Как найти напряженность стали

Версия для печати

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/см2), 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.

** Для расчетной температуры стенки 475 °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/см2) в сторону меньшего значения.
3. Для стали марки 20 при R20e<220 МПа (2200 кгс/см2) допускаемые напряжения, указанные в табл.1, умножают на отношение R20e/220 (R20e/2200).
4. Для стали марки 10Г2 при R20p0,2 <270 МПа (2700 кгс/см2) допускаемые напряжения, указанные в табл.1, умножают на отношение R20p0,2 /270 (R20p0,2 <2700).
5. Для стали марок 09Г2С, 16ГС классов прочности 265 и 296 по ГОСТ 19281 допускаемые напряжения независимо от толщины листа принимают равными указанным в графе, соответствующей толщине свыше 32 мм.

Таблица 6. Допускаемые напряжения для теплоустойчивых хромистых сталей

Расчетная температура стенки сосуда или аппарата, °С Допускаемое напряжение [σ], МПа (кгс/см2), для сталей марок, МПа (кгс/см2), для сталей марок
  12ХМ 12МХ 15ХМ 15Х5М 15Х5М-У
20 147 (1470) 147 (1470) 155 (1550) 146 (1460) 240 (2400)
100 146,5 (1465) 146,5 (1465) 153 (1530) 141 (1410) 235 (2350)
150 146 (1460) 146 (1460) 152,5 (1525) 138 (1380) 230 (2300)
200 145 (1450) 145 (1450) 152 (1520) 134 (1340) 225 (2250)
250 145 (1450) 145 (1450) 152 (1520) 127 (1270) 220 (2200)
300 141 (1410) 141 (1410) 147 (1470) 120 (1200) 210 (2100)
350 137 (1370) 137 (1370) 142 (1420) 114 (1140) 200 (2000)
375 135 (1350) 135 (1350) 140 (1400) 110 (1100) 180 (1800)
400 132 (1320) 132 (1320) 137 (1370) 105 (1050) 170 (1700)
410 130 (1300) 130 (1300) 136 (1360) 103 (1030) 160 (1600)
420 129 (1290) 129 (1290) 135 (1350) 101 (1010) 150 (1500)
430 127 (1270) 127 (1270) 134 (1340) 99 (990) 140 (1400)
440 126 (1260) 126 (1260) 132 (1320) 96 (960) 135 (1350)
450 124 (1240) 124 (1240) 131 (1310) 94 (940) 130 (1300)
460 122 (1220) 122 (1220) 127 (1270) 91 (910) 126 (1260)
470 117 (1170) 117 (1170) 122 (1220) 89 (890) 122 (1220)
480 114 (1140) 114 (1140) 117 (1170) 86 (860) 118 (1180)
490 105 (1050) 105 (1050) 107 (1070) 83 (830) 114 (1140)
500 96 (960) 96 (960) 99 (990) 79 (790) 108 (1080)
510 82 (820) 82 (820) 84 (840) 72 (720) 97 (970)
520 69 (690) 69 (690) 74 (740) 66 (660) 85 (850)
530 60 (600) 57 (570) 67 (670) 60 (600) 72 (720)
540 50 (500) 47 (470) 57 (570) 54 (540) 58 (580)
550 41 (410) 49 (490) 47 (470) 52 (520)
560 33 (330) 41 (410) 40 (400) 45 (450)
570 35 (350) 40 (400)
580 30 (300) 34 (340)
590 28 (280) 30 (300)
600 25 (250) 25 (250)

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/см2) 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/см2), 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/см2) 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/см2), 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/см2) в сторону меньшего значения.

<< назад / к содержанию ГОСТ 14249-89 / вперед >>

Допустимым (допускаемым) напряжением называется величина, ограничивающая верхний предел рабочих напряжений возникающих под действием заданных нагрузок.

Превышение этого предела может привести к нарушению прочности элементов и конструкций.

Обозначаются [σ] – нормальные и [τ] – касательные д.н.

