Tegangan yang diijinkan dan sifat mekanik bahan. Tegangan izin Cara mencari tegangan tarik izin

Untuk menentukan tegangan ijin dalam teknik mesin, digunakan metode dasar berikut.
1. Margin keamanan yang dibedakan ditemukan sebagai produk dari sejumlah koefisien parsial yang memperhitungkan keandalan material, tingkat tanggung jawab bagian, keakuratan rumus perhitungan dan gaya kerja, serta faktor lain yang menentukan kondisi kerja bagian-bagiannya.
2. Tabel - tegangan ijin diambil menurut standar yang disistematisasikan dalam bentuk tabel
(tabel. 1 - 7). Metode ini kurang akurat, tetapi paling sederhana dan nyaman untuk penggunaan praktis dalam perhitungan kekuatan desain dan verifikasi.

Dalam pekerjaan biro desain dan dalam perhitungan bagian-bagian mesin, baik yang dibedakan maupun metode tabel, serta kombinasinya. Di meja. Gambar 4 - 6 menunjukkan tegangan ijin untuk bagian cor non-standar yang metode perhitungan khusus belum dikembangkan dan tegangan ijin yang sesuai dengannya. Bagian-bagian yang umum (misalnya, roda gigi dan roda cacing, katrol) harus dihitung sesuai dengan metode yang diberikan di bagian yang relevan dari buku pegangan atau literatur khusus.

Tegangan ijin yang diberikan dimaksudkan untuk perhitungan perkiraan hanya untuk beban utama. Untuk perhitungan yang lebih akurat, dengan mempertimbangkan beban tambahan (misalnya dinamis), nilai tabel harus ditingkatkan sebesar 20 - 30%.

Tegangan yang diijinkan diberikan tanpa memperhitungkan konsentrasi tegangan dan dimensi bagian, dihitung untuk sampel baja yang dipoles halus dengan diameter 6-12 mm dan untuk besi cor bulat yang tidak diolah dengan diameter 30 mm. Saat menentukan tegangan tertinggi pada bagian perhitungan, tegangan pengenal σ nom dan τ nom perlu dikalikan dengan faktor konsentrasi k σ atau k τ:

1. Tekanan yang diijinkan*
untuk baja karbon kualitas biasa dalam kondisi canai panas

Merek
menjadi

Tegangan yang diijinkan**, MPa

dalam ketegangan [σ p ]

dalam menekuk [σ dari ]

dengan torsi [τ kr ]

saat geser [τ cf ]

sedang runtuh [σ cm]

SAYA

AKU AKU AKU

SAYA

AKU AKU AKU

SAYA

AKU AKU AKU

SAYA

AKU AKU AKU

SAYA

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.Penentuan tegangan ijin dalam perhitungan kekuatan. NIImash, M., 1974.
** Angka Romawi menunjukkan jenis beban: I - statis; II - variabel yang beroperasi dari nol hingga maksimum, dari maksimum hingga nol (berdenyut); III - bergantian (simetris).

2. Sifat mekanik dan tegangan ijin
baja struktural kualitas karbon

3. Sifat mekanik dan tegangan ijin
baja struktural paduan

4. Sifat mekanik dan tegangan ijin
untuk coran yang terbuat dari baja karbon dan baja paduan

5. Sifat mekanik dan tegangan ijin
untuk coran besi abu-abu

6. Sifat mekanik dan tegangan ijin
untuk coran besi ulet

7. Tegangan yang diijinkan untuk bagian plastik

Untuk baja ulet (tidak dikeraskan). pada tegangan statis (jenis beban I), faktor konsentrasi tidak diperhitungkan. Untuk baja homogen (σ in > 1300 MPa, serta dalam kasus operasinya pada suhu rendah), faktor konsentrasi, dengan adanya konsentrasi tegangan, juga diperhitungkan pada beban SAYA dari bentuk (k > 1). Untuk baja ulet di bawah pengaruh beban variabel dan dengan adanya konsentrasi tegangan, tegangan ini harus diperhitungkan.

Untuk besi cor dalam banyak kasus, faktor konsentrasi tegangan diambil kira-kira sama dengan satu untuk semua jenis beban (I - III). Saat menghitung kekuatan untuk memperhitungkan dimensi bagian, tabel tegangan izin yang diberikan untuk bagian cor harus dikalikan dengan faktor skala sebesar 1,4 ... 5.

