Напряжения
29.11.10 11:46

В результате действия внешних сил, вызвавших деформацию детали, возникают внутренние силы, стремящиеся восстановить прежнюю форму и размеры детали. Внутренняя сила, приходящаяся на единицу площади сечения детали, называется напряжением в этом сечении. Напряжение измеряется в кг/см2 или кг/мм2. Если внутренние силы перпендикулярны сечению, то напряжение называется нормальным и обозначается буквой ? (сигма), а если внутренние силы приложены в плоскости сечения, то такое напряжение называется касательным (или тангенциальным) и обозначается буквой ? (тау). В зависимости от характера нагружения напряжения в теле детали могут изменяться как по величине, так и по направлению. Графики изменения напряжений при статической нагрузке (фиг. 249, а), при пульсирующем цикле (фиг. 249, 6} и симметричном цикле (фиг. 249, в) одинаково справедливы для нормальных и для касательных напряжений.

Фиг.249. Графики изменения напряжений

Отношение ?min / ?max = r или ?min / ?max = r называется коэффициентом асимметрии. Для симметричного цикла r = -1, а для пульсирующего цикла r = 0.

Напряжение, при котором деталь разрушается или получает остаточные деформации, называется предельным, или опасным, напряжением и обозначается ?оп и ?оп . Напряжение, которое можно допустить при работе детали, называется допускаемым и обозначается [?] или [?]. При проектировании деталей необходимо исходить из общего условия прочности:

[?] = ?оп /n и [?] = ?оп /n


где n — коэффициент запаса прочности.

При расчетах деталей на статическую нагрузку за опасное напряжение принимается:
а) для пластических материалов (сталь) предел текучести;
б) для хрупких материалов (чугун) — предел прочности. При расчетах деталей на циклическую (динамическую) нагрузку за опасное напряжение принимается предел выносливости.

Пределом текучести (?Т и ?Т) называется такое напряжение, при котором материал теряет свои упругие свойства и начинает течь.
Пределом текучести, или временным сопротивлением (?вр и ?вр), называется максимальное напряжение, которое может выдержать материал, не разрушаясь.
Пределом выносливости называется напряжение, при котором материал выдерживает, не разрушаясь, практически любое число циклов изменения напряжения. Предел выносливости обозначается: при симметричном цикле ?-1 и ?-1; при пульсирующем цикле ?0 и ?0. В табл. 155 приводятся предельные опасные напряжения для различных случаев нагрузок и деформаций, выраженные через пределы прочности и текучести.

Таблица 155. Предельные напряжения для стали