Так же можно встретить такие обозначения допустимых напряжений: σadm, τadm.

Рассчитывается по формуле:

Допустимые напряжения (расчет)

где
σпред – предельное напряжение, вызывающее разрушение элемента либо значительные остаточные деформации.

Для пластичных материалов (сталь, бронза, латунь и т.д.) за предельное напряжение принимается предел текучести

σпред=σТ

Для хрупких материалов (чугун, цемент) предельным напряжением является предел прочности

σпред=σпч

n – нормативный запас прочности.

Запас прочности необходим для обеспечения бесперебойной работы элементов конструкций при непредвиденных временных перегрузках, возможных ошибках в расчетах либо вследствие изменений размеров элемента в процессе эксплуатации.

Расчет допустимых касательных напряжений

По второй теории прочности

Допустимые касательные напряжения (расчет)

здесь ν — коэффициент Пуассона для материала элемента.

Для металлов ν=0,25…0,42, поэтому

[τ]=(0,7…0,8)[σ]

По третьей теории

Допустимые касательные напряжения по третьей теории прочности

По четвертой теории

Допустимые касательные напряжения по четвертой теории прочности

Условие прочности >
Примеры решения задач >

Сохранить или поделиться с друзьями

Вы находитесь тут:

На нашем сайте Вы можете получить решение задач и онлайн помощь

Подробнее

Решение задач и лекции по технической механике, теормеху и сопромату

Предельные и допустимые напряжения

Предельным
напряжением считают напряжение, при
котором

в материале
возникает опасное состояние (разрушение
или опасная дефомация).

Для пластичных
материалов предельным напряжением
считают предел текучести, т. к. возникающие
пластические деформации не исчезают
после снятия нагрузки: σпред
т

Для хрупких
материалов, где пластические деформации
отсутствуют, а разрушение возникает по
хрупкому типу (шейки не образуется), за
предельное напряжение принимают предел
прочности: σпред
т

Для пластично-хрупких
материалов предельным напряжением
считают напряжение, соответствующее
максимальной деформации 0,2% (σ0,2):

σпред
0,2

Допускаемое
напряжение — максимальное напряжение,
при котором материал должен нормально
работать.

Допускаемые
напряжения получают по предельным с
учетом запаса прочности: [σ]= σпред
/[s]

где [σ] — допускаемое
напряжение; в — коэффициент запаса
прочности; [s]
— допускаемый коэффициент запаса
прочности.

Примечание.
В квадратных скобках принято обозначать
допускаемое значение величины.

Допускаемый
коэффициент запаса прочности зависит
от качества материала, условий работы
детали, назначения детали, точности
обработки и расчета и т. д.

Он может колебаться
от 1,25 для простых деталей до 12,5 для
сложных деталей, работающих при переменных
нагрузках в условиях ударов и вибраций.

Расчеты
на прочность при растяжении и сжатии

Расчеты
на прочность ведутся по условиям
прочности — нера­венствам,
выполнение которых гарантирует прочность
детали при данных
условиях.

Для
обеспечения прочности расчетное
напряжение не должно превышать
допускаемого напряжения:
Расчетное
напряжение σ
зависит
от
нагрузки и размеров попе­речного
сечения, допускаемое только от
материала детали и
усло­вий
работы.

Существуют
три вида расчета на прочность.

Проектировочный
расчет


задана расчетная схема и нагрузки;
материал
или размеры детали подбираются:

определение
размеров поперечного сечения
:
подбор
материала
по
величине σпред
можно
подобрать марку материала.

Проверочный
расчет


известны нагрузки, материал, размеры
детали; необходимо проверить,
обеспечена ли прочность.

Проверяется
неравенство

Определение
нагрузочной способности

(максимальной
нагрузки):

Тема 2.3 практические расчеты на срез и смятие

Понятие
о срезе и смятии. Условия прочности

Срезом
или сдвигом

называется деформация, возникающая под
действием двух близко расположенных
противоположно напра­вленных равных
сил. При этом возникают касательные
напря­жения.

