材料的许用应力和安全系数

40号钢材的许用应力有（安全系数n= 1.34）：
1.许用端面承压应力=548.6MPa；
2.许用剪切应力=211.1MPa；
3.许用抗压弯应力=365.7MPa。

许用应力：机械设计或工程结构设计中允许零件或构件承受的最大应力值。

要判定零件或构件受载后的工作应力过高或过低，需要预先确定一个衡量的标准，这个标准就是许用应力。

凡是零件或构件中的工作应力不超过许用应力时，这个零件或构件在运转中是安全的，否则就是不安全的。

许用应力是机械设计和工程结构设计中的基本数据。

在实际应用中，许用应力值一般由国家工程主管部门根据安全和经济的原则，按材料的强度、载荷、环境情况、加工质量、计算精确度和零件或构件的重要性等加以规定。

许用应力等于考虑各种影响因素后经适当修正的材料的失效应力除以安全系数。

塑性材料（大多数结构钢和铝合金）以屈服极限为基准,除以安全系数后得许用应力,即[σ]=σs/n（n=1.2~2.5）;脆性材料（铸铁和高强钢）以强度极限为基准，除以安全系数后得许用应力,即[σ]=σb/n(n=2~5)。

(n为安全系数)。

asem 水压试验许用应力的取值
ASEM（美国电气制造商协会）水压试验许用应力的取值是根据不同的应用场合和材料类型而定的。

一般来说，ASEM标准中对于水压试验许用应力的取值要求如下：
1. 对于碳钢和低合金钢材料，水压试验许用应力通常取材料的屈服强度除以1.5~
2.0的安全系数。

2. 对于不锈钢材料，水压试验许用应力通常取材料的屈服强度除以1.5~1.8的安全系数。

3. 对于铸铁、铜、铝等材料，水压试验许用应力通常取材料的抗拉强度除以1.5~2.0的安全系数。

需要注意的是，以上是一般情况下的取值要求，具体的取值还需根据具体的应用场合、材料类型以及设计要求来确定。

在确定水压试验许用应力时，应综合考虑材料的力学性能、耐腐蚀性、工作压力和温度等因素。

同时，还需要根据相关标准和规范进行设计和制造，以确保水压试验的可靠性和安全性。

许用应力等于屈服强度除以安全系数【导言】在工程设计和材料选择过程中，许用应力是一个至关重要的概念。

它不仅涉及到材料的性能和抗力能力，还与设计的安全性密切相关。

在本文中，我们将从许用应力的概念出发，深入探讨它与屈服强度、安全系数的关系，以及如何有效地应用于工程实践中。

【定义】许用应力，顾名思义，即允许材料在工作时所能承受的最大应力值。

它是根据材料的屈服强度和安全系数来确定的，通常表示为σ_allow。

许用应力的概念是为了保证材料在长期工作加载下不发生塑性变形和失效，同时保证结构和构件的安全运行。

【屈服强度】屈服强度是指材料在受到一定应力作用下开始产生塑性变形的应力值。

用σ_yield表示。

在材料的应力应变曲线中，屈服强度对应着材料从线性弹性阶段进入塑性变形阶段的临界点。

对于金属材料来说，屈服强度是一个重要的材料性能参数，直接关系到材料的可塑性和抗拉性能。

【安全系数】安全系数是指设计中为了保证结构的安全性和可靠性，在许用应力和材料屈服强度之间设置的一个比值。

常用符号为N_safety。

通过在设计中设置适当的安全系数，可以有效地避免结构或构件因过载或其它外部因素而发生塑性变形、破坏甚至垮塌。

【许用应力与屈服强度、安全系数的关系】根据许用应力的定义，我们可以得到以下等式：许用应力σ_allow = 屈服强度σ_yield / 安全系数N_safety即，许用应力是由材料的屈服强度除以安全系数得到的。

