنوان مثال برای لوله های دود) 1.2 برابر کاهش یابد.

تنش های مجاز اسمی [o] برای عمر طراحی 4 x 10 (5) ساعت

-	-	-
450	35	-	-	138	-
460	30	123	125	125	150
470	25	104	115	115	125
480	21	85	98	103	110
490	-	75	82	92	100
500	-	63	68	83	92
510	-	48	58	76	84
520	-	37	46	66	75
530	-	31	35	59	67
540	-	-	28	53	60
550	-	-	20	48	54
560	-	-	-	43	49
570	-	-	-	38	44
580	-	-	-	34	40
590	-	-	-	30	36
600	-	-	-	27	32

برای تعیین تنش های مجاز در مهندسی مکانیک از روش های اساسی زیر استفاده می شود.
1. یک ضریب ایمنی متمایز به عنوان حاصل ضرب تعدادی از ضرایب جزئی یافت می شود که قابلیت اطمینان ماده، درجه مسئولیت قطعه، دقت فرمول های محاسبه و نیروهای عمل کننده و سایر عوامل تعیین کننده را در نظر می گیرد. شرایط عملیاتی قطعات
2. جدولی - ولتاژهای مجاز طبق استانداردهای سیستماتیک در قالب جداول گرفته می شود.
(جدول 1-7). این روش دقت کمتری دارد، اما ساده ترین و راحت ترین روش برای استفاده عملی در طراحی و آزمایش محاسبات مقاومت است.

در کار دفاتر طراحی و در محاسبات قطعات ماشین آلات هم متمایز و هم روش های جدولی و همچنین ترکیب آنها. روی میز 4-6 تنش های مجاز برای قطعات ریخته گری غیر استاندارد که روش های محاسباتی ویژه و تنش های مجاز مربوطه برای آنها ایجاد نشده است را نشان می دهد. قطعات معمولی (به عنوان مثال، چرخ دنده ها و چرخ های کرم، قرقره ها) باید با استفاده از روش های ارائه شده در بخش مربوطه کتاب مرجع یا ادبیات تخصصی محاسبه شوند.

1. تنش های مجاز*
برای فولادهای کربنی با کیفیت معمولی در شرایط نورد گرم

2. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
فولادهای ساختاری با کیفیت کربن

3. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
فولادهای ساختاری آلیاژی

4. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
برای ریخته گری ساخته شده از کربن و فولادهای آلیاژی

5. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
برای ریخته گری چدن خاکستری

6. خواص مکانیکی و تنش های مجاز
برای ریخته گری چدن داکتیل

برای چدندر اغلب موارد، ضریب تمرکز تنش تقریبا برابر با واحد برای انواع بارها است (I - III). هنگام محاسبه مقاومت برای در نظر گرفتن ابعاد قطعه، تنش های مجاز جدول بندی شده برای قطعات ریخته گری باید در ضریب مقیاس برابر با 1.4 ... 5 ضرب شود.

وابستگی های تجربی تقریبی محدودیت های استقامت برای موارد بارگذاری با چرخه متقارن:

برای فولادهای کربنی:
- هنگام خم شدن، σ -1 =(0.40÷0.46)σ اینچ;
σ -1р =(0.65÷0.75)σ -1;
- در حین پیچش، τ -1 =(0.55÷0.65)σ -1;

برای فولادهای آلیاژی:
- هنگام خم شدن، σ -1 =(0.45÷0.55)σ اینچ;
- هنگامی که کشیده یا فشرده می شود، σ -1р =(0.70÷0.90)σ -1;
- در حین پیچش، τ -1 =(0.50÷0.65)σ -1;

برای ریخته گری فولاد:
- هنگام خم شدن، σ -1 =(0.35÷0.45)σ اینچ;
- هنگامی که کشیده یا فشرده می شود، σ -1р =(0.65÷0.75)σ -1;
- در حین پیچش، τ -1 =(0.55÷0.65)σ -1.

خواص مکانیکی و تنش های مجاز چدن ضد اصطکاک:
- مقاومت خمشی نهایی 250 تا 300 مگاپاسکال،
- تنش های خمشی مجاز: 95 مگاپاسکال برای I. 70 مگاپاسکال - II: 45 مگاپاسکال - III، که در آن I. II، III نامگذاری انواع بار است، جدول را ببینید. 1.