Примером
элемента металлических конструкций,
работающего на срез, может служить
заклепка . При некоторой величине
действующих сил F
стержень заклепки может быть сре­зан
по сечению аа.
Силы
F
передаются путем давления стенок
отверстия на стержень заклепки.

Деформация
среза возникает также в шпоночном
соединении, схематично изображенном
на рис.
Вращающий
момент М
от
шкива передается на вал радиуса г с
помощью сил F
=М/r.
Эти
силы вызывают срез или сдвиг шпонки по
ее среднему сече­нию. Частный случай
среза — скалывание волокнистых
матери­алов, в частности древесины,
по плоскостям, параллельным волокнам.
При большом давлении может произойти
значительное смятие стенок отверстия
или стержня заклепки по поверхности их
соприкосновения. В шпоночном соединении
смятие может про­изойти по площади
контакта вала или шкива со шпонкой.

Смятием
называется
местная деформация сжатия по площад­кам
передачи давления. Возникающие нормальные
напряжения смятия
являются местными; величина их быстро
убывает при уда­лении
от площадки соприкосновения элементов.

Чтобы
найти напряжения, возникающие в сечении
аа
стержня
заклепки
под действием сил
F
,
применим
метод сечений. Рассечем мысленно стержень
заклепки на две части и рассмотрим
условия равновесия
одной из частей стержня (рис. б).

Со
стороны листа на нее передается внешняя
сила F,
а
по сечению
аа
действуют
внутренние силы. Поперечная сила Q,
возникающая
в сечении аа,
уравновешивает
внешнюю силу F
и
численно равна ей
Q
= F.

Приближенно
можно принять, что касательные напряжения
распределяются
по сечению равномерно

τ=
Q
/AСР.

Условие
прочности элементов, работающих на
срез, имеет вид
τ
= Q
/Aср≤[
τ
СР
],

где
Aгр
—площадь среза; [τ
ср
]
—допускаемое касательное на­пряжение.

Величину
допускаемого напряжения назначают па
основании испытаний
на срез. Обычно принимают [τ
ср
]
=(0,70…
0,80) [σ]

На
стержень заклепки давление со стороны
отверстия в листе передается по боковой
поверхности полуцилиндра высотой,
рав­ной
толщине листа б.

Напряжения
смятия распределены по поверхности
неравно­мерно.
Так как закон их распределения точно
неизвестен, расчет ведут упрощенно,
считая их постоянными по расчетной
площади смятия.

Проверку
элементов конструкции на смятие
производят по формуле
σсм
= Qсм

см]

где
Асм
— площадь смятия; [σсм]
— допускаемое напряжение на
смятие. Обычно принимают [σсм]
=
(1,74…2,2) [σ].
Расчет­ные
площади среза и смятия, входящие в
формулы, вычисляются
в каждом конкретном случае в зависимости
от вида соединения и характера передачи
усилий. Так, для заклепочного соединения,
изображенного на рис,
площадь
среза одной
заклепки
соответствует ее поперечному
сечению Аор=πd2/4
.

За
площадь смятия заклепки условно принимают
ее диаметраль­ное
сечение под одним листом, т. е. прямоугольник
Aсм=dδ.

Для
шпоночного соединения, площади
среза и смятия также нетрудно опре­делить

Aср
= lb,

Acм
= l0,5h.

Расчет
сварных соединений

Сварка
является наиболее механизированным и
совершенным способом соединения
элементов стальных конструкций.
Соедине­ние
сваркой элементов конструкций
осуществляется внахлестку и
встык. Соединение внахлестку производится
при помощи валиковых
(угловых) швов.

Валиковые
швы называются фланговыми, если они
расположены
параллельно
направлению силы (рис.а),
лобовыми,
если они
расположены
перпендикулярно направлению силы
(рис.б),
и
косыми, если они идут под углом к
направлению действующей
силы
(рис. в). !

