Интернет журныл о промышленности в Украине
7.2. Конструкционная прочность материалов и критерии ее оценки
Опубликовано: 23.09.2017
Конструкционная прочность - комплексная характеристика, включающая сочетание критериев прочности, надежности и долговечности:
Критерии прочности материала выбирают в зависимости от условий его работы. Критериями прочности при статистических нагрузках являются временное сопротивление или предел текучести , характеризующие сопротивление материала пластической деформации. Поскольку при работе большинства деталей пластическая деформация недопустима, то их несущую способность, как правило, определяют по пределу текучести. Для приближенной оценки статической прочности используют твердость (для стали справедливо эмпирическое соотношение
Большинство деталей машин испытывает длительные циклические нагрузки. Критерий их прочности - предел выносливости (при симметричном круговом изгибе о ).
По величине выбранных критериев прочности рассчитывают допустимые рабочие напряжения. При этом, чем больше прочность материала, тем больше допустимые рабочие напряжения и тем самым меньше размеры и масса детали.
Однако повышение уровня прочности материала и, как следствие, рабочих напряжений сопровождается увеличением упругих деформаций
где Е модуль нормальной упругости.
Для ограничения упругой деформации материал должен обладать высоким модулем упругости (или сдвига), являющимся критерием его жесткости. Именно критерии жесткости, а не прочности обусловливают размеры станин станков, корпусов редукторов и других деталей, от которых требуется сохранение точных размеров и формы.
Возможно и противоположное требование. Для пружин, мембран и других чувствительных упругих элементов приборов, наоборот, важно обеспечить большие упругие перемещения. Поскольку то от материала требуются высокий предел упругости и низкий модуль упругости.