Контрольная работа: Общая методика выполнения прочностных расчетов

Тогда выражение (1.12) принимает вид

(1.13)

Для более сложных форм ударных импульсов необходимо определить спектр воздействующих частот и рассчитать ударную нагрузку как взвешенную сумму спектральных составляющих.

Для моделей типа балок и пластин при падении конструкции ударная перегрузка

(1.14)

где Н – высота падения, м; Zmax – максимальный прогиб детали, м.

В качестве допускаемых параметров прочности обычно принимают допускаемые механические напряжения в конструкциях.

Допускаемые механическим напряжением называется такое безопастное напряжение, которое деталь может выдержать в течение заданного срока эксплуатации.

Допускаемое напряжение при расчете деталей на прочность определяется по формулам :

[ σ ] = σ_пред /n и [ t ] = t_пред /n,

где σ_пред , t_пред – продельные значения механических напряжений ; n – запас прочности.

Определение запаса прочности при статических нагрузках. При постоянных напряжениях, возникающих при статических нагрузках, прочность хрупкого материала и материала с низкой пластичностью определяется приделом прочности σ_пред = σ_в , а пластичного – приделом текучести σ_пред = σ_т .

Запас прочности устанавливают в виде произведения частных коэффициентов :

n = n₁ n₂ n₃ , (1.15

где n₁ – коэффициент достоверности определения расчетных нагрузок и напряжений ; при повышенной точности n₁ = 1,2 – 1,5 ; для оценочных расчетов n₁ = 2 – 3 ; n₂ –коэффициент, учитывающий степень ответственности детали, обусловливающий требования к надежности ; для мало ответственных и не дорогих деталей n₂ = 1 – 1,2, если поломка детали вызывает отказ – n₂ =1,3, аварию – n₂ =1,5 ; n₃ – коэффициент, учитывающий однородность механических свойств материалов, который при статических нагрузках следует выбирать в зависимости от степени пластичности материала (σ_т /σ_в ) : при σ_т /σ_в = 0,49 – 0,55 коэффициент n₃ =1,2 – 1,5 ; при σ_т /σ_в = 0,55 – 0,70 n₃ =1,5 – 1,8 ; при σ_т /σ_в = 0,7 – 0,9 n₃ =1,8 – 2,2. Для деталей, отлитых из пластмасс, n₃ =1,6 – 2,5 ; для хрупких однородных материалов n₃ = 3 – 4 ; для хрупких неоднородных материалов n₃ = 4 – 6 . При переменных нагрузках для однородных материалов и высокоточных технологий n₃ = 1,3 – 1,5, для среднего уровня технологии n₃ = 1,5 – 1,7 ; для материалов пониженной однородности n₃ = 1,7 – 3.

Прочность при цилиндрических нагрузках. В процессе эксплуатации на детали ботовой, морской, возимой и носимой РЭА в большинстве случаев действуют нагрузки, циклически изменяющиеся по частоте и амплитуде. Следовательно, в них возникают различные циклические напряжения. Необходимо различать следующие основные циклы напряжений:

1) симметричный знакопеременный, когда наибольшие и наименьшие напряжения противоположны по знаку и одинаковы по значению ;

2) асимметичный знакопеременный, когда наибольшие и наименьшие напряжения противоположны по знаку и неодинаковы по значению ;

3) пульсирующий, когда напряжения изменяются от нуля до максимума.

Придел выносливости для симметричных циклов обозначают индексом (–1), для пульсирующих – индексом (0).

Приделы выносливости на изгиб с симметричным циклом :

для стального проката σ_пред = σ_-1 =(0,2 –0,3)σ_в (1+ σ_0,2 /σ_в ), где σ_0,2 – условный придел текучести при статическом растяжении ;

для стального литья и медных сплавов σ_пред = σ_-1 =(0,3 –0,4)σ_в ;

для алюминиевых и магнитных сплавов σ_пред = σ_-1 =(0,3 –0,6)σ_в ;

Приделы выносливости при симметричном цикле связаны ориентировочной зависимостью :

t_-1 = (0,5 – 0,7)σ_-1 .

Приделы выносливости при пульсирующем и знакопеременном симметрических циклах связаны зависимостями :

при изгибе σ_пред = σ _≈ (1,4 – 1,6)σ_-1 ;

при растяжении σ_пред = σ_{0 ≈} (1,5 – 1,8)σ_-1 (1.16)