Меню

Допускаемое нормальное напряжение для ст3



Допускаемые напряжения
и механические свойства материалов

механические свойства материалов

Для определения допускаемых напряжений в машиностроении применяют следующие основные методы.
1. Дифференцированный запас прочности находят как произведение ряда частных коэффициентов, учитывающих надежность материала, степень ответственности детали, точность расчетных формул и действующие силы и другие факторы, определяющие условия работы деталей.
2. Табличный — допускаемые напряжения принимают по нормам, систематизированным в виде таблиц
(табл. 1 — 7). Этот метод менее точен, но наиболее прост и удобен для практического пользования при проектировочных и проверочных прочностных расчетах.

В работе конструкторских бюро и при расчетах деталей машин применяются как дифференцированный, так и. табличный методы, а также их комбинация. В табл. 4 — 6 приведены допускаемые напряжения для нетиповых литых деталей, на которые не разработаны специальные методы расчета и соответствующие им допускаемые напряжения. Типовые детали (например, зубчатые и червячные колеса, шкивы) следует рассчитывать по методикам, приводимым в соответствующем разделе справочника или специальной литературе.

Приведенные допускаемые напряжения предназначены для приближенных расчетов только на основные нагрузки. Для более точных расчетов с учетом дополнительных нагрузок (например, динамических) табличные значения следует увеличивать на 20 — 30 %.

Допускаемые напряжения даны без учета концентрации напряжений и размеров детали, вычислены для стальных гладких полированных образцов диаметром 6-12 мм и для необработанных круглых чугунных отливок диаметром 30 мм. При определении наибольших напряжений в рассчитываемой детали нужно номинальные напряжения σном и τном умножать на коэффициент концентрации kσ или kτ:

свойство материалов

1. Допускаемые напряжения*
для углеродистых сталей обыкновенного качества в горячекатаном состоянии

Марка
стали
Допускаемые напряжения **, МПа
при растяжении [σp] при изгибе [σиз] при кручении [τкр] при срезе [τср] при смятии [σсм]
I II III I II III I II III I II III I II
Ст2
Ст3
Ст4
Ст5
Ст6
115
125
140
165
195
80
90
95
115
140
60
70
75
90
110
140
150
170
200
230
100
110
120
140
170
80
85
95
110
135
85
95
105
125
145
65
65
75
80
105
50
50
60
70
80
70
75
85
100
115
50
50
65
65
85
40
40
50
55
65
175
190
210
250
290
120
135
145
175
210

* Горский А.И.. Иванов-Емин Е. Б.. Кареновский А. И. Определение допускаемых напряжений при расчетах на прочность. НИИмаш, М., 1974.
** Римскими цифрами обозначен вид нагрузки: I — статическая; II — переменная, действующая от нуля до максимума, от максимума до нуля (пульсирующая); III — знакопеременная (симметричная).

2. Механические свойства и допускаемые напряжения
углеродистых качественных конструкционных сталей

свойство материалов

3. Механические свойства и допускаемые напряжения
легированных конструкционных сталей

свойство материалов

4. Механические свойства и допускаемые напряжения
для отливок из углеродистых и легированных сталей

свойство материалов

5. Механические свойства и допускаемые напряжения
для отливок из серого чугуна

свойство материалов

6. Механические свойства и допускаемые напряжения
для отливок из ковкого чугуна

свойство материалов

7. Допускаемые напряжения для пластмассовых деталей

свойство материалов

Для пластичных (незакаленных) сталей при статических напряжениях (I вид нагрузки) коэффициент концентрации не учитывают. Для однородных сталей (σв > 1300 МПа, а также в случае работы их при низких температурах) коэффициент концентрации, при наличии концентрации напряжения, вводят в расчет и при нагрузках I вида (k > 1). Для пластичных сталей при действии переменных нагрузок и при наличии концентрации напряжений эти напряжения необходимо учитывать.

Для чугунов в большинстве случаев коэффициент концентрации напряжений приближенно принимают равным единице при всех видах нагрузок (I — III). При расчетах на прочность для учета размеров детали приведенные табличные допускаемые напряжения для литых деталей следует умножать на коэффициент масштабного фактора, равный 1,4 . 5.

Приближенные эмпирические зависимости пределов выносливости для случаев нагружения с симметричным циклом:

для углеродистых сталей:
— при изгибе, σ-1= (0,40÷0,46)σв;
— при растяжении или сжатии, σ-1р= (0,65÷0,75)σ-1;
— при кручении, τ-1= (0,55÷0,65)σ-1;

для легированных сталей:
— при изгибе, σ-1= (0,45÷0,55)σв;
— при растяжении или сжатии, σ-1р= (0,70÷0,90)σ-1;
— при кручении, τ-1= (0,50÷0,65)σ-1;

для стального литья:
— при изгибе, σ-1= (0,35÷0,45)σв;
— при растяжении или сжатии, σ-1р= (0,65÷0,75)σ-1;
— при кручении, τ-1= (0,55÷0,65)σ-1.

