Общие принципы расчётов на прочность

Все этапы проектирования, каждый шаг конструктора сопровождается расчётами. Это естественно, т.к. грамотно выполненный расчёт намного проще и в сотни раз дешевле экспериментальных испытаний.

Различают проектные и проверочные расчёты.

Проектный расчёт -

это определение основных размеров детали при выбранном материале по формулам, соответствующим главным критериям работоспособности (прочности, жесткости, износостойкости и др.). Этот расчет выполняют в тех случаях, когда размеры конструкции заранее неизвестны. Реальную конструкцию заменяют расчетной схемой; неоднородный и несплошной материал детали рассматривают как однородный и сплошной; идеализируют нагрузку, форму детали, опоры.

Проверочный расчёт -

это определение фактических (расчетных) напряжений и коэффициентов запаса прочности, действительных прогибов и углов поворота сечений, ресурса при заданной нагрузке или допустимых нагрузок при заданных размерах и т. д.

Условие прочности при действии нормальных и касательных напряжений:

,  .                                                                  (3)

Допускаемые напряжения ,  определяются в зависимости от механических характеристик материала и ответственности детали.

Для пластичных материалов:

,   ,                                                     (4)

где  - предел текучести материала;

n - коэффициент запаса (обычно 1,2 < n < 2,5).

В разных обстоятельствах коэффициент запаса может быть либо задан заказчиком, либо выбран из справочных нормативов, либо вычислен с учётом точности определения нагрузок, однородности материала и специфических требований к надёжности машин.

Для хрупких и малопластичных материалов:

,            ,                                                                              (5)

где  - предел прочности материала.

Номинальные значения напряжений  определяются по известным формулам сопротивления материалов в зависимости от вида деформации.