Perkiraan ketergantungan empiris batas kelelahan untuk kasus pembebanan dengan siklus simetris:

untuk baja karbon:
- saat membungkuk σ -1 = (0,40 0,46) σ masuk;
σ -1р = (0,65±0,75)σ -1;
- saat memutar, τ -1 = (0,55±0,65)σ -1;

untuk baja paduan:
- saat membungkuk σ -1 = (0,45 0,55) σ masuk;
- dalam ketegangan atau kompresi, σ -1р = (0,70±0,90)σ -1;
- saat memutar, τ -1 = (0,50±0,65)σ -1;

untuk pengecoran baja:
- saat membungkuk σ -1 = (0,35 0,45) σ masuk;
- dalam ketegangan atau kompresi, σ -1р = (0,65±0,75)σ -1;
- saat memutar, τ -1 = (0,55±0,65)σ -1.

Sifat mekanik dan tegangan ijin besi cor anti gesekan:
- kekuatan lentur maksimum 250 300 MPa,
- tegangan lentur yang diijinkan: 95 MPa untuk I; 70 MPa - II: 45 MPa - III, dimana I. II, III - sebutan jenis beban, lihat tabel. 1.

Perkiraan tegangan ijin untuk logam non-besi dalam tarik dan tekan. MPa:
- 30...110 - untuk tembaga;
- 60...130 - kuningan;
- 50...110 - perunggu;
- 25...70 - aluminium;
- 70...140 - duralumin.

Tegangan tertinggi pertimbangkan tegangan di mana keadaan berbahaya terjadi pada material (kehancuran atau deformasi berbahaya).

Untuk plastik bahan, tegangan akhir dipertimbangkan kekuatan luluh, Karena deformasi plastis yang dihasilkan tidak hilang setelah beban dihilangkan:

Untuk rentan bahan yang tidak mengalami deformasi plastis, dan patahan terjadi menurut tipe getas (tidak terbentuk leher), diambil tegangan ultimat daya tarik:

Untuk rapuh plastik bahan, tegangan pembatas dianggap tegangan yang sesuai dengan deformasi maksimum sebesar 0,2% (seratus,2):

Tegangan yang diijinkan- tegangan maksimum di mana material harus bekerja secara normal.

Tegangan yang diijinkan diperoleh sesuai dengan tegangan pembatas, dengan memperhatikan batas keamanan:

dimana [σ] - tegangan yang diijinkan; S- faktor keamanan; [s] - faktor keamanan yang diijinkan.

Catatan. Dalam tanda kurung siku, merupakan kebiasaan untuk menunjukkan nilai suatu besaran yang diperbolehkan.

Faktor keamanan yang diperbolehkan tergantung pada kualitas bahan, kondisi kerja suku cadang, tujuan suku cadang, keakuratan pemrosesan dan perhitungan, dll.

Ini dapat berkisar dari 1,25 untuk bagian sederhana hingga 12,5 untuk bagian kompleks yang beroperasi di bawah beban variabel dalam kondisi guncangan dan getaran.

Ciri-ciri perilaku material selama uji kompresi:

1. Bahan plastik bekerja hampir sama dalam tegangan dan kompresi. Karakteristik mekanik pada tegangan dan kompresi adalah sama.

2. Bahan rapuh biasanya mempunyai kuat tekan lebih besar daripada kuat tarik: σ vr< σ вс.

Jika tegangan ijin tarik dan tekan berbeda, maka disebut [σ p] (tarik), [σ c] (kompresi).

Perhitungan Kekuatan Tarik dan Tekan

Perhitungan kekuatan dilakukan sesuai dengan kondisi kekuatan - ketidaksetaraan, yang pemenuhannya menjamin kekuatan bagian dalam kondisi tertentu.

Untuk menjamin kekuatan, tegangan desain tidak boleh melebihi tegangan ijin:

Nilai stres A bergantung pada beban dan ukuran penampang, hanya diperbolehkan dari bahan bagiannya dan kondisi kerja.

Ada tiga jenis perhitungan kekuatan.

1. Perhitungan desain - skema desain dan beban ditetapkan; bahan atau dimensi bagian dipilih:

Menentukan dimensi penampang:

Pemilihan bahan

berdasarkan nilai σ, dimungkinkan untuk memilih tingkat material.