这种关系体现了对材料性能和结构安全的综合考虑，能够有效地指导工程设计和材料选择。

【应用实例】以一根直径为10mm、长度为1m的钢材为例，其屈服强度为250MPa，安全系数为2.5。

根据许用应力的计算公式，可得到该钢材的许用应力为100MPa。

这意味着在工程设计中，我们可以将该钢材在工作时的应力控制在100MPa以下，从而保证其安全可靠地运行。

【结论】许用应力的概念是工程设计中的重要内容，它不仅关乎材料的性能和抗力能力，还直接关系到结构和构件的安全性。

第四节 许用应力·安全系数·强度条件由脆性材料制成的构件，在拉力作用下，当变形很小时就会突然断裂，脆性材料断裂时的应力即强度极限σb ；塑性材料制成的构件，在拉断之前已出现塑性变形，在不考虑塑性变形力学设计方法的情况下，考虑到构件不能保持原有的形状和尺寸，故认为它已不能正常工作，塑性材料到达屈服时的应力即屈服极限σs 。

脆性材料的强度极限σb 、塑性材料屈服极限σs 称为构件失效的极限应力。

为保证构件具有足够的强度，构件在外力作用下的最大工作应力必须小于材料的极限应力。

在强度计算中，把材料的极限应力除以一个大于1的系数n （称为安全系数），作为构件工作时所允许的最大应力，称为材料的许用应力，以[σ]表示。

对于脆性材料，许用应力b b n σσ=][ （5-8）对于塑性材料，许用应力 s sn σσ=][ （5-9）其中b n 、s n 分别为脆性材料、塑性材料对应的安全系数。

安全系数的确定除了要考虑载荷变化，构件加工精度不同，计算差异，工作环境的变化等因素外，还要考虑材料的性能差异（塑性材料或脆性材料）及材质的均匀性，以及构件在设备中的重要性，损坏后造成后果的严重程度。

安全系数的选取，必须体现既安全又经济的设计思想，通常由国家有关部门制订，公布在有关的规范中供设计时参考，一般在静载下，对塑性材料可取0.2~5.1=s n ；脆性材料均匀性差，且断裂突然发生，有更大的危险性，所以取0.5~0.2=b n ，甚至取到5~9。

为了保证构件在外力作用下安全可靠地工作，必须使构件的最大工作应力小于材料的许用应力，即][max max σσ≤=A N （5-10）上式就是杆件受轴向拉伸或压缩时的强度条件。

