Допускаемые напряжения
и механические свойства материалов

Для определения допускаемых напряжений в машиностроении применяют следующие основные методы.
1. Дифференцированный запас прочности находят как произведение ряда частных коэффициентов, учитывающих надежность материала, степень ответственности детали, точность расчетных формул и действующие силы и другие факторы, определяющие условия работы деталей.
2. Табличный — допускаемые напряжения принимают по нормам, систематизированным в виде таблиц
(табл. 1 — 7). Этот метод менее точен, но наиболее прост и удобен для практического пользования при проектировочных и проверочных прочностных расчетах.

В работе конструкторских бюро и при расчетах деталей машин применяются как дифференцированный, так и. табличный методы, а также их комбинация. В табл. 4 — 6 приведены допускаемые напряжения для нетиповых литых деталей, на которые не разработаны специальные методы расчета и соответствующие им допускаемые напряжения. Типовые детали (например, зубчатые и червячные колеса, шкивы) следует рассчитывать по методикам, приводимым в соответствующем разделе справочника или специальной литературе.

Приведенные допускаемые напряжения предназначены для приближенных расчетов только на основные нагрузки. Для более точных расчетов с учетом дополнительных нагрузок (например, динамических) табличные значения следует увеличивать на 20 — 30 %.

Допускаемые напряжения даны без учета концентрации напряжений и размеров детали, вычислены для стальных гладких полированных образцов диаметром 6-12 мм и для необработанных круглых чугунных отливок диаметром 30 мм. При определении наибольших напряжений в рассчитываемой детали нужно номинальные напряжения σ_ном и τ_ном умножать на коэффициент концентрации k_σ или k_τ:

1. Допускаемые напряжения*
для углеродистых сталей обыкновенного качества в горячекатаном состоянии

Марка стали

Допускаемые напряжения **, МПа

при растяжении [σp]

при изгибе [σиз]

при кручении [τкр]

при срезе [τср]

при смятии [σсм]

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

Ст2 Ст3 Ст4 Ст5 Ст6

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

* Горский А.И.. Иванов-Емин Е. Б.. Кареновский А. И. Определение допускаемых напряжений при расчетах на прочность. НИИмаш, М., 1974.
** Римскими цифрами обозначен вид нагрузки: I — статическая; II — переменная, действующая от нуля до максимума, от максимума до нуля (пульсирующая); III — знакопеременная (симметричная).

2. Механические свойства и допускаемые напряжения
углеродистых качественных конструкционных сталей

3. Механические свойства и допускаемые напряжения
легированных конструкционных сталей

4. Механические свойства и допускаемые напряжения
для отливок из углеродистых и легированных сталей

5. Механические свойства и допускаемые напряжения
для отливок из серого чугуна

6. Механические свойства и допускаемые напряжения
для отливок из ковкого чугуна

7. Допускаемые напряжения для пластмассовых деталей

Для пластичных (незакаленных) сталей при статических напряжениях (I вид нагрузки) коэффициент концентрации не учитывают. Для однородных сталей (σ_в > 1300 МПа, а также в случае работы их при низких температурах) коэффициент концентрации, при наличии концентрации напряжения, вводят в расчет и при нагрузках I вида (k > 1). Для пластичных сталей при действии переменных нагрузок и при наличии концентрации напряжений эти напряжения необходимо учитывать.

Для чугунов в большинстве случаев коэффициент концентрации напряжений приближенно принимают равным единице при всех видах нагрузок (I — III). При расчетах на прочность для учета размеров детали приведенные табличные допускаемые напряжения для литых деталей следует умножать на коэффициент масштабного фактора, равный 1,4 . 5.

Приближенные эмпирические зависимости пределов выносливости для случаев нагружения с симметричным циклом:

Механические свойства и допускаемые напряжения антифрикционного чугуна:
— предел прочности при изгибе 250 ÷ 300 МПа,
— допускаемые напряжения при изгибе: 95 МПа для I; 70 МПа — II: 45 МПа — III, где I. II, III — обозначения видов нагрузки, см. табл. 1.

