Прочностные расчеты конструкции узлов и деталей, обеспечивающих работоспособность машины, являются составной частью процесса проектирования. Под работоспособностью понимается выполнение машиной, узлом, деталью определенных функций в течение заданного времени без поломок и внеплановых ремонтов. Конструкцию считают работоспособной, если она удовлетворяет заданным параметрам прочности, жесткости, износостойкости, виброустойчивости, теплоустойчивости.
При расчете детали определяют ее размеры, обеспечивающие работоспособность. Расчеты бывают поверочные или проектные. В первом случае определяют запас прочности в опасных сечениях и сравнивают значения внешних сил и упругих деформаций, определяют материал, форму и размер деталей. В процессе расчета не все значения параметров бывают известны, поэтому ими задаются, исходя из опыта работы о учетом параметров известных конструкций машин, имеющих аналогичные узлы и детали.
11.1.Расчет на прочность
Расчет позволяет обеспечить надежность работы, деталей машин и
узлов при минимальной массе. Обеспечение прочности деталей достигается при следующем условии:
, (11.1)
где σ, τ – расчетные нормальные и касательные напряжения в опасном сечении, Н/м2;
[σ], [τ] - допускаемые нормальные и касательные напряжения для выбранного материала, Н/м2;
σП - предельные напряжения в опасном сечении, Н/м2;
nP, [n] - расчетный и допустимый коэффициент запаса прочности.
Значения действующих напряжений (σ, Н/м2) определяют по формулам сопротивления материалов:
при осевом растяжении и сжатии
, (11.2)
при плоском изгибе прямолинейных балок
, (11.3)
при кручении цилиндрических стержней
, (11.4)
где F – нагрузка, Н;
S – площадь сечения деталей, м2;
МИ - изгибающий момент, Н∙м;
WE – момент сопротивления относительно поперечной оси, м3;
FП - поперечная сила, Н;
Y -момент инерции, м3;
b – ширина балки, м;
МКР – крутящий момент, Н∙м;
WP – момент сопротивления (WP =0,5∙π∙R; R - радиус стержня, м) м3
При действии на конструкцию одновременно нескольких видов нагрузок определяют напряжения, суммируют, алгебраически, а касательные – геометрически. В сложных ситуациях определяют эквивалентное напряжение по соответствующим теориям прочности.
Достарыңызбен бөлісу: |
