Реферат: Общие принципы проектирования изделий из пластмасс
В расчетных схемах и при определении эквивалентных напряжений недостаточно полно или совсем не учитываются изменения прочности в зависимости от скорости нагружения и разгружения, колебания температуры, длительности нагружения, влияния влаги и агрессивности среды. Все эти факторы должны быть учтены при выборе допускаемых напряжений.
Кроме того, обязательно необходимо учесть неоднородность пластмасс и непостоянство технических характеристик в различных видах деформации (например, пластмассы имеют разную прочность на растяжение и изгиб и т.п.).
Отсутствие учета этих факторов может привести к потере пластмассовым изделием конструктивной определенности, т.е. к значительному изменению размеров и формы. Особенно это опасно для пластмассовых деталей, так как препятствует функциональной взаимозаменяемости.
Согласно общей практике машиностроения деталь машины или прибора теряет конструктивную определенности, если изменение размеров превышает 0,5 – 1 % для точных размеров и 3 – 4 % для неответственных размеров.
Допускаемое напряжение для реактопластов должно быть минимум в 1,2 – 1,5 раза и для термопластов в 2 раза ниже, чем соответствующий предел прочности. Для кратковременных ударных нагрузок рекомендуется снижать допускаемые напряжения на 50 – 60 % для реактопластов и на 20 – 30 % для термопластов.
За опасное напряжение σоп принимается напряжение, соответствующее пределу прочности:
σоп = σраз
Если задано опасное относительное удлинение (относительная деформация), то предельное напряжение можно определить либо с помощью диаграммы σ – ε, либо по закону Гука:
σпр = Е·εоп
Допускаемое напряжение равно:
[σ] = σпр / n,
где n – коэффициент запаса прочности.
4.2 Дифференциальный метод определения запаса прочности
По этому методу запас прочности представляет собой произведение корректирующих коэффициентов, учитывающих множество факторов, влияющих на прочность пластмассового изделия:
n = S·k·T·M,
где S – группа факторов, определяющих ответственность пластмассового изделия и ответственность эксплуатации;
k – группа расчетно-конструкторских факторов;
Т – группа технологических факторов;
М – группа материальных факторов.
В свою очередь каждый коэффициент равен произведению нескольких частных коэффициентов.
S = S1 ·S2 ·S3 ·S4 ,
где S1 – общий запас; принимается для термопластов 1,05 – 1,1; для реактопластов – 1,15 – 1,2;
S2 – ответственность эксплуатации; 1,0 – 2,5;
S3 – вид нагрузки; для статической – 1,0; для знакопеременной – 1,3;
S4 – агрессивность среды; для нормальных условий – 1,0; во влажной среде – 1,3; для органических растворителей и масел – 1,3 – 3,6.
k = k1 ·k2 ·k3 ,
где k1 – точность расчета; для точных – 1,0; для приближенных – 1,4 – 1,6;
k2 – концентрация напряжений; 1,0 – 2,2;
k3 – сложность изделия; 1,0 – 1,15.
Т = Т1 · Т2 · Т3 · Т4 ,