Ориентировочные допускаемые напряжения для цветных металлов на растяжение и сжатие. МПа:
— 30. 110 — для меди;
— 60. 130 — латуни;
— 50. 110 — бронзы;
— 25. 70 — алюминия;
— 70. 140 — дюралюминия.

Источник

Обязательное. ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ АЛЮМИНИЯ, МЕДИ И ИХ СПЛАВОВ

1. Таблица 1
2. Допускаемые напряжения для алюминия и его сплавов

3. Расчетная температура, °С	Допускаемое напряжение [s], МПа (10-1[s], кгс/см2) для алюминия и его сплавов марок
   	А85М, A8M	АД00М, АД0М, АД1М	АМцСМ	АМг2М, АМг3М.	АМг5М, АМг6М
   20	17,0	17,0	34,0	48,5	74,0
   30	17,0	16,7	33,4	48,5	73,9
   40	16,0	16,3	32,7	48,5	73,6
   50	16,0	16,0	32,0	48,5	73,0
   60	15,0	15,6	31,3	48,1	72,1
   70	15,0	15,3	30,5	47,6	70,9
   80	14,0	14,9	29,7	46,8	69,4
   90	14,0	14,5	28,5	45,6	67,0
   100	13,0	14,0	27,0	44,0	64,0
   110	13,0	13,5	25,3	42,1	60,4
   120	13,0	12,9	23,3	39,8	56,2
   130	12,0	12,3	21,1	37,2	51,4
   140	11,0	11,7	18,7	34,3	46,0
   150	11,0	11,0	16,0	31,0	40,0

Примечания:
1. Допускаемые напряжения приведены для толщин листов и плит алюминия марок А85М, А8М не более 0,03 м (3 см), остальных марок — не более 0,06 м (6 см).
2. Для промежуточных значений расчетных температур стенки допускаемые напряжения определяют линейной интерполяцией с округлением результатов до 0,1 МПа (1 кгс/см2) в сторону меньшего значения.

Таблица 2

Допускаемые напряжения для меди и ее сплавов

Расчетная температура, °С	Допускаемое напряжение [s], МПа (10-1 [s], кгс/см2) для меди и ее сплавов марок
	М2	М3	М3р	Л63, ЛС 59-1	ЛО 62-1	ЛЖМц 59-1-1
20	51,5	53,8	54,3	70,0	108,0	136,0
30	50,8	52,0	53,3	69,5	108,0	135,5
40	50,1	50,4	52,2	69,0	107,0	133,7
50	49,3	49,0	51,2	68,3	106,0	132,0
60	48,7	47,8	50,2	67,5	105,0	130,2
70	47,9	45,8	49,2	66,8	104,0	128,5
80	47,3	45,9	48,3	66,1	103,0	126,9
90	46,6	45,2	47,3	65,4	102,0	125,5
100	45,9	44,5	10,4	64,7	100,5	124,0
110	45,3	44,0	45,5	63,9	99,7	122,5
120	44,7	43,5	44,0	63,2	98,7	121,9
130	44,0	43,0	13,7	62,4	97,5	121,0
140	43,4	42,5	42,9	61,5	96,5	120,6
150	42,8	42,1	42,1	60,0	95,5	119,7
160	42,2	41,6	41,3	58,0	94,4	118,8
170	41,6	41,1	40,4	56,0	93,4	117,0
180	41,0	40,5	39,7	54,0	93,3	114,4
190	40,4	39,8	38,9	52,0	92,5	111,0
200	39,8	39,0	38,1	50,0	90,0	105,8
210	—	38,0	36,9	46,0	80,0	96,6
220	—	36,9	35,8	42,0	70,0	85,2
230	—	35,7	34,7	38,0	60,0	69,0
210	—	34,2	33,6	34,0	50,0	51,0
250	—	32,5	32,5	30,0	40,0	30,0

Примечания.
1. Допускаемые напряжения приведены для толщин листов от 0,003 до 0,010 м (от 0,3 до 1,0 см).
2. Для промежуточных значений расчетных температур стенки допускаемые напряжения определяют линейной интерполяцией с округлением результатов до 0,1 МПа (1 кгс/см2) в сторону меньшего значения.