Валиковые
швы рассчитывают на срез. Расчетное
сечение среза
— площадь А
=
lh,
где
l
—длина валикового шва; h

расчетная
высота шва, связанная с толщиной
свариваемых листов соотношением
(рис. б)

Н
=
δ соs45°
≈ 0,76.

Когда
сваривают листы различной толщины, то
при вычисле­нии
высоты шва в расчет вводится минимальная
толщина. Условие прочности сварного
шва имеет вид

τ=
F/
lh
=
F/
l
δ ≤
ср
]

где
ср
] —допускаемое напряжение на срез для
сварного шва.

Чаще
всего применяют сварное соединение
листов встык (рис.,
г), когда зазор между соединяемыми
листами заполняется расплавленным
металлом. При сравнительно большой
толщине соединяемых
элементов их кромки перед сваркой
специально обра­батывают.
Высоту шва обычно принимают равной
толщине листов.

Прочность
стыкового сварного шва, как правило, не
уступает прочности
свариваемого металла. Сварной шов в
соединении

встык
работает на тот же вид деформации, что
и соединяемые элементы,
наиболее часто — на растяжение или на
сжатие. Условие
прочности шва в этом случае имеет вид

σ=
F/
lh
=
F/
l
δ ≤[σ’]

где
[σ’]
—допускаемое напряжение на растяжение
или сжатие сварного
шва.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #

    08.03.201514.37 Mб15Конспект лекций по ИУРЭ ДВОРСОН.doc

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

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 материалов1. Допускаемые напряжения*
для углеродистых сталей обыкновенного качества в горячекатаном состоянии

 Допускаемые напряжения* для углеродистых сталей обыкновенного качества в горячекатаном состоянии

Допускаемые напряжения* для углеродистых сталей обыкновенного качества в горячекатаном состоянии
2. Механические свойства и допускаемые напряжения
углеродистых качественных конструкционных сталей

Механические свойства и допускаемые напряжения углеродистых качественных конструкционных сталей
Механические свойства и допускаемые напряжения углеродистых качественных конструкционных сталей
3. Механические свойства и допускаемые напряжения
легированных конструкционных сталей

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

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

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

Механические свойства и допускаемые напряжения для отливок из ковкого чугуна
Механические свойства и допускаемые напряжения для отливок из ковкого чугуна
7. Допускаемые напряжения для пластмассовых деталей
Допускаемые напряжения для пластмассовых деталей
Допускаемые напряжения для пластмассовых деталей

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.

Для определения допускаемых напряжений в машиностроения 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. 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 в данном справочнике применяются как дифференцированный, так и табличный методы, а также их комбинация. В табл. 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 напряжении 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 sном и tном умножать на коэффициент концентрации ks или kt:

smax = kssном; tmax = kttном;

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

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

* 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).

14. Механические свойства и допускаемые напряжения углеродистых качественных конструкционных сталей