Механические свойства и допускаемые напряжения антифрикционного чугуна:
— предел прочности при изгибе 250 ÷ 300 МПа,
— допускаемые напряжения при изгибе: 95 МПа для I; 70 МПа — II: 45 МПа — III, где I. II, III — обозначения видов нагрузки, см. табл. 1.

Ориентировочные допускаемые напряжения для цветных металлов на растяжение и сжатие. МПа:
— 30. 110 — для меди;
— 60. 130 — латуни;
— 50. 110 — бронзы;
— 25. 70 — алюминия;
— 70. 140 — дюралюминия.

Источник

Приложение 1. Допускаемые напряжения для разных видов сталей

Таблица 5. Допускаемые напряжения для углеродистых и низколегированных сталей

Расчет ная темпе ратура стенки сосуда или аппарата, °С Допускаемое напряжение [σ], МПа (кгс/см 2 ), для сталей марок
ВСт3 09Г2С, 16ГС 20, 20К 10 10Г2, 09Г2 17ГС, 17Г1С, 10Г2С1
толщина, мм
до 20 свыше 20 до 32 свыше 32 до 160
20 154 (1540) 140 (1400) 196 (1960) 183 (1830) 147 (1470) 130 (1300) 180 (1800) 183 (1830)
100 149 (1490) 134 (1340) 177 (1770) 160 (1600) 142 (1420) 125 (1250) 160 (1600) 160 (1600)
150 145 (1450) 131 (1310) 171 (1710) 154 (1540) 139 (1390) 122 (1220) 154 (1540) 154 (1540)
200 142 (1420) 126 (1260) 165 (1650) 148 (1480) 136 (1360) 118 (1180) 148 (1480) 148 (1480)
250 131 (1310) 120 (1200) 162 (1620) 145 (1450) 132 (1320) 112 (1120) 145 (1450) 145 (1450)
300 115 (1150) 108 (1080) 151 (1510) 134 (1340) 119 (1190) 100 (1000) 134 (1340) 134 (1340)
350 105 (1050) 98 (980) 140 (1400) 123 (1230) 106 (1060) 88 (880) 123 (1230) 123 (1230)
375 93 (930) 93 (930) 133 (1330) 116 (1160) 98 (980) 82 (820) 108 (1080) 116 (1160)
400 85 (850) 85 (850) 122 (1220) 105 (1050) 92 (920) 77 (770) 92 (920) 105 (1050)
410 81 (810) 81 (810) 104 (1040) 104 (1040) 86 (860) 75 (750) 86 (860) 104 (1040)
420 75 (750) 75 (750) 92 (920) 92 (920) 80 (800) 72 (720) 80 (800) 92 (920)
430 71* (710) 71* (710) 86 (860) 86 (860) 75 (750) 68 (680) 75 (750) 86 (860)
440 78 (780) 78 (780) 67 (670) 60 (600) 67 (670) 78 (780)
450 71 (710) 71 (710) 61 (610) 53 (530) 61 (610) 71 (710)
460 64 (640) 64 (640) 55 (550) 47 (470) 55 (550) 64 (640)
470 56 (560) 56 (560) 49 (490) 42 (420) 49 (490) 56 (560)
480 53 (530) 53 (530) 46* (460) 37 (370) 46** (460) 53 (530)
________________ * Для расчетной температуры стенки 425 °С.

Примечания:
1. При расчетных температурах ниже 20 °С допускаемые напряжения принимают такими же, как при 20 °С, при условии допустимого применения материала при данной температуре.
2. Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют линейной интерполяцией с округлением результатов до 0,5 МПа (5 кгс/см 2 ) в сторону меньшего значения.
3. При расчетных температурах ниже 200 °С сталь марок 12МХ, 12ХМ, 15ХМ применять не рекомендуется.

Таблица 7 * Допускаемые напряжения для жаропрочных, жаростойких и коррозионностойких сталей аустенитного класса

