Допустимые нагружения и коэффициент запаса прочности

Допустимые нагружения и коэффициент запаса прочности

При определении размеров элементов конструкции и соединений всегда используется коэффициент запаса прочности.

Этот коэффициент может быть использован либо при определении допускаемого напряжения, либо при определении расчетных нагрузок. Гровер и другие предложили ряд этапов использования коэффициента запаса прочности при проектировании конструкций, работающих на усталость. Другой метод заключается в использовании рекомендуемых коэффициентов понижения допускаемого напряжения. Эти коэффициенты позволяют приспособить стандартные допускаемые напряжения к различным условиям нагружения переменными нагрузками.

В других случаях допускаемые напряжения при усталостном нагружении приводятся в таблицах или определяются по графикам или формулам с учетом требуемого запаса прочности. Эти допускаемые напряжения действительны для определенных типов сварных соединений или деталей конструкции и различных условий нагружения и соответствуют ожидаемым величинам, размаху и числу циклов нагружения.

Допускаемые напряжения в большинстве технических условий на конструкции с давних пор включают коэффициент запаса прочности, учитывающий возможность непредвиденных отклонений следующих факторов:

а) методов расчета; б) контроля качества материалов и технологического процесса; в) определения действующих нагрузок и их влияния на поведение конструкции.

Проведенные исследования и анализ работы сооружений в условиях эксплуатации в значительной мере уменьшили неуверенность при расчетах прочности некоторых типов конструкций. В некоторых случаях оказалось возможным использовать более рациональный метод проектирования и понизить коэффициент запаса прочности. Однако и в настоящее время имеются некоторые факторы, влияние которых нельзя предвидеть с достаточной уверенностью. В связи с этим по-прежнему необходим достаточный запас прочности.

Имеющиеся данные по усталости не всегда бывают непосредственно применимы во всех случаях, встречающихся при проектировании. Тем не менее, обычно можно скорректировать имеющиеся данные, приспособив их к условиям, отличающимся от тех, при которых эти данные были получены. При определении допускаемых напряжений, задаваемых в технических условиях на основании исходных усталостных данных, следует учитывать как данные лабораторных испытаний, так и материалы анализа работы реальных конструкций в условиях эксплуатации.

Эркер предлагает следующие значения коэффициента запаса прочности.

а) при статическом нагружении, минимальное значение 1,8 и обычное значение 2,5 по отношению к пределу прочности при растяжении;

б) при числе циклов нагружения 10-Ю3 диапазон значений 1,5-2,5 по отношению к пределу текучести; среднее значение 1,7;

в) при числе циклов нагружения 500 • 103 диапазон значений 1,0-1,8 по отношению к ограниченному пределу выносливости, среднее значение 1,3-1,5;

г) при числе циклов нагружения более 500- 103 диапазон значений ,1,5-3 по отношению к ограниченному пределу выносливости; средние значения 1,5-2,0, хотя встречались случаи назначения более низких коэффициентов запаса порядка 1,2.

Приведенные выше значения могут быть использованы в качестве ориентировочных данных при выборе коэффициента запаса прочности для деталей машин, предел выносливости которых известен. Опыт многолетней эксплуатации мостов и аналогичных сооружений позволяет считать коэффициенты запаса прочности, приведенные в п. в) и г) чрезмерно высокими для таких сооружений. Фактические значения напряжений в элементах конструкции мостов и их соединениях часто отличаются от значений, найденных расчетом, причем условия нагружения конструкций мостов бывают менее тяжелыми по сравнению с условиями нагружения лабораторных образцов при усталостных испытаниях. При этом бывает трудно имитировать в лаборатории действительные условия работы элементов мостовых конструкций в условиях усталости.

Читайте так же:

013 033 019 007 002 005 034 049

Комментарии запрещены.

Явление усталости

001 041 027 007 025 036
Усталость конструкций
Сопротивление усталости