Марка стали Термообработка * Временное сопротивление sB Предел текучести sT Предел выносливости Допускаемые напряжения **, МПа
при растяжении s-1p при изгибе s-1 при кручении t-1 при растяжении [sp] при изгибе [sиз] при кручении [tкр] при срезе [tср] при смятии [sсм]
МПа I II III I II III I II III I II III I II
08 Н 330 200 120 150 90 110 80 60 130 95 75 80 60 45 60 45 35 165 120
10 Н 340 210 125 155 95 110 80 60 145 100 75 80 60 45 65 45 35 165 120
  Ц-В59 400 250 145 180 110 130 90 70 155 115 90 100 65 55 70 50 40 195 135
15 Н 380 230 135 170 100 125 85 65 150 110 85 95 65 50 75 50 40 185 125
  Ц-В59 450 250 160 200 120 145 50 80 175 125 100 110 80 60 85 60 45 210 175
29 Н 420 250 150 190 115 140 115 95 170 120 95 105 70 55 85 60 45 210 175
  Ц-В59 500 300 180 225 135 165 115 90 200 140 110 125 75 55 100 60 45 240 175
25 Н 460 280 170 210 125 150 110 85 180 130 105 110 80 60 90 65 50 220 165
  Ц-В58 550 350 200 250 155 180 130 100 210 160 125 135 95 75 110 80 60 270 195
30 Н 500 300 180 225 135 165 115 90 200 140 110 125 90 70 100 65 55 240 177
  У 600 350 215 270 160 200 140 105 240 175 135 150 105 80 120 85 65 300 210
35 Н 540 320 190 240 145 180 125 95 210 155 120 135 90 70 110 75 55 270 190
  У 650 380 230 290 175 210 150 115 260 185 145 160 110 85 130 90 70 520 220
  В35 1000 650 360 450 270 330 230 180 400 290 220 250 165 135 200 140 110 500 350
40 Н 580 340 210 260 155 190 130 105 230 165 130 140 100 75 115 80 60 280 200
  У 700 400 250 315 190 230 160 125 270 200 155 170 120 95 140 100 80 340 240
  В35 1000 650 360 450 270 340 230 180 400 290 220 250 175 135 200 140 110 500 350
45 Н 610 360 220 375 165 200 140 110 240 175 135 150 105 80 125 85 65 300 210
  У 750 450 270 345 205 240 170 135 290 215 170 185 130 100 145 105 80 360 260
  М35 900 650 325 405 245 300 210 160 360 260 200 230 165 120 185 125 95 450 310
45 В42 1000 700 325 405 245 300 210 160 360 260 200 230 160 120 185 125 95 450 310
  B48 1200 950 430 540 325 400 280 210 480 340 270 300 210 160 240 170 130 600 420
  ТВЧ56 750 450 270 340 205 240 170 135 290 210 170 185 130 100 145 105 80 360 260
50 Н 640 380 230 290 175 210 140 115 250 185 145 160 110 85 125 85 65 310 220
  У 900 700 325 405 245 300 210 160 360 260 200 230 180 120 185 125 95 450 310
20Г Н 460 280 165 205 125 150 100 80 180 130 100 110 80 60 90 65 50 220 160
  В 570 420 205 255 150 195 130 100 230 165 125 145 100 75 115 80 60 290 190
З0Г Н 550 320 200 250 150 180 130 100 210 160 125 135 95 75 110 80 60 270 190
  В 680 560 345 30S 180 230 160 120 270 195 150 170 120 90 140 100 75 340 240
40Г Н 600 360 220 270 160 200 140 110 240 175 135 150 105 80 120 85 65 300 210
  B45 840 590 350 380 230 280 190 150 330 240 190 210 150 115 170 120 95 420 290
50Г Н 660 400 235 295 175 210 150 115 260 185 145 160 110 75 130 90 70 320 220
  В 820 560 300 370 220 270 190 150 330 250 185 250 155 110 165 105 75 419 290
65Г Н 750 440 270 340 200 240 175 135 290 210 170 185 130 100 145 105 80 360 260
  У 900 700 325 405 245 300 210 160 360 260 200 230 160 120 185 125 95 450 310
  М45 1500 1250 530 670 400 500 350 260 600 430 330 380 260 200 300 210 160 760 520

* Условные о обозначения термической обработки в табл. 14 — 16: О — отжиг. Н — нормализация; У — улучшение; Ц -цементация; ТВЧ — закалка с нагревом ТВЧ; В — закалка с охлаждением в воде; М — закалка с охлаждением в масле; НВ — твердость по Бринеллю. Число после М, В, Н или ТВЧ — среднее значение твердости по HRC.
** Римскими цифрами обозначен вид нагрузки.

Примечание. Марки стали 20Г, 30Г, 40Г, 50Г, 65Г являются старыми марками, действующими до 1988 г. Буква Г в них обозначала содержание марганца около 1 %.