تنش های مجاز تقریبی برای فلزات غیر آهنی در کشش و فشار. MPa:
– 30…110 – برای مس؛
– 60…130 – برنج؛
– 50…110 – برنز;
– 25…70 – آلومینیوم؛
– 70…140 – دورالومین.

به شما امکان می دهد تعیین کنید استرس نهایی() که در آن ماده نمونه مستقیماً از بین می رود یا تغییر شکل های پلاستیکی بزرگ در آن رخ می دهد.

استرس نهایی در محاسبات قدرت

مانند ولتاژ نهاییدر محاسبات قدرت موارد زیر پذیرفته می شود:

تنش تسلیمبرای یک ماده پلاستیکی (اعتقاد بر این است که تخریب یک ماده پلاستیکی زمانی شروع می شود که تغییر شکل های پلاستیکی قابل توجهی در آن ظاهر شود)

استحکام کششیبرای مواد شکننده که ارزش آنها متفاوت است:

برای تهیه یک قطعه واقعی، باید ابعاد و متریال آن را طوری انتخاب کرد که حداکثری که در نقطه ای از عملیات رخ می دهد کمتر از حد مجاز باشد:

با این حال، حتی اگر بیشترین تنش محاسبه شده در یک قطعه نزدیک به تنش نهایی باشد، هنوز نمی توان استحکام آن را تضمین کرد.

اقدام بر روی قطعه نمی تواند با دقت کافی نصب شود،

تنش های طراحی در یک قطعه گاهی اوقات فقط به طور تقریبی قابل محاسبه است،

انحراف بین ویژگی های واقعی و محاسبه شده ممکن است.

قطعه باید با طراحی خاصی طراحی شود ضریب ایمنی:

واضح است که هر چه n بزرگتر باشد، قطعه قوی تر است. با این حال خیلی بزرگ ضریب ایمنیمنجر به هدر رفتن مواد می شود و این باعث سنگینی و غیراقتصادی قسمت می شود.

بسته به هدف سازه، ضریب ایمنی مورد نیاز تعیین می شود.

شرایط قدرت: استحکام قطعه تضمین شده در نظر گرفته می شود اگر . با استفاده از عبارت ، بیایید بازنویسی کنیم شرایط قدرتمانند:

از اینجا می توانید فرم دیگری از ضبط را دریافت کنید شرایط قدرت:

رابطه سمت راست آخرین نامساوی نامیده می شود ولتاژ مجاز:

اگر تنش های محدود کننده و در نتیجه تنش های مجاز در حین کشش و فشار متفاوت باشد، آنها را با و نشان می دهند. با استفاده از مفهوم ولتاژ مجاز، می توان شرایط قدرتبه صورت زیر فرموله کنید: استحکام یک قطعه در صورتی که آنچه در آن رخ دهد تضمین می شود بالاترین ولتاژتجاوز نمی کند ولتاژ مجاز.

-	-	-
450	35	-	-	138	-
460	30	123	125	125	150
470	25	104	115	115	125
480	21	85	98	103	110
490	-	75	82	92	100
500	-	63	68	83	92
510	-	48	58	76	84
520	-	37	46	66	75
530	-	31	35	59	67
540	-	-	28	53	60
550	-	-	20	48	54
560	-	-	-	43	49
570	-	-	-	38	44
580	-	-	-	34	40
590	-	-	-	30	36
600	-	-	-	27	32

-	-	-
450	35	-	-	138	-
460	30	123	125	125	150
470	25	104	115	115	125
480	21	85	98	103	110
490	-	75	82	92	100
500	-	63	68	83	92
510	-	48	58	76	84
520	-	37	46	66	75
530	-	31	35	59	67
540	-	-	28	53	60
550	-	-	20	48	54
560	-	-	-	43	49
570	-	-	-	38	44
580	-	-	-	34	40
590	-	-	-	30	36
600	-	-	-	27	32

-	-	-
450	35	-	-	138	-
460	30	123	125	125	150
470	25	104	115	115	125
480	21	85	98	103	110
490	-	75	82	92	100
500	-	63	68	83	92
510	-	48	58	76	84
520	-	37	46	66	75
530	-	31	35	59	67
540	-	-	28	53	60
550	-	-	20	48	54
560	-	-	-	43	49
570	-	-	-	38	44
580	-	-	-	34	40
590	-	-	-	30	36
600	-	-	-	27	32