2.3.1材料的许用应力、安全系数及强度条件.
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各种许用应力与抗拉强度、屈服强度的关系我们在设计的时候常取许用剪切应力,在不同的情况下安全系数不同,许用剪切应力就不一样。
校核各种许用应力常常与许用拉应力有联系,而许用材料的屈服强度(刚度)与各种应力关系如下:<一> 许用(拉伸)应力钢材的许用拉应力[δ]与抗拉强度极限、屈服强度极限的关系:1.对于塑性材料[δ]=δs /n2.对于脆性材料[δ]= δb /nδb ---抗拉强度极限δs ---屈服强度极限n---安全系数注:脆性材料:如淬硬的工具钢、陶瓷等。
塑性材料:如低碳钢、非淬硬中炭钢、退火球墨铸铁、铜和铝等。
<二> 剪切许用剪应力与许用拉应力的关系:1.对于塑性材料[τ]=0.6-0.8[δ]2.对于脆性材料[τ]=0.8-1.0[δ]<三> 挤压许用挤压应力与许用拉应力的关系1.对于塑性材料[δj]=1.5-2.5[δ]2.对于脆性材料[δj]=0.9-1.5[δ]注:[δj]=1.7-2[δ](部分教科书常用)<四> 扭转许用扭转应力与许用拉应力的关系:1.对于塑性材料[δn]=0.5-0.6[δ]2.对于脆性材料[δn]=0.8-1.0[δ]轴的扭转变形用每米长的扭转角来衡量。
对于一般传动可取[φ]=0.5°--1°/m;对于精密件,可取[φ]=0.25°-0.5°/m;对于要求不严格的轴,可取[φ]大于1°/m计算。
<五> 弯曲许用弯曲应力与许用拉应力的关系:1.对于薄壁型钢一般采取用轴向拉伸应力的许用值2.对于实心型钢可以略高一点,具体数值可参见有关规范。
材料许用应力材料的许用应力是指材料在受力作用下所能承受的最大应力值。
对于不同材料来说,其许用应力是不同的,这主要取决于材料的性能和用途。
在工程设计和制造中,合理地确定材料的许用应力是非常重要的,它直接关系到材料的安全可靠性和使用寿命。
在本文中,将对材料许用应力的概念、计算方法以及影响因素进行探讨。
首先,材料的许用应力是指在材料的弹性极限范围内,材料所能承受的最大应力值。
超过这个值,材料就会发生塑性变形或破坏。
许用应力的计算方法一般有两种,一种是根据材料的弹性模量和屈服强度来计算,另一种是根据材料的抗拉强度和安全系数来计算。
不同的计算方法适用于不同的材料和工程要求,工程师需要根据具体情况进行选择。
其次,影响材料许用应力的因素有很多,主要包括材料的性能、工作条件、制造工艺等。
材料的性能是决定许用应力的关键因素,包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度等。
工作条件是指材料在实际工作中所受到的载荷和环境条件,包括温度、湿度、腐蚀等。
制造工艺也会对材料的性能产生影响,不同的制造工艺可能导致材料的微观结构和性能发生变化,从而影响许用应力的大小。
最后,合理地确定材料的许用应力对于工程设计和制造非常重要。
如果许用应力确定得过大,就会导致材料过早地发生塑性变形或破坏,从而影响工程的安全可靠性;如果许用应力确定得过小,就会导致材料的使用寿命变短,从而增加了工程的成本。
因此,工程师需要充分考虑材料的性能、工作条件和制造工艺等因素,合理地确定材料的许用应力,以确保工程的安全可靠性和使用寿命。
综上所述,材料的许用应力是一个非常重要的参数,它直接关系到材料的安全可靠性和使用寿命。
工程师需要充分考虑材料的性能、工作条件和制造工艺等因素,合理地确定材料的许用应力,以确保工程的安全可靠性和使用寿命。
希望本文对您有所帮助。
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 s n 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。
304不锈钢的许用应力表概述及解释说明1. 引言1.1 概述304不锈钢是一种常见的不锈钢材料,在工业领域广泛应用。
随着工程项目的发展和要求的提高,了解该材料的性能和限制变得越来越重要。
而许用应力表作为衡量304不锈钢可承受压力的重要参考依据,对于确保结构安全和设备使用寿命具有重要意义。
1.2 文章结构本文将围绕着304不锈钢的许用应力表进行详细阐述,以帮助读者更好地理解该材料的特性和使用限制。
文章包括以下几个部分:引言、304不锈钢许用应力表的定义与意义、304不锈钢许用应力表的组成要素、解释说明常见的304不锈钢许用应力表参数图表示例、结论和展望。
1.3 目的本文旨在对读者介绍304不锈钢许用应力表,包括其定义、作用以及制定原则。
同时,通过对各种参数如材料强度、耐蚀能力以及温度等因素对许用应力值影响的解释,帮助读者更好地理解许用应力表的组成要素。
最后,本文还将通过图表示例的详细说明和参数之间关系分析,帮助读者更好地利用许用应力表确定特定条件下的适当许用应力值。
通过本文的阐述,读者将对304不锈钢的许用应力表有一个全面而深入的了解,并能够合理应用于实际工程项目中。
2. 304不锈钢的许用应力表的定义与意义:2.1 304不锈钢的特性介绍:304不锈钢是一种常见的不锈钢材料,具有良好的耐蚀性和机械性能。