根据这一强度条件，可以进行杆件如下三方面的计算。

1．强度校核 已知杆件的尺寸、所受载荷和材料的许用应力，直接应用（5-10）式，验算杆件是否满足强度条件。

2．截面设计 已知杆件所受载荷和材料的许用应力，将公式（5-10）改成][σN A ≥，由强度条件确定杆件所需的横截面面积。

许用应力不超过5%
许用应力是机械设计或工程结构设计中允许零件或构件承受的最大应力值，它是材料强度和安全系数的乘积。

如果许用应力不超过 5%，这意味着设计中使用的材料强度非常高，安全系数非常大，这样的设计可能会导致材料浪费和成本增加。

因此，在实际工程设计中，许用应力通常会根据具体情况进行合理的选择，以平衡材料的强度、安全系数和成本之间的关系。

一般来说，许用应力的选择应该考虑以下因素：
1. 材料的强度：材料的强度是许用应力的基础，应该根据材料的力学性能和使用条件来确定。

2. 安全系数：安全系数是为了保证设计的安全性而设置的，应该根据设计的要求和使用环境来确定。

3. 成本：许用应力的选择也应该考虑成本因素，过高的许用应力会导致材料浪费和成本增加。

因此，在实际工程设计中，许用应力的选择应该综合考虑材料的强度、安全系数和成本等因素，以达到最佳的设计效果。

Ⅷ-1产品设计制造检验自公司03年取得美国ASME U产品钢印和授权证书以来，公司已制造U钢印产品80余台，中圣在国际化道路上取得了长足的发展。

本次培训结合这些年的制造经历，并与GB-150进行比较，重点讲解Ⅷ-1有特色的部分内容。

1、许用应力及安全系数几十年来ASME规范按规则设计的安全系数一直取4.0，直到98版规范安全系数由4.0降为3.5，使材料许用应力提高12.5%。

材料的许用应力可以从第Ⅱ卷D篇中查取。

D篇有公制版和英制版两个版本。

表1A 对应铁基材料最大许用应力表1B 对应非铁基材料最大许用应力表3 对用螺栓材料最大许用应力D篇所列材料的排序按合金含量递增排列：碳钢——铬钼钢——不锈钢在同一“公称成份”以内，材料顺序按抗拉强度递增排序。

2、材料使用限制所有受压件材料都必须是ASME规范材料，且是Ⅷ-1卷表UCS-23、UHA-23或UNF-23中所列材料。

特殊情况下可选用Code Case材料。

非受压件材料可以选用其他国家标准材料，但要考虑可焊性。

焊接材料选用ASME规范、GB等材料均允许。

3、接头系数ASME规范Ⅷ-1关于接头系数的规定比GB和EN标准要复杂得多，也不易掌握。

UW-12关于接头系数的描述，归纳起来有以下要素：1) 接头系数取决于该接头的型式及探伤比例。

2) 接头型式有8种。

常用3种：1型双面对接、2型单面对接加垫板、3型单面对接不加垫板。

3) UW-12(d) 对无缝筒节环向应力计算或无缝封头厚度计算当符合UW-11(a)(5)(b)要求时E=1.0，不符合时，E=0.85。

4) C、D类角接头没有焊缝系数。

锥体与筒体连接＜30°为对接接头，否则为角接接头。

插HSB讲课幻灯片补充实例A：在运用UW-11(a)(5)(b)时注意：（1）无缝筒体与封头连接（2）有缝筒体与封头连接当（1）（2）中B缝进行抽拍RT时，封头壁厚计算E=1.0当半球形封头与筒体连接时图示所有焊缝均为Cat. A 故环焊缝也应100%RT，而按（1）（2）依据UW-11(a)(5)(b)则错，（UG-31）补充B：ASME换证产品储罐采用Spot RT设计要求人孔法兰与筒节焊缝应抽查RT，由于该接头无焊接系数，不需要RT。