15. Механические свойства и допускаемые напряжения легированных конструкционных сталей

Марка стали ГОСТ Термообработка Временное сопротивление sB Предел текучести sT Предел выносливости Допускаемые напряжения, МПа
при растяжении s-1p при изгибе s-1 при кручении t-1 при растяжении [sp] при изгибе [sиз] при кручении [tкр] при срезе [tср] при смятии [sсм]
МПа I II III I II III I II III I II III I II
10Г2 4543-71 Н 430 250 175 220 125 140 110 90 170 135 110 105 75 60 85 65 50 210 165
09Г2С 19281-89 500 350 190 240 140 170 120 95 200 150 120 125 90 70 100 70 55 250 180
10ХСНД 19281-89 540 400 215 270 155 1S5 140 110 220 160 135 140 100 80 110 80 65 280 210
20Х 4543-71 Н 600 300 210 260 150 190 135 105 230 165 130 140 100 75 115 85 60 280 200
У 700 500 280 350 200 240 175 140 290 220 175 180 130 100 145 105 80 360 260
М59 850 630 340 420 240 290 210 170 350 145 210 220 155 120 175 125 95 430 320
40Х Н 630 330 250 310 180 200 155 125 240 190 155 150 115 90 120 95 75 300 230
У 800 650 320 400 230 270 200 160 320 250 200 200 150 115 160 115 90 400 300
М39 1100 900 440 550 320 380 280 220 450 340 270 280 200 160 230 165 130 560 420
М48 1300 1100 520 650 380 440 330 260 530 410 320 330 240 190 270 195 150 670 490
45Х Н 650 350 260 320 185 210 160 130 250 195 160 155 115 90 125 95 75 310 240
У 950 750 380 470 270 320 240 190 380 290 230 240 175 135 190 135 105 480 360
М48 1400 1200 560 700 400 480 350 280 570 430 350 360 260 200 290 200 160 720 520
50Х Н 650 350 260 325 185 210 160 130 250 200 160 160 120 90 125 90 70 360 240
М48 1500 1300 600 750 430 500 370 300 600 460 370 370 270 210 300 220 170 750 550
35Г2 Н 630 370 250 315 180 200 155 125 240 190 160 150 115 90 130 95 75 330 230
В, НВ 249 800 650 320 400 230 270 200 160 320 250 200 200 145 115 160 115 90 400 300
40Г2 Н 670 390 270 335 195 220 170 135 260 210 170 165 120 95 130 95 75 330 250
М, НВ З31 1120 950 540 660 380 380 310 270 460 380 330 290 230 190 230 180 150 580 460
45Г2 Н 700 410 280 350 200 230 175 140 270 210 175 175 125 100 140 100 8O 340 260
М, НВ 295 850 700 340 425 245 290 210 170 350 145 210 220 155 120 175 125 95 440 330
33ХС Н 600 300 210 260 150 190 135 105 230 165 130 140 100 75 115 65 60 280 200
М 900 700 360 450 260 300 220 180 360 280 220 230 165 130 180 135 105 450 330
38ХС У 950 750 370 470 280 320 230 185 390 290 230 240 175 140 190 140 110 480 350
18ХГТ Н 700 430 280 350 200 230 175 140 270 210 175 170 125 100 140 100 8O 340 260
Ц-М59 1000 800 400 500 290 330 250 200 400 310 250 250 185 145 200 145 115 490 380
30ХГТ М43 1250 1050 500 620 360 430 310 250 510 390 310 320 230 180 260 185 140 640 460
Ц-М59 1100 800 440 550 320 370 270 220 440 340 270 280 200 160 220 160 125 550 410
20ХГНР М40 1300 1200 520 650 375 450 330 260 540 410 320 340 230 170 270 180 135 680 500
М50 1450 1400 580 725 420 500 360 290 600 450 360 380 270 210 300 215 170 750 540
40ХФА М30 900 750 360 450 260 320 230 180 380 280 220 240 170 130 190 135 105 480 340
М50 1600 1300 640 800 480 550 410 320 660 500 400 410 310 240 330 240 195 820 610
30ХМ М 950 750 380 475 230 320 240 190 390 300 240 240 155 115 190 125 90 480 360
35ХМ М, НВ270 1000 850 400 500 290 340 250 200 410 310 250 260 185 145 200 130 95 520 380
М50 1600 1400 640 800 480 550 410 320 660 500 400 420 310 240 330 250 200 820 610
40ХН Н 780 460 310 390 225 260 195 160 310 240 195 190 140 110 155 115 90 390 290
М43 1300 1000 480 600 345 410 310 240 490 370 300 310 220 170 250 175 135 620 460
12ХН2 М 800 600 320 400 230 270 200 160 320 250 200 200 145 115 160 115 90 400 300
Ц-М59 800 600 320 400 230 270 200 160 320 250 200 200 145 115 160 115 90 400 300
12ХНЗА У 950 700 380 470 270 320 240 190 380 280 230 240 175 140 190 140 110 480 300
ТВЧ59 1000 850 400 500 300 Э40 260 200 410 310 250 250 190 150 200 150 120 510 380
20Х2Н4А ТВЧ59 680 450 270 340 200 230 170 135 270 210 170 170 125 100 140 100 80 340 260
Ц-М59 1100 850 440 550 320 370 270 220 440 340 270 280 200 160 220 160 125 550 410
М 1300 1100 520 650 375 440 330 260 530 400 320 330 240 190 260 190 150 660 500
20ХГСА М 800 650 320 400 230 270 200 160 330 250 200 200 145 115 160 115 90 410 300
30ХГС О 600 360 240 300 170 200 150 120 240 185 150 150 110 85 120 90 70 300 220
30ХГСА У 1100 850 440 550 320 370 270 220 440 340 270 280 200 160 220 160 125 550 410
М46 1500 1300 600 750 430 510 380 300 620 470 380 390 270 210 310 220 170 760 570
38Х210 М 800 700 320 400 230 280 200 160 330 250 200 200 150 115 170 120 95 410 300
М 900 750 360 450 260 310 240 190 370 290 240 230 170 135 185 140 110 460 360
50ХФА 14959-79 М 1300 1100 520 650 340 440 330 260 540 400 320 340 220 170 260 180 135 660 500
М46 1500 1300 600 750 360 520 380 300 620 470 380 390 240 180 310 200 145 770 570
60С2 М, НВ 269 1300 1200 520 650 340 440 330 260 540 400 320 340 230 170 260 180 135 670 500
60С2А М, НВ 269 1600 1400 640 800 465 550 400 320 660 500 400 410 300 230 330 240 185 820 600
ШХ15 801-78 О 600 380 240 300 180 200 150 120 240 180 150 150 110 90 120 90 75 300 220
М62 2200 1700 460 660 330 740 350 230 890 480 330 550 250 165 440 200 130 1100 520