2. Periksa perhitungan - beban, material, dimensi bagian diketahui; diperlukan periksa apakah ketahanannya terjamin.

Ketimpangan diperiksa

3. Penentuan kapasitas beban(muatan maksimum):

Contoh pemecahan masalah

Sebuah batang lurus diregangkan dengan gaya 150 kN (Gbr. 22.6), bahannya baja σ t \u003d 570 MPa, σ w \u003d 720 MPa, faktor keamanan [s] \u003d 1,5. Tentukan dimensi penampang balok.

Larutan

1. Kondisi kekuatan:

2. Luas penampang yang dibutuhkan ditentukan oleh perbandingan

3. Tegangan ijin material dihitung dari karakteristik mekanik yang diberikan. Adanya kekuatan luluh berarti bahan tersebut ulet.

4. Tentukan nilai luas penampang balok yang diperlukan dan pilih dimensi untuk dua kasus.

Bagiannya lingkaran, kita tentukan diameternya.

Nilai yang dihasilkan dibulatkan ke atas d= 25 mm, A = 4,91 cm 2.

Bagian - sudut rak yang sama No. 5 menurut Gost 8509-86.

Luas penampang sudut terdekat adalah A = 4,29 cm 2 (d = 5 mm). 4,91 > 4,29 (Lampiran 1).

Kontrol pertanyaan dan tugas

1. Fenomena apa yang disebut fluiditas?

2. Apa yang dimaksud dengan "leher", pada titik manakah diagram tegangan terbentuk?

3. Mengapa karakteristik mekanis yang diperoleh selama pengujian bersyarat?

4. Sebutkan karakteristik kekuatan.

5. Sebutkan ciri-ciri plastisitas.

6. Apa perbedaan antara diagram regangan yang digambar otomatis dan diagram regangan yang dirender?

7. Karakteristik mekanis manakah yang dipilih sebagai tegangan ultimat untuk material ulet dan getas?

8. Apa perbedaan antara tegangan batas dan tegangan ijin?

9. Tuliskan syarat kuat tarik dan tekan. Apakah kondisi kekuatan pada perhitungan tarik dan tekan berbeda?

Jawablah pertanyaan tes.

ukuran huruf

NORMA PERHITUNGAN KEKUATAN BOILER STATIONARY DAN PIPA UAP DAN AIR PANAS - RD 10-249-98 (disetujui dengan SK... Relevan tahun 2018

2. TEGANGAN YANG DIIZINKAN

2.1. Di bawah tegangan pengenal [ HAI] harus dipahami sebagai nilai tegangan yang digunakan untuk menentukan ketebalan dinding yang dihitung dari bagian tersebut atau tekanan yang diijinkan menurut data awal yang diterima dan tingkat logam.

Tegangan yang diijinkan yang diberikan dalam Standar ini dan pedoman pemilihannya berlaku ketika menggunakan logam dan produk setengah jadi yang diizinkan oleh Peraturan Pengawasan Pertambangan Negara.

Tingkat karakteristik desain logam dan produk setengah jadi yang digunakan harus dikonfirmasi dengan pemrosesan statistik data pengujian, pengendalian kualitas produk secara berkala setidaknya setiap 5 tahun sekali dan kesimpulan positif dari organisasi penelitian khusus sesuai dengan persyaratan dari Peraturan Pengawasan Teknis Negara.

2.2. Nilai tegangan ijin untuk baja canai atau baja tempa yang banyak digunakan dalam boiler dan jaringan pipa harus diambil dari Tabel. 2.1-2.5.

Tabel 2.1

HAI] untuk baja karbon dan mangan, tidak bergantung pada sumber daya desain, MPa

T, °С	kualitas baja
T, °С	St2kp	St3kp	St2sp, St2ps	St3sp, St3ps	St4ps, St4sp	S3Gps	22K	14GNMA	16GNM, 16GNMA
20 hingga 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

Tabel 2.2

Tegangan yang diijinkan terukur [ HAI] untuk baja karbon dan mangan, MPa

T, °С	kualitas baja
	08, 10, 12K				15, 15K, 16K			20, 20K, 18K
	Perkiraan sumber daya, h
	10(4)	10(5)	2x10(5)	3x10(5)	10(4)	10(5)	2x10(5)	10(4)	10(5)	2x10(5)	3x10(5)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
20 hingga 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

Kelanjutan tabel. 2.2

T, °С	kualitas baja
	16GS, 09G2S			10G2S1, 17GS, 17G1S, 17G1SU			15GS
	Perkiraan sumber daya, h
	10(4)	10(5)	2x10(5)	10(4)	10(5)	2x10(5)	10(4)	10(5)	2x10(5)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
20 hingga 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. Nilai tegangan izin pada kolom untuk sumber daya 10(4) dan 2 x 10(5) jam, yang ditandai di atas dengan tanda "-", diambil sama dengan nilai yang sesuai pada kolom untuk sumber daya 10(5) jam.