碳素钢许用应力
碳素钢的许用应力取决于其强度和韧性。

一般来说，碳素钢的许用应力可以根据其屈服强度和安全系数来确定。

许用应力= 屈服强度/ 安全系数
安全系数是一个保守的因子，用于确保结构的安全性和可靠性。

通常，安全系数的取值范围为1.5 到3。

要确定碳素钢的许用应力，需要先知道其屈服强度。

碳素钢的屈服强度可以通过材料测试或标准规范中提供的数据来获得。

根据不同的碳钢等级和规范，屈服强度的数值可能会有所不同。

需要注意的是，碳素钢的许用应力还可能受到其他因素的影响，如温度、应变速率、应力集中等。

因此，在实际工程设计中，还需要考虑这些因素，并进行综合评估和取舍。

低碳钢和灰铸铁的许用应力计算公式许用应力计算公式为：[σ]=σb/n(n=2~5)，其中n为安全系数。

许用应力是机械设计和工程结构设计中的基本数据。

要判定零件或构件受载后的工作应力过高或过低，需要预先确定一个衡量的标准，这个标准就是许用应力。

公式就是用数学符号表示各个量之间的一定关系(如定律或定理)的式子。

具有普遍性，适合于同类关系的所有问题。

在数理逻辑中，公式是表达命题的形式语法对象，除了这个命题可能依赖于这个公式的自由变量的值之外。

要判定零件或构件受载后的工作应力过高或过低，需要预先确定一个衡量的标准，这个标准就是许用应力。

力是物体对物体的作用，所以力都是成对出现的。

有力就有施力物体和受力物体。

两物体间通过不同的形式发生相互作用如吸引、相对运动、形变等而产生的力，叫作用力。

首先查到钢板材料的屈服强度，然后根据钢板的截面特性，利用应力计算公式得到结果。

屈服强度乘以板材截面积就是该钢板的许用应力。

屈服强度根据不同的牌号有不同的值。

第四节 许用应力·安全系数·强度条件由脆性材料制成的构件，在拉力作用下，当变形很小时就会突然断裂，脆性材料断裂时的应力即强度极限σb ；塑性材料制成的构件，在拉断之前已出现塑性变形，在不考虑塑性变形力学设计方法的情况下，考虑到构件不能保持原有的形状和尺寸,故认为它已不能正常工作,塑性材料到达屈服时的应力即屈服极限σs 。

脆性材料的强度极限σb 、塑性材料屈服极限σs 称为构件失效的极限应力。

为保证构件具有足够的强度，构件在外力作用下的最大工作应力必须小于材料的极限应力。

在强度计算中，把材料的极限应力除以一个大于1的系数n （称为安全系数），作为构件工作时所允许的最大应力，称为材料的许用应力，以［σ］表示.对于脆性材料，许用应力b bn σσ=][ （5—8）对于塑性材料，许用应力s sn σσ=][ （5-9）其中b n 、s n 分别为脆性材料、塑性材料对应的安全系数。

安全系数的确定除了要考虑载荷变化，构件加工精度不同,计算差异,工作环境的变化等因素外，还要考虑材料的性能差异（塑性材料或脆性材料)及材质的均匀性，以及构件在设备中的重要性，损坏后造成后果的严重程度。

安全系数的选取，必须体现既安全又经济的设计思想，通常由国家有关部门制订，公布在有关的规范中供设计时参考，一般在静载下,对塑性材料可取0.2~5.1=s n ；脆性材料均匀性差，且断裂突然发生,有更大的危险性，所以取0.5~0.2=b n ,(另种说法2.5-3）甚至取到5～9。

为了保证构件在外力作用下安全可靠地工作，必须使构件的最大工作应力小于材料的许用应力，即][maxmax σσ≤=A N （5-10）上式就是杆件受轴向拉伸或压缩时的强度条件.根据这一强度条件,可以进行杆件如下三方面的计算。

1．强度校核 已知杆件的尺寸、所受载荷和材料的许用应力,直接应用（5—10)式,验算杆件是否满足强度条件。

2．截面设计 已知杆件所受载荷和材料的许用应力，将公式（5-10）改成][σNA ≥,由强度条件确定杆件所需的横截面面积。

TA2的许用应力TA2是一种热可加工性能、力学性能、耐蚀性能优异的钛合金材料，广泛应用于航空航天、化工等领域。

而许用应力则是TA2材料在使用过程中所能承受的最大应力，是TA2材料应用的重要性能参数。

下面将围绕“TA2的许用应力”展开阐述。

一、TA2材料的力学性能TA2材料具有良好的强度和韧性，其屈服强度为345MPa，抗拉强度为590MPa，延伸率为25%。

这些力学性能决定了TA2材料能够承受的最大应力。

二、TA2材料的应力集中在TA2材料的工程应用中，往往会出现一些应力集中的情况。

这些应力集中可能来源于静载荷、动载荷、冲击载荷等。

应力集中会导致材料局部应变过大，最终造成材料的损伤和失效。

三、TA2材料的许用应力TA2材料的许用应力是指TA2材料在使用过程中所能承受的最大应力。

其计算公式为：σa=σy/NS，其中σa为许用应力，σy为屈服强度，NS为安全系数。

一般情况下，TA2材料的安全系数为1.5-2.0。

四、TA2材料许用应力的影响因素TA2材料许用应力的大小受多种因素的影响。

首先，TA2材料的强度、韧性和硬度等力学性能对许用应力有直接影响；其次，应力集中的情况会使得许用应力下降；再次，材料的制造质量也会对许用应力产生一定的影响；最后，环境因素、气候等外部因素也会对许用应力造成一定的影响。