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

Марка стали ГОСТ Термообработка Временное сопротивление sB Предел текучести sT Предел выносливости Допускаемые напряжения, МПа
при растяжении s-1p при изгибе s-1 при кручении t-1 при растяжении [sp] при изгибе [sиз] при кручении [tкр] при срезе [tср] при смятии [sсм]
МПа I II III I II III I II III I II III I II
20Л 977-88 Н 412 216 120 170 100 90 63 48 110 84 68 63 50 40 50 40 32 135 95
25Л 441 235 125 180 110 95 65 50 115 90 72 65 52 44 52 42 35 145 105
30Л 471 255 135 190 115 100 70 53 120 93 76 70 55 46 55 44 36 150 110
35Л 491 275 140 200 120 110 74 56 130 100 80 75 60 48 60 47 38 165 120
45Л 540 314 155 220 130 125 84 63 150 110 88 87 65 52 70 53 42 190 125
50Л 569 334 170 240 145 140 92 68 170 125 96 100 74 58 75 55 43 210 150
20ГЯ 540 275 155 220 130 120 83 63 145 110 88 85 65 52 65 50 40 180 125
35ГЛ Н 540 294 155 220 130 120 83 63 145 105 88 85 65 52 65 50 40 180 125
В 589 343 170 240 145 140 92 68 170 125 96 100 74 58 75 55 43 210 150
30ГСЛ Н 589 343 170 240 145 140 92 68 170 125 96 100 74 58 75 55 43 210 150
В 638 392 180 260 155 160 100 72 190 135 105 110 79 62 88 64 50 240 155
40ХЛ М 638 491 180 260 160 165 100 72 200 140 105 115 82 64 90 64 50 250 165
35ХГСЛ Н 589 343 170 240 145 140 92 68 170 125 96 100 74 58 75 55 43 210 150
В 785 589 225 320 190 200 125 90 240 170 130 140 98 76 110 78 60 300 300
35ХМЛ Н 589 392 170 240 145 160 95 68 190 130 96 110 76 58 88 60 46 240 150

