7270842156

Dla materiałów kruchych, naprężenia dopuszczalne k zależą od wytrzymałości wartości granicznej na rozciąganie R_m i są wyznaczane ze wzoru: k_r = R_m/n

gdzie:

n - współczynnikiem bezpieczeństwa.

Podobnie są określane naprężenia dopuszczalne przy innych rodzajach naprężeń: przy ściskaniu kg, zginaniu k_g, ścinaniu k_t i skręcaniu k_s.

Wartość współczynnika bezpieczeństwa n zależy od wielu czynników. Większą wartość przyjmuje się dla materiałów kruchych, niejednorodnych. Wybór współczynnika jest kompromisem między wymaganiami bezpieczeństwa, a względami ekonomicznymi. Zbyt duże współczynniki bezpieczeństwa prowadzą do konstrukcji drogich i ciężkich.

Konstruktor korzysta podczas pracy z poradników technicznych lub np. przepisów resortowych, które podają wartości naprężeń dopuszczalnych. Zawarte tam tabele określają wartości naprężeń dopuszczalnych k dla różnych materiałów, rodzaju odkształceń i dla różnych zastosowań. Konstruktor wykonuje obliczenia wytrzymałościowe w celu określenia wymiarów elementów konstrukcyjnych jak również sprawdzenia czy wartości rzeczywiste naprężeń w elementach konstrukcyjnych nie przekraczają wartości naprężeń dopuszczalnych. Jest to sprawdzenie warunku wytrzymałości. W wielu elementach konstrukcyjnych np. w przypadku belek sprawdza się również warunek sztywności, który polega na sprawdzeniu ugięć elementu konstrukcyjnego pod wpływem działających sił i momentów.

Naprężenia normalne i styczne

Rozpatrzmy pręt rozciągany osiową siłą F (rys. 1), w którym wykonano umownie przekrój a-a. Pod wpływem sił F pojawiają się w tym przekroju naprężenia, które są rozłożone na całej powierzchni przekroju. Wypadkową tych naprężeń jest siła, R która równoważy siłę rozciągającą F. Siłę R można rozłożyć na dwie składowe: siłę N normalną (tzn. prostopadłą do przekroju oraz siłę T styczną (równoległa do przekroju).

Rys. 1. Naprężenia styczne oraz normalne [opracowanie własne]

Literą c (sigma) oznaczamy naprężenia normalne o = N/S, zaś literą x (tau) oznaczamy naprężenia styczne x = T/S.

Dla przekroju prostopadłego do osi pręta mamy o = N/S = F/S, zaś naprężenia styczne nie występują (x = 0). W układzie SI jednostką naprężenia jest paskal Pa 1 Pa= 1 N/m²

W praktyce stosuje się jednostki będące wielokrotnością paskala: kilopaskal 1 kPa = 10³ Pa, oraz megapaskal 1 MPa = 10⁶ Pa

Obliczanie elementów, które są narażone na rozciąganie i ściskanie

Obliczenie wytrzymałościowe polega na określeniu wartości naprężeń rzeczywistych o i sprawdzeniu, czy są one nie większe od naprężeń dopuszczalnych przy rozciąganiu k_r lub ściskaniu k_c:

Cr = Ff/S < kr lub Cc = F_c/S < kc

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego"

8