Расчетная температура стенки сосуда или аппарата, °С Допускаемое напряжение[σ], МПа (кгс/см 2 ), для сталей марок
03Х21Н21М4ГБ 03Х18Н11 03Х17Н14М3 08Х18Н10Т,
08Х18Н12Т,
08Х17Н13М2Т,
08Х17Н15М3Т
12Х18Н10Т,
12Х18Н12Т,
10Х17Н13М2Т,
10Х17Н13М3Т
20 180 (1800) 160 (1600) 153 (1530) 168 (1680) 184 (1840)
100 173 (1730) 133 (1330) 140 (1400) 156 (1560) 174 (1740)
150 171 (1710) 125 (1250) 130 (1300) 148 (1480) 168 (1680)
200 171 (1710) 120 (1200) 120 (1200) 140 (1400) 160 (1600)
250 167 (1670) 115 (1150) 113 (1130) 132 (1320) 154 (1540)
300 149 (1490) 112 (1120) 103 (1030) 123 (1230) 148 (1480)
350 143 (1430) 108 (1080) 101 (1010) 113 (1130) 144 (1440)
375 141 (1410) 107 (1070) 90 (900) 108 (1080) 140 (1400)
400 140 (1400) 107 (1070) 87 (870) 103 (1030) 137 (1370)
410 107 (1070) 83 (830) 102 (1020) 136 (1360)
420 107 (1070) 82 (820) 101 (1010) 135 (1350)
430 107 (1070) 81 (810) 100,5 (1005) 134 (1340)
440 107 (1070) 81 (810) 100 (1000) 133 (1330)
450 107 (1070) 80 (800) 99 (990) 132 (1320)
460 98 (980) 131 (1310)
470 97,5 (975) 130 (1300)
480 97 (970) 129 (1290)
490 96 (960) 128 (1280)
500 95 (950) 127 (1270)
510 94 (940) 126 (1260)
520 79 (790) 125 (1250)
530 79 (790) 124 (1240)
540 78 (780) 111 (1110)
550 76 (760) 111 (1110)
560 73 (730) 101 (1010)
570 69 (690) 97 (970)
580 65 (650) 90 (900)
590 61 (610) 81 (810)
600 57 (570) 74 (740)
610 68 (680)
620 62 (620)
630 57 (570)
640 52 (520)
650 48 (480)
660 45 (450)
670 42 (420)
680 38 (380)
690 34 (340)
700 30 (300)

_______________ * Данные таблицы соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.

Примечания:
1. При расчетных температурах ниже 20 °С допускаемые напряжения принимают такими же, как и при 20 °С, при условии допустимого применения материала при данной температуре.
2. Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют интерполяцией двух ближайших значений, указанных в таблице, с округлением результатов до 0,5 МПа (5 кгс/см 2 ) в сторону меньшего значения.
3. Для поковок из стали марок 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т допускаемые напряжения, приведенные в табл.7 при температурах до 550 °С, умножают на 0,83.
4. Для сортового проката из стали марок 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т допускаемые напряжения, приведенные в табл.7 при температурах до 550 °С, умножают на отношение

,

где Rp0,2* — предел текучести материала сортового проката определен по ГОСТ 5949; для сортового проката из стали марки 03Х18Н11 допускаемые напряжения умножаются на 0,8.

5. Для поковок и сортового проката из стали марки 08Х18Н10Т допускаемые напряжения, приведенные в табл.7 при температурах до 550 °С, умножают на 0,95.
6. Для поковок из стали марки 03Х17Н14М3 допускаемые напряжения, приведенные в табл.7, умножают на 0,9.
7. Для поковок из стали марки 03Х18Н11 допускаемые напряжения, приведенные в табл.7, умножают на 0,9; для сортового проката из стали марки 03Х18Н11 допускаемые напряжения умножают на 0,8.
8. Для труб из стали марки 03Х21Н21М4ГБ (ЗИ-35) допускаемые напряжения, приведенные в табл.7, умножают на 0,88.
9. Для поковок из стали марки 03Х21Н21М4ГБ (ЗИ-35) допускаемые напряжения, приведенные в табл.7, умножают на отношение

,

где Rp0,2* — предел текучести материала поковок, определен по ГОСТ 25054 (по согласованию).

Таблица 8. Допускаемые напряжения для жаропрочных, жаростойких и коррозионностойких сталей аустенитного и аустенито-ферритного класса

Расчетная температура стенки сосуда или аппарата, °С Допускаемое напряжение [σ], МПа (кгс/см 2 ), для сталей марок
08Х18Г8Н2Т (КО-3) 07Х13АГ20 (ЧС-46) 02Х8Н22С6 (ЭП-794) 15Х18Н12С4ТЮ (ЭИ-654) 06ХН28МДТ, 03ХН28МДТ 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т
20 230 (2300) 233 (2330) 133 (1330) 233 (2330) 147 (1470) 233 (2330)
100 206 (2060) 173 (1730) 106,5 (1065) 220 (2200) 138 (1380) 200 (2000)
150 190 (1900) 153 (1530) 100 (1000) 206,5 (2065) 130 (1300) 193 (1930)
200 175 (1750) 133 (1330) 90 (900) 200 (2000) 124 (1240) 188,5 (1885)
250 160 (1600) 127 (1270) 83 (830) 186,5 (1865) 117 (1170) 166,5 (1665)
300 144 (1440) 120 (1200) 76,5 (765) 180 (1800) 110 (1100) 160 (1600)
350 113 (1130) 107 (1070)
375 110 (1100) 105 (1050)
400 107 (1070) 103 (1030)

Примечания:
1. При расчетных температурах ниже 20 °С допускаемые напряжения принимают такими же, как и при 20 °С, при условии допустимого применения материала при данной температуре.
2. Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют интерполяцией двух ближайших значений, указанных в таблице, с округлением до 0,5 МПа (5 кгс/см 2 ) в сторону меньшего значения.

Источник

Читайте также:  Ремонт переключателя напряжения трансформатора

Мощность и напряжение © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.