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

Марка чугуна (ГОСТ 1412-85) Временное сопротивление sв Предел прочности Предел выносливости Форма сечения Допускаемые напряжения, МПа
при изгибе sиз при сжатии sсж при кручении tкр при изгибе s-1 при кручении t-1 при изгибе [sиз] при кручении [tкр] при растяжении [sр] при сжатии [sсж]
МПа I II III I II III I II III I II III
СЧ 15 150 320 650 240 70 50 70 40 30 53 30 22 33 20 14 145 83 14
60 35 25 40 23 16
50 29 21 33 18 13
СЧ 18 180 360 700 260 80 60 80 50 35 58 36 26 40 25 18 155 95 18
66 41 30 43 27 20
56 35 25 37 23 16
СЧ20 300 400 750 280 100 80 88 57 43 62 45 35 45 30 22 165 110 22
73 47 35 45 33 25
60 40 30 40 28 22
СЧ25 250 460 850 300 120 100 97 67 52 65 52 43 53 35 28 185 125 28
80 55 43 50 38 32
68 47 35 40 32 27
СЧ 30 300 500 1100 390 140 110 115 80 60 85 60 48 70 48 37 240 165 37
95 65 50 65 45 35
80 55 42 55 37 30
СЧ35 350 550 1200 400 150 115 125 85 65 90 65 50 78 55 42 260 185 42
100 70 55 65 47 37
87 60 45 55 40 30
СЧ40 400 600 1300 460 150 115 130 85 65 100 65 50 85 57 43 280 190 43
100 70 55 75 47 37
90 60 45 63 40 30
СЧ45 450 650 1400 500 200 150 140 105 85 110 80 65 100 75 60 310 190 60
115 85 70 80 60 50
100 75 60 75 55 45

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

Марка чугуна Временное сопротивление sв Предел прочности Предел текучести sт Предел выносливости Форма сечения Допускаемые напряжения, МПа
при изгибе sиз при сжатии sсж при кручении tкр при изгибе s-1 при кручении t-1 при изгибе [sиз] при кручении [tкр] при растяжении [sр] при сжатии [sсж] при смятии [sсм]
МПа I II III I II III I II III I II III I II III
КЧ 30 — 6 300 490 340 270 190 90 55 80 105 58 40 65 40 36 85 39 25 95 40 25 125 58
100 55 37 52 37 29
95 50 35 45 32 25
80 43 30 45 32 25
КЧ 33-8 330 530 345 290 210 100 60 90 115 65 45 70 50 40 95 42 27 105 43 27 140 63
110 60 42 56 40 32
100 58 40 50 35 28
85 50 34 50 35 28
КЧ 35 -10 350 570 350 300 220 105 65 95 120 70 50 75 55 43 100 45 30 110 47 30 150 67
110 65 47 60 44 34
105 60 45 52 38 30
90 52 38 52 38 30
КЧ 37-12 370 580 370 320 230 110 65 100 125 72 50 80 57 45 105 47 30 115 48 30 155 70
115 65 47 64 45 36
110 63 45 55 40 31
55 55 38 55 40 31
КЧ 45-7 450 660 440

Справочник конструктора — Все что нужно любому конструктору! ©2008-2023

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти cos2a если известен cosa
  • Как найти мощность потребляемой энергии
  • Как исправить дефекты на фото в фотошопе
  • Как найти человека на скрытом сайте
  • Как найти вакансию в европе