Понятие о допускаемом напряжении. Коэффициент запаса

Прочности.

Выше указывалось, что для обеспечения надежной работы любого сооружения и его долговечности необходимо, чтобы каждая его составная часть (элемент конструк­ции) была прочной, т.е. чтобы она была гарантирована от разрушения за все время эксплуатации. Поэтому действительные напряжения во всех частях сооружения не должны превышать определенного предела для того или иного материала, а именно, они должны быть значительно меньше так называемых опасных (предельных) напряже­ний, которыми являются предел прочности σ_в - для хрупких материалов и предел текучести σ_т - для пластичных материалов.

Наибольшее напряжение, при котором обеспечивается длительная работа конст­рукции без риска ее разрушения называется допускаемым напряжением. Оно обозна­чается той же буквой, что и действительное напряжение, но заключенной в квад­ратные скобки [σ].

Таким образом, величина допускаемого нормального напряжения [σ] должна составлять некоторую часть от предела прочности σ_в или предела текучести σ_т. Число, показывающее, во сколько раз допускаемое напряжение меньше пре­дела прочности или предела текучести, называется коэффициентом запаса прочнос­ти и обозначается буквой К.

Следовательно, величина допускаемого напряжения для хрупких материалов может быть выражена формулой:

(4.1)

Для пластичных материалов, которые могут получать значительные остаточные деформации перед разрушением, за опасное напряжение принимается предел теку­чести σ_т. Так как величина предела текучести при растяжении и сжатии у плас­тичных материалов почти одна и та же, то и допускаемые напряжения для них при растяжении и сжатии часто назначаются одинаковыми, т.е.

(4.2)

При выборе допускаемого напряжения, что является крайне ответственной за­дачей, необходимо учитывать многие факторы, влияющие на его величину. Очень важное значение имеет, например, род применяемого материала. Хрупкие материалы, почти не дающие остаточных деформаций, разрушаются внезапно, а поэтому коэффициент запаса прочности для них назначается больше, чем для пластичных материа­лов, имеющих площадку текучести.

Для пластичных материалов коэффициент запаса прочности "К " принимается равным 1,5 … 2,0, для хрупких – 3 … 4.