3 Прочность. Основные понятия
П р о ч н о с т ь – свойство твердых металлов сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы под воздействием внешних сил.
П р о ч н о с т ь может быть теоретической и технической.
Основными критериями работоспособности машин являются проч¬ность, жесткость и износостойкость, а в некоторых случаях тепло¬стойкость и виброустойчивость. Понятия прочности и жесткости из¬вестны из сопротивления материалов.
П р о ч н о с т ь ю называется способность материала детали в опре¬деленных условиях и пределах воспринимать нагрузки не разрушаясь и без значительных остаточных деформаций. О с н о в н ы м и критериями прочности материала являются предел текучести, предел прочности и предел выносливости.
Наиболее распространенным методом оценки прочности деталей машин является расчет по допускаемым напряжениям по условиям прочности, т. е. максимальные расчетные (действительные) нормальные или каса¬тельные напряжения не должны превышать допускаемые.
Д о п у с к а е м о е напряжение при статической нагрузке есть отношение предельного напряжения (предел текучести — для пластичных, предел прочности — для хрупких материалов) к допускаемому коэффициенту запаса прочности [s], которые каждая отрасль машиностроения опреде¬ляет на основании своего опыта эксплуатации деталей машин.
Предельное напряжение при переменных нагрузках — предел вынос¬ливости. Допускаемое напряжение при расчетах на усталость опреде¬ляется в зависимости от характера приложения нагрузки, числа циклов нагружения, концентрации напряжений, качества поверхности, размеров деталей и других факторов.
Второй распространенный метод расчета деталей машин на проч¬ность — сравнение действительного коэффициента запаса прочности s с допускаемым.
Выбор допускаемого коэффициента запаса прочности является очень ответственной задачей, так как завышение [s] ведет к значительному уве¬личению массы и габаритов конструкции, увеличивает ее стоимость, а занижение [s] делает конструкцию недостаточно надежной.