Tabel 2.3

Tegangan yang diijinkan terukur [ HAI] untuk baja tahan panas, MPa

T, °С	kualitas baja
	12HM, 12MH				15XM
	Perkiraan sumber daya, h
	10	10	2x10	3x10	10	10	2x10	3x10
1	2	3	4	5	6	7	8	9
20 hingga 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

Kelanjutan tabel. 2.3

T, °С	kualitas baja
	12X1MF				12X2MFSR			15X1 M1F
	Perkiraan sumber daya, h
	10(4)	10(5)	2x10(5)	3x10(5)	10(4)	10(5)	2x10(5)	10(4)	10(5)	2x10(5)	3x10(5)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
20 hingga 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

Catatan: 1. Di atas garis adalah nilai tegangan yang ditentukan oleh kekuatan luluh tergantung pada suhu.

3. Nilai tegangan ijin yang ditunjukkan di bawah ini sesuai dengan operasi elemen dalam kondisi mulur dan ditentukan oleh kekuatan ultimat untuk sumber daya yang bersangkutan.

Tabel 2.4

Tegangan yang diijinkan terukur [ HAI] untuk baja kromium tinggi dan austenitik, MPa

T, °С	kualitas baja
	12X11W2MF			12X18H12T; 12X18H10T				09X14H19V2BR, 09X16H14V2BR, 10X16H16V2MBR
	Perkiraan sumber daya, h
	10(4)	10(5)	2x10(5)	10(4)	10(5)	2x10(5)	3x10(5)	10(4)	10(5)	2x10(5)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
20 hingga 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

Catatan: 1. Di atas garis adalah nilai tegangan yang ditentukan oleh kekuatan luluh tergantung pada suhu.

2. Nilai tegangan ijin pada kolom sumber daya 10(4), 2 x 10(5) dan 3 x 10(5) jam, yang ditandai di atas dengan tanda “-”, diambil sama dengan nilai yang bersangkutan di kolom untuk sumber daya 10(5 ) h.

3. Nilai tegangan ijin yang ditunjukkan di bawah ini sesuai dengan operasi elemen dalam kondisi mulur dan ditentukan oleh kekuatan ultimat untuk sumber daya yang bersangkutan.

Tegangan yang diijinkan terukur [ Hai] untuk baja 10Kh9MFB, MPa

T, °С	Perkiraan sumber daya, h
T, °С	10(4)	10(5)	2x10(5)
1	2	3	4
20 hingga 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*

Catatan: 1. Di atas garis adalah nilai tegangan ijin, ditentukan oleh kekuatan luluh tergantung pada suhu.

2. Nilai tegangan izin pada kolom untuk sumber daya 10(4) dan 2 x 10(5) jam, yang ditandai di atas dengan tanda "-", diambil sama dengan nilai yang sesuai pada kolom untuk sumber daya 10(5) jam.

3. Nilai tegangan ijin yang ditunjukkan di bawah ini sesuai dengan operasi elemen dalam kondisi mulur dan ditentukan oleh kekuatan ultimat untuk sumber daya yang bersangkutan.

4. Nilai tegangan izin dengan tanda * diperoleh dengan ekstrapolasi dari dasar pengujian jangka pendek dan harus dikoreksi dengan memperhatikan persyaratan ayat 2.1.

Untuk nilai antara masa pakai yang ditentukan dalam tabel, nilai tegangan izin dapat ditentukan dengan interpolasi linier dari nilai terdekat antara sumber daya, dibulatkan ke bawah menjadi 0,5 MPa, jika perbedaan antara nilai-nilai ini tidak melebihi 20% dari nilai rata-ratanya. Jika tidak, interpolasi "logaritmik" harus diterapkan.