五、TA2材料的许用应力的应用TA2材料的许用应力一般用于钢结构、建筑结构、机械结构、航空航天等领域。

在这些领域，TA2材料的力学性能表现良好，能够承受高强度的应力，保证结构的安全稳定。

综上所述，TA2的许用应力是TA2材料应用的重要性能参数，其大小受多种因素的影响。

在TA2材料的工程应用中，需要根据实际情况计算出许用应力，并根据许用应力制定相应的技术要求，确保结构的安全可靠。

安全系数与许用应力
由于各种原因使结构丧失其正常工作能力的现象，称为失效。

工程材料失效的两种形式为：
（1）塑性屈服，指材料失效时产生明显的塑性变形，并伴有屈服现象。

如低碳钢、铝合金等塑性材料。

（2）脆性断裂，材料失效时几乎不产生塑性变形而突然断裂。

如铸铁、混凝土等脆断材料。

许用应力：保证构件安全可靠工作所容许的最大应力值。

对于塑性材料，进入塑性屈服时的应力取屈服极限，对于某些无明显屈
服平台的合金材料取，则危险应力或；对于脆性材料：断裂时的应力是强度极限，则。

构件许用应力用表示，则工程上一般取
塑性材料：；
脆性材料：
分别为塑性材料和脆性材料的安全系数。

表1 常用金属材料拉伸和压缩时的机械性质（常温、静载）
表2 常用非金属材料拉伸和压缩时的机械性质（常温、静载）
(完)
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许用应力的计算公式许用应力啊，这可是工程力学里一个相当重要的概念！咱们先来说说啥是许用应力。

简单来讲，许用应力就是材料在工作时允许承受的最大应力值。

你想想，如果材料承受的应力超过了这个许用值，那可就危险啦，就好像一个人挑担子，超过了他能承受的重量，就得累趴下，材料也会“累坏”甚至出问题。

那许用应力咋算呢？这就得提到几个关键的因素。

一般来说，许用应力的计算公式是：许用应力 = 材料的屈服强度或抗拉强度除以安全系数。

比如说，一种钢材的屈服强度是 300 兆帕，咱们设定的安全系数是2，那它的许用应力就是300÷2 = 150 兆帕。

这就意味着在实际使用中，这种钢材承受的应力不能超过 150 兆帕，超过了可就不安全喽。

我记得有一次去一个工厂参观，看到工程师们在讨论一个大型机械零件的设计。

他们拿着图纸，对着各种数据争论不休，焦点就是这个许用应力的计算。

其中一位工程师说，根据以往的经验，这个零件在工作时可能会受到很大的冲击力，所以安全系数得提高，许用应力就得算得更保守一些。

另一位工程师则认为，新的材料性能更好，可以适当降低安全系数，提高零件的利用率。

他们争论得面红耳赤，我在旁边听得津津有味。

最后，经过一番激烈的讨论和计算，他们终于确定了一个合理的许用应力值，保证了零件既安全可靠，又能充分发挥材料的性能。

其实啊，在实际工程中，确定许用应力可不是一件简单的事儿。

要考虑材料的种类、工作环境、载荷类型等等好多因素。

比如说，在高温环境下工作的零件，材料的性能会下降，许用应力就得相应降低；如果是承受交变载荷的零件，那也得更加小心，安全系数得加大。

而且，不同的行业和标准，对于许用应力的计算和取值也可能会有所不同。

就像建筑行业和机械制造行业，虽然都用许用应力这个概念，但具体的计算方法和要求可能会有差别。

总之，许用应力的计算是一门大学问，需要我们综合考虑各种因素，精确计算，才能保证工程的安全和可靠。

可不能马虎大意，不然就可能会出大问题哟！。