Доклады о будущих и современных технологиях

СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ПО ДОПУСКАЕМЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ И ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ (РАЗРУШАЮЩИМ) нагрузкам

Д. П. Прохоров, А. С. Нефедов

Научный руководитель - А. С. Нефедов, канд. техн. наук, доцент

Ярославский государственный технический университет

В настоящее время для оценки прочности различных конструкций и их элементов используются три метода: по допускаемым напряжениям, по разрушающим (предельным) нагрузкам, по предельным состояниям.

Метод расчета по допускаемым напряжениям разработан ещё в XIX веке применялся до 1938 г. в строительстве и до сих пор используется в машиностроении. По этому методу требуется, чтобы наибольшие напря­жения отах в опасных сечениях элемента конструкции не превышало так называемого допускаемого напряжения [о]: отах<[о], где [о]=опр /[л]. Здесь опр - предельное напряжение, равное пределу текучести для пластичных материалов или пределу прочности для - хрупких материалов, [п]- норма­тивный запас прочности.

Метод расчета по предельным (разрушающим) нагрузкам требует, чтобы наибольшая нагрузка ¥тах, действующая на конструкцию, не пре­восходила так называемой допускаемой нагрузки [Т]: Ттах<[Т], где [Т]= =Тпр/[п]. Здесь Тпр - предельная (разрушающая) нагрузка, при которой ис­черпывается несущая способность конструкции. Для определения разру­шающей нагрузки используется упрощенная диаграмма растяжения - диа­грамма упругопластического материала (диаграмма Прандтля).

Метод расчёта по допускаемым напряжениям, обеспечивая прочность конструкции, во многих случаях не использует все её возможности, так как если хотя бы в одной точке материала конструкции напряжение достигает предельного значения, то несущая способность считается исчерпанной.

Однако в статически неопределимых системах из пластичных мате­риалов появление напряжений, равных пределу текучести, в отдельных элементах или в частях их сечений не приводит к потере несущей способ­ности всей конструкции. Следовательно, нагрузку можно увеличить по сравнению стой, которая получается при расчёте по допускаемым напря­жениям.

Кроме того, расчет статически неопределимых систем по разрушаю­щим нагрузкам существенно проще расчета в пределах упругости. Причем величина предельной нагрузки не зависит от наличия зазоров или натягов, от изменения температуры.