Ekstrapolasi nilai tegangan yang diijinkan untuk sumber daya kurang dari 10(4) tidak diperbolehkan tanpa persetujuan dari organisasi penelitian khusus.

Tegangan yang diizinkan untuk baja dengan kualitas asing yang disetujui untuk digunakan oleh Gosgortekhnadzor Rusia harus ditetapkan oleh organisasi penelitian khusus. Untuk baja 2.1/4 Cr1Mo (10CrMo910 untuk pipa menurut DIN 17175 dan untuk lembaran menurut DIN 17155), nilai tegangan ijin diberikan pada Tabel. 2.6.

Tabel 2.6

Nilai tegangan ijin untuk baja 2,1/4 Cr1Mo (10CrMo910) untuk sumber daya desain 10(5) jam

T, °С	[HAI], MPa
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. Untuk mutu baja yang tidak tercantum dalam Tabel. 2.1-2.4, dan untuk logam lain yang disetujui untuk digunakan oleh Gosgortekhnadzor Rusia, tegangan pengenal yang diizinkan harus diambil sama dengan tegangan terkecil yang diberikan dalam tabel. Nilai 2,7 diperoleh dengan membagi karakteristik desain yang sesuai dari kekuatan tarik logam dengan margin keamanan yang sesuai untuk karakteristik ini.

Tabel 2.7

Rumus untuk menentukan tegangan pengenal yang diijinkan [ HAI], tidak bergantung pada sumber daya terhitung, atau untuk sumber daya terhitung 10(5) jam

Bahan

Rumus

Baja karbon dan baja tahan panas*

o0,2/t

o10(5)/t

o1/10(5)/t

2,4

1,5

1,0

Baja nikel kromium austenitik

o10(5)/t

o1/10(5)/t

o0,2/t

3,0

1,5

1,0

Besi cor dengan grafit nodular di >= 12% setelah anil

o0.2

4,8

3,0

Besi tuang pipih, besi tuang lunak, dan besi tuang bulat pada: setelah anil < 12%

***

7,0

tanpa anil

***

9,0

Paduan tembaga dan tembaga

****

o1.0/t

o10(5)/t

3,5

2,4

1,5

* Untuk baja karbon berkekuatan tinggi dan tahan panas ( oV> 490 MPa dan perpanjangan minimum< 20%) запас прочности по пределу текучести следует увеличить на 0,025 на каждый процент уменьшения относительного удлинения ниже 20%.

** Karakteristik kekuatan harus ditentukan tanpa memperhitungkan penguatan termal dan mekanis. Kondisi ini tidak berlaku untuk bagian yang deformasi plastisnya tidak dapat diterima (flensa, stud). Diperbolehkan menggunakan nilai minimum kekuatan luluh bersyarat pada sisa deformasi 0,2% dengan margin 1,15.

*** Saat menghitung lentur, tegangan izin diasumsikan berkurang sebesar 50%.

**** Kondisi tersebut digunakan jika tidak ada nilai jaminan dalam standar atau spesifikasi logam tersebut oV, o1.0/t, o10(5)/t.

Saat melakukan perhitungan kontrol bagian yang terbuat dari baja 12KhMF, diperbolehkan menggunakan nilai tegangan izin yang diberikan dalam Tabel. 2.1-2.4. untuk baja 12Kh1MF.

2.4. Sebagai karakteristik desain kekuatan logam, berikut ini harus diperhatikan:

daya tarik oV;

Kekuatan hasil dari T atau kekuatan luluh bersyarat o0,2/t, o1.0/t;

batas bersyarat kekuatan jangka panjang o10(4)/t, o10(5)/t, o2 x 10(5)/t, o3 x 10(5)/t;

batas mulur bersyarat o1/10(5)/t.

Nilai-nilai karakteristik oV, dari T, o0,2/t, o1.0/t harus diambil sama dengan nilai minimum yang ditetapkan dalam standar atau spesifikasi terkait untuk logam dengan kadar ini.

Nilai-nilai karakteristik o10(4)/t, o10(5)/t, o2 x 10(5)/t, o3 x 10(5)/t dan o1 / 10 (5) / t harus diambil sama dengan nilai rata-rata yang ditetapkan dalam standar atau spesifikasi teknis yang relevan untuk logam dengan kadar ini.