Источник

Онлайн калькулятор по определению допускаемых напряжений материалов: сталей и сплавов алюминия, меди и титана.

Калькулятор онлайн определяет расчетные допускаемые напряжения σ в зависимости от расчетной температуры для различных марок материалов следующих типов: углеродистая сталь, хромистая сталь, сталь аустенитного класса, сталь аустенито-ферритного класса, алюминий и его сплавы, медь и ее сплавы, титан и его сплавы согласно ГОСТ-52857.1-2007 [1].

Исходные данные:
Расчетная температура среды Т, °С
Тип материала	углеродистая сталь хромистая сталь сталь аустенитного класса сталь аустенито-ферритного класса алюминий и его сплав медь и ее сплавы титан и его сплавы
Марка материала
Решение:
Допускаемое напряжение материала [σ], МПа	определение допускаемого напряжения

Помощь на развитие проекта premierdevelopment.ru

Send mail и мы будем знать, что движемся в правильном направлении.

Спасибо, что не прошели мимо!

Допускаемые напряжения были определены согласно ГОСТ-52857.1-2007 [1].

для углеродистых и низколегированных сталей

для жаропрочных, жаростойких и коррозионно-стойких сталей аустенитного класса

Для расчетного срока эксплуатации до 2*10 5 ч допускаемое напряжение, расположенное ниже горизонтальной черты, умножают на коэффициент 0,9 при температуре R_e/20 — минимальное значение предела текучести при температуре 20 °C, МПа; R_р0,2/20 — минимальное значение условного предела текучести при остаточном удлинении 0,2% при температуре 20 °С, МПа. допускаемое
напряжение — наибольшие напряжения, которые можно допустить в конструкции при условии его безопасной, надежной и долговечной работы. Значение допускаемого напряжения устанавливается путем деления предела прочности, предела текучести и пр. на величину, большую единицы, называемую коэффициентом запаса. расчетная
температура — температура стенки оборудования или трубопровода, равная максимальному среднеарифметическому значению температур на его наружной и внутренней поверхностях в одном сечении при нормальных условиях эксплуатации (для частей корпусов ядерных реакторов расчетная температура определяется с учетом внутренних тепловыделений как среднеинтегральное значение распределения температур по толщине стенки корпуса (ПНАЭ Г-7-002-86, п.2.2; ПНАЭ Г-7-008-89, прил.1).

• [1],п.5.1. Расчетную температуру используют для определения физико-механических характеристик материала и допускаемых напряжений, а также при расчете на прочность с учетом температурных воздействий.
• [1],п.5.2. Расчетную температуру определяют на основании теплотехнических расчетов или результатов испытаний, или опыта эксплуатации аналогичных сосудов.
• За расчетную температуру стенки сосуда или аппарата принимают наибольшую температуру стенки. При температуре ниже 20 °С за расчетную температуру при определении допускаемых напряжений принимают температуру 20 °С.
• [1],п.5.3. Если невозможно провести тепловые расчеты или измерения и если во время эксплуатации температура стенки повышается до температуры среды, соприкасающейся со стенкой, то за расчетную температуру следует принимать наибольшую температуру среды, но не ниже 20 °С.
• При обогреве открытым пламенем, отработанными газами или электронагревателями расчетную температуру принимают равной температуре среды, увеличенной на 20 °С при закрытом обогреве и на 50 °С при прямом обогреве, если нет более точных данных.
• [1],п.5.4. Если сосуд или аппарат эксплуатируются при нескольких различных режимах нагружения или разные элементы аппарата работают в разных условиях, для каждого режима можно определить свою расчетную температуру (ГОСТ-52857.1-2007, п.5).

Блок исходных данных выделен желтым цветом , блок промежуточных вычислений выделен голубым цветом , блок решения выделен зеленым цветом .

Источник

Читайте также:  Напряжение цепей управления вл80с