Номинальным напряжениям

Расчеты на прочность ведут по номинальным допускаемым напряжениям, по коэффициентам запаса прочности (запасам прочности) или по вероятности безотказной работы. Расчеты по номинальным напряжениям наиболее просты и удобны в качестве предварительных и для обобщения опыта конструирования путем накопления данных о напряжениях в хорошо зарекомендовавших себя конструкциях, работающих в сходных условиях. Наиболее полезны такие данные для машин массового выпуска, в частности автомобилей, опыт эксплуатации которых велик. Расчеты по коэффициентам безопасности учитывают в явной форме отдельные факторы, влияющие на прочность: концентрацию напряжений, размеры деталей, упрочнения,— а потому более точны. Вместе с тем эти расчеты сохраняют условность, так как коэффициент запаса (иначе коэффициент незнания) вычисляют для некоторых условных характеристик материалов и значений нагрузок.

В традиционных расчетах статической прочности по номинальным допускаемым напряжениям [сг]и условия прочности выражаются неравенством

В случаях, когда днище и цилиндрический элемент, к которому оно присоединяется, изготовляются из стали разных марок, расчет производится для стали с меньшим номинальным допускаемым напряжением.

1. 3. 5. Для сосудов и аппаратов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности поправочные коэффициенты т к номинальным допускаемым напряжениям принимаются по данным головного института нефтяного машиностроения — ГИПРОНЕФТЕМАШ применительно к специфическим условиям этих отраслей промышленности.

При традиционных расчетах исходной статической прочности по номинальным допускаемым напряжениям [а] „ действующие в элементе конструкции номинальные напряжения а^ в соответствии с гл. 3 и 4 должны удовлетворять неравенству

За рубежом (в Германии, Нидерландах, США, Канаде, Японии и др.) считается актуальной проблема продления сроков службы паропроводов ТЭС до 300 ... 350 тыс. ч и более. Проектный срок службы паропроводов ТЭС за рубежом характеризуется преимущественно длительностью 100 тыс. ч, определяется аналогично отечественному включая расчетные методы по номинальным допускаемым напряжениям [ст] на сталь с коэффициентом запаса прочности я = 1,5 для номинальных типоразмеров трубных элементов с учетом параметров пара (температуры, давления) или с коэффициентом п = 1,2 для 0,8 [а].

При рассматриваемом методологическом подходе по оценке индивидуального и остаточного ресурса поставленная задача решается различными способами, включая методы расчета по фактическим и номинальным допускаемым нагрузкам в сочетании с фактической или номинальной жаропрочностью сварных соединений, что позволяет повысить достоверность получаемых результатов с КД = 20 % при расчетном подходе (см. § 4.2) до КД = 40 ... 70 % (см. табл. 4.1).

Оценка ресурса по фактической долговечности сварных соединений и номинальным допускаемым нагрузкам. Индивидуальный ресурс тир определяется из результатов сопоставления расчетных наибольших эквивалентных напряжений по номинальным допускаемым нагрузкам (расчет сгэ„ проводится по методике, изложенной в § 4.2, на все виды нагрузок) с диаграммами фактической долговечности стали а^. Одновременно оцениваются запас прочности (из выражения п = ада /стэкв ) и категория опасности КО (по рис. 4.9) на период наработки т„ и на установленный срок индивидуального ресурса т:н.р.

по номинальным допускаемым нагрузкам и

Базовая диаграмма / исходной долговечности строится по результатам испытаний образцов на длительную прочность или по номинальным допускаемым напряжениям на сталь с учетом запаса прочности п = 1,5 [13]. Диаграмма 2 остаточной долговечности строится по экспериментальным точкам испытанных на длительную прочность образцов основного металла (или сварных соединений) после эксплуатационной наработки. При решении поставленной задачи для сварных соединений диаграммы базовой и остаточной долговечностей строятся только по данным длительной прочности соединений.

В качестве основного расчетного со-отношения при колесах с наружными зубьями принята формула (19.23), т. е. расчет ведется по местным напряжениям, с учетом коэффициента У р. Колеса с внутренними зубьями целесообразно рассчитывать по номинальным

Расчеты на прочность ведут по номинальным допускаемым напряжениям, по коэффициентам запаса прочности (запасам прочности) или по вероятности безотказной работы. Расчеты по номинальным напряжениям наиболее просты и удобны в качестве предварительных и для обобщения опыта конструирования путем накопления данных о напряжениях в хорошо зарекомендовавших себя конструкциях, работающих в сходных условиях. Наиболее полезны такие данные для машин массового выпуска, в частности автомобилей, опыт эксплуатации которых велик. Расчеты по коэффициентам безопасности учитывают в явной форме отдельные факторы, влияющие на прочность: концентрацию напряжений, размеры деталей, упрочнения,— а потому более точны. Вместе с тем эти расчеты сохраняют условность, так как коэффициент запаса (иначе коэффициент незнания) вычисляют для некоторых условных характеристик материалов и значений нагрузок.

Расчеты деталей машин при конструировании. Для предварительного определения размеров деталей применяют упрощен ные условные расчеты, например, по номинальным напряжениям, позволяющие в удобной форме обобщать опыт конструирования. Эти же расчеты применяют в качестве основных для малоответственных деталей.

Для большинства сварных конструкций преобладающими являются нагрузки с малым общим числом циклов. Поэтому основным для сварных соединений является расчет по номинальным напряжениям. Характер нагрузки (отношение переменной составляющей к постоянной) учитывают при выборе допускаемых напряжений.

Часто расчеты резьбы (особенно расчеты на смятие) выполняют в форме расчетов по средним номинальным напряжениям, полагая km=\. Это связано с приближенным геометрическим подобием резьб разных размеров и с тем, что допускаемые напряжения выбирают на основе испытаний резьбовых соединений или данных эксплуатации, обработанных по тем же формулам.

Ранее расчет вели по номинальным напряжениям, которые определяли с помощью коэффициента YF lloa = Yfs/a.a, соответственно допускаемые напряжения назначали в номинальных напряжениях.

Расчет по напряжениям изгиба ведут для колеса, так как витки червяка значительно прочнее, и по номинальным напряжениям ввиду недостаточной изученности влияния концентрации напряжений на прочность материала червячных колес.

Эквивалентные момент и напряжения для упрощенных расчетов по номинальным напряжениям (на основе энергетической теории прочности) можно определить по формулам:

Расчет на статическую прочность по номинальным напряжениям ввиду его удобства успешно используют также для проектного расчета — определения диаметров осей и валов с последующей проверкой на сопротивление усталости. В этом случае

где yfll - коэффициент формы зуба при расчете по номинальным напряжениям; т — модуль зуба; WF, — удельная рас-

Концентрация напряжений. В курсе «Сопротивление материалов» рассчитывали детали правильной цилиндрической или призматической формы, напряжения в поперечных сечениях которых определяли по формулам: a = F/A — при растяжении; o = MJW2 — при изгибе; i = MJWp — при кручении. Эти напряжения называют номинальными. В большинстве случаев детали машин имеют сложную форму.Это не позволяет ограничиваться расчетом их по номинальным напряжениям, так как остается не выясненным вопрос о действительном напряженном состоянии детали.