Penyimpangan karakteristik ke bawah diperbolehkan tidak lebih dari 20% dari nilai rata-rata.

Penggunaan yang diizinkan dari T alih-alih o0,2/t, jika standar atau spesifikasi logam menormalkan nilainya dari T dan tidak ada nilai yang dinormalisasi o0,2/t.

Tingkat karakteristik desain logam dan produk setengah jadi yang digunakan harus dikonfirmasi dengan pemrosesan statistik data pengujian, pengendalian kualitas produk secara berkala dan kesimpulan positif dari organisasi penelitian khusus sesuai dengan persyaratan Peraturan Pertambangan Negara. Pengawasan.

2.5. Untuk pengecoran baja, tegangan izin pengenal harus diambil sama dengan nilai berikut:

85% dari nilai tegangan ijin ditentukan berdasarkan Tabel. 2.1-2.4 untuk baja canai atau baja tempa dengan nama yang sama, jika pengecoran dilakukan pengujian non-destruktif terus menerus;

75% dari yang ditunjukkan dalam tabel. 2.1-2.4. nilai, jika coran tidak dikenakan pengujian non-destruktif terus menerus.

2.6. Untuk bagian baja yang beroperasi dalam kondisi mulur pada temperatur desain yang berbeda untuk sumber daya desain, diperbolehkan untuk mengambil tegangan [о_e] yang dihitung dengan rumus

Di mana T1, T2,..., Tn- durasi periode pengoperasian bagian-bagian dengan suhu dinding, masing-masing t1, t2,..., tn, H;

[o]1, [o]2,..., [o]n- tegangan ijin terukur selama umur desain pada suhu t1, t2,...,tn, MPa;

Total perkiraan sumber daya, h;

M- eksponen dalam persamaan kekuatan baja jangka panjang.

Untuk karbon, kromium-molibdenum paduan rendah dan kromium-molibdenum-vanadium, serta baja austenitik, diperbolehkan untuk mengambil M = 8. Periode pengoperasian pada suhu dinding yang berbeda direkomendasikan untuk diambil pada interval suhu 5 atau 10 °C.

Penentuan tegangan ekivalen berdasarkan prosedur sederhana di atas direkomendasikan untuk kisaran suhu tidak lebih dari 30 °C. Jika perlu untuk menentukan tegangan ijin ekivalen untuk kisaran suhu lebih dari 30 °C, nilai rata-rata eksponen harus digunakan sesuai dengan data studi eksperimental dengan basis pengujian minimal 0,1 sumber daya, tetapi tidak kurang dari 10 (4) jam.

2.7. Karakteristik kekuatan desain dan tegangan izin nominal harus diambil untuk suhu dinding desain yang ditentukan sesuai dengan pasal 1.4.

2.8. Saat menentukan nilai tekanan uji yang diijinkan, tegangan ijin harus diambil sesuai dengan Tabel. 2.8.

Tabel 2.8

Rumus untuk menentukan tegangan ijin saat menghitung tekanan uji

, * oB o0.2 2,4 1,5 Coran besi cor pipih, lunak, dan nodular< 12% oB 3,5 Paduan tembaga dan tembaga , * oB o1.0/t 2,0 1,1

* Kondisi tersebut digunakan jika karakteristiknya dinormalisasi dalam standar atau spesifikasi logam.

2.9. Saat menghitung bagian baja yang beroperasi di bawah tekanan eksternal, tegangan izin harus dikurangi 1,2 kali lipat dibandingkan dengan kasus ketika rumus perhitungan tekanan internal digunakan (misalnya, untuk pipa api).

Nilai tegangan ijin [o] untuk umur rencana 4 x 10(5) jam

-	-	-
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

Untuk menentukan tegangan ijin dalam teknik mesin, digunakan metode dasar berikut.
1. Margin keamanan yang dibedakan ditemukan sebagai produk dari sejumlah koefisien parsial yang memperhitungkan keandalan material, tingkat tanggung jawab bagian, keakuratan rumus perhitungan dan gaya kerja, serta faktor lain yang menentukan kondisi kerja bagian-bagiannya.
2. Tabel - tegangan ijin diambil menurut standar yang disistematisasikan dalam bentuk tabel
(Tabel 1 - 7). Metode ini kurang akurat, tetapi paling sederhana dan nyaman untuk penggunaan praktis dalam perhitungan kekuatan desain dan verifikasi.

1. Tekanan yang diijinkan*
untuk baja karbon kualitas biasa dalam kondisi canai panas

2. Sifat mekanik dan tegangan ijin
baja struktural kualitas karbon

3. Sifat mekanik dan tegangan ijin
baja struktural paduan

4. Sifat mekanik dan tegangan ijin
untuk coran yang terbuat dari baja karbon dan baja paduan

5. Sifat mekanik dan tegangan ijin
untuk coran besi abu-abu

6. Sifat mekanik dan tegangan ijin
untuk coran besi ulet

Perkiraan ketergantungan empiris batas kelelahan untuk kasus pembebanan dengan siklus simetris:

untuk baja karbon:
- saat membungkuk σ -1 = (0,40 0,46) σ masuk;
σ -1р = (0,65±0,75)σ -1;
- saat memutar τ -1 =(0,55±0,65)σ -1;

untuk baja paduan:
- saat membungkuk σ -1 = (0,45 0,55) σ masuk;
- dalam ketegangan atau kompresi, σ -1р = (0,70±0,90)σ -1;
- saat memutar τ -1 =(0,50±0,65)σ -1;

untuk pengecoran baja:
- saat membungkuk σ -1 = (0,35 0,45) σ masuk;
- dalam ketegangan atau kompresi, σ -1р = (0,65±0,75)σ -1;
- saat memutar τ -1 =(0,55±0,65)σ -1.

Sifat mekanik dan tegangan ijin besi cor anti gesekan:
- kekuatan lentur maksimum 250 - 300 MPa,
– tegangan lentur yang diijinkan: 95 MPa untuk I; 70 MPa - II: 45 MPa - III, dimana I. II, III - sebutan jenis beban, lihat tabel. 1.

Perkiraan tegangan ijin untuk logam non-besi dalam tarik dan tekan. MPa:
– 30…110 – untuk tembaga;
- 60...130 - kuningan;
- 50...110 - perunggu;
- 25...70 - aluminium;
- 70...140 - duralumin.

Izinkan untuk menentukan tekanan akhir(), dimana bahan sampel langsung hancur atau terjadi deformasi plastis yang besar di dalamnya.

Stres utama dalam perhitungan kekuatan

Sebagai stres tertinggi perhitungan kekuatan memperhitungkan:

kekuatan hasil untuk bahan ulet (diyakini bahwa penghancuran bahan ulet dimulai ketika deformasi plastis yang nyata muncul di dalamnya)

daya tarik untuk bahan rapuh yang nilainya berbeda:

Untuk memastikan bagian yang nyata, perlu untuk memilih dimensi dan materialnya sedemikian rupa sehingga maksimum yang terjadi pada titik tertentu selama operasi kurang dari batas:

Namun, meskipun tegangan desain maksimum pada bagian tersebut mendekati tegangan batas, kekuatannya belum dapat dijamin.

Bertindak pada bagian tersebut tidak dapat diatur dengan cukup akurat,

tegangan desain pada suatu bagian terkadang hanya dapat dihitung kira-kira,

kemungkinan penyimpangan aktual dari karakteristik yang dihitung.

Bagian tersebut harus dirancang dengan beberapa perhitungan faktor keamanan:

Jelas bahwa semakin besar n, semakin kuat bagiannya. Namun, sangat besar faktor keamanan mengakibatkan pemborosan material, dan ini menjadikan bagian tersebut berat dan tidak ekonomis.

Tergantung pada tujuan struktur, faktor keamanan yang diperlukan ditetapkan.

Kondisi kekuatan: kekuatan bagian tersebut dianggap terjamin jika . Menggunakan ekspresi , menulis kembali kondisi kekuatan sebagai:

Dari sini Anda bisa mendapatkan bentuk rekaman lainnya kondisi kekuatan:

Relasi pada ruas kanan pertidaksamaan terakhir disebut tegangan yang diijinkan:

Jika tegangan pembatas dan tegangan ijin tarik dan tekan berbeda, maka tegangan tersebut dilambangkan dengan dan. Menggunakan konsep tegangan yang diijinkan, Bisa kondisi kekuatan dirumuskan sebagai berikut: kekuatan bagian tersebut terjamin jika tegangan tertinggi tidak melebihi tegangan yang diijinkan.

-	-	-
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