它主要由铬、镍和少量的碳组成,因此具有较高的抗氧化能力和耐酸蚀性。
同时,304不锈钢还具有优异的可焊性和加工性能。
2.2 许用应力表的定义与作用:许用应力表是根据材料特性和使用要求制定的一种指导材料使用安全界限的表格。
对于304不锈钢这样的材料而言,许用应力表可以规定在特定条件下允许施加在材料上的最大应力值,以确保其在使用过程中不发生损坏或失效。
2.3 为什么需要对304不锈钢制定许用应力表:由于304不锈钢广泛应用于各个领域,如建筑、汽车、化工等,因此了解并遵循适当的许用应力对于保证结构安全和延长材料寿命至关重要。
管道压力等级确定及设计标准管道的压力等级是指管道系统中能够承受的最大工作压力等级,该等级通常由以下因素决定:管道所运输的介质、管道本身的材料和制造工艺。
其主要目的是确保管道系统能够安全、可靠地运行,并且不对生产或环境造成损害。
压力等级的确定是压力管道设计的核心,也是布置和应力校核的前提条件,以及影响压力管道基建投资和管道可靠性的重要因素。
管道的压力等级包括2个方面:标准管件的公称压力等级(以公称压力表示)和壁厚等级(以壁厚等级表示)。
通常,管道的压力等级是标准管件的公称压力等级和壁厚等级共同决定的参数。
在确定管道的压力等级时,需要考虑以下方面:管道所输送介质的性质(如流量、密度、粘度、温度、压力等参数),管道本身的材料和工艺(如管道的材质、内部涂层、制造标准等)、管道系统所需承受的外部压力或荷载(如地震、风荷载、支架荷载等)以及确定所需的安全系数和使用寿命(如使用年限、应力、疲劳、裂纹等)。
根据这些指标和实际工程需求,可以进行系统的计算和分析,以确定管道所需的压力等级。
同时,还需要考虑国家相关标准和法规的规定,以及现场实际情况和安全要求等。
工程上,工艺操作参数不宜直接作为压力管道的设计条件,要考虑工艺操作的波动、相连设备的影响、环境的影响等因素,而在工艺操作参数的基础上给出一定的安全裕量作为设计条件。
这里所说的设计条件主要是指设计压力和设计温度。
1.1设计压力的确定管道的设计压力:应不低于正常操作时,由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的压力。
最苛刻条件:是指导致管子及管道组成件最大壁厚或最高公称压力等级的条件。
考虑介质的静液柱压力等因素的影响,设计压力一般应略高于由(或)外压与温度构成的最苛刻条件下的最高工作压力。
管道设计压力应该考虑最苛刻条件下的内外压和温度因素,为了安全起见,设计压力一般要略高于最高工作压力。
在确定设计压力时,我们可以参考压力容器的做法,使用增加裕度系数的方式,以确保操作方便和安全。
铝合金的许用应力表1. 引言铝合金是一种重要的结构材料,在航空、汽车、建筑等领域有广泛应用。
在设计和使用铝合金结构时,了解其许用应力是至关重要的。
许用应力表是一种工程参考表格,用于指导设计师和工程师在结构设计中选择合适的材料和保证结构的安全工作。
本文将详细介绍铝合金的许用应力表,包括其定义、计算方法、影响因素以及实际应用等内容。
2. 许用应力的定义许用应力是指材料在特定工作条件下能够承受的最大应力。
对于铝合金而言,许用应力取决于材料的力学性能和工作环境的要求。
许用应力表列出了不同铝合金材料在不同工作条件下的许用应力值,供工程师参考和使用。
3. 计算方法计算铝合金的许用应力需要考虑以下几个因素:3.1 材料的强度铝合金的强度是指材料抵抗变形和破坏的能力。
常用的强度指标包括屈服强度、抗拉强度和硬度等。
许用应力通常取材料的屈服强度的一部分,以确保在工作条件下不会超过材料的极限。
3.2 工作条件工作条件包括温度、应变速率、载荷类型等。
不同的工作条件对铝合金的许用应力有不同的影响。
例如,在高温环境下,铝合金的强度会降低,因此许用应力需要相应调整。
3.3 安全系数安全系数是指许用应力与实际应力之间的比值。
通常,设计师会在许用应力的基础上乘以一个安全系数,以确保结构的安全可靠。
安全系数的大小取决于结构的重要性和风险承受能力。
4. 影响因素铝合金的许用应力受到多个因素的影响,主要包括以下几个方面:4.1 材料成分不同成分的铝合金具有不同的力学性能。
合金元素的添加可以改变材料的强度、硬度和耐腐蚀性等性能,从而影响其许用应力。
4.2 加工工艺加工工艺对铝合金的晶粒大小、晶格缺陷和内部应力等有重要影响。
合理的加工工艺可以提高材料的强度和韧性,从而提高其许用应力。
4.3 环境条件铝合金常用于室外和高温环境中,因此环境条件对其许用应力有重要影响。
高温环境会降低铝合金的强度,而腐蚀性环境会导致材料的损失和破坏。
5. 实际应用铝合金的许用应力表是工程设计中的重要参考依据。
第10章连接10.1复习笔记【通关提要】本章介绍了零件连接形式:螺纹连接、键连接和销连接,主要阐述了螺纹的类型和几何参数、螺纹连接的基本类型、螺栓连接的受力分析和强度计算、螺旋传动、键连接的类型和强度计算以及销连接。
学习时需要重点掌握螺栓连接的受力分析和强度计算、键连接的强度计算,此处多以计算题的形式出现;熟练掌握螺纹和螺纹连接的类型和应用、提高螺纹连接强度的措施、键连接的类型、应用及布置等内容,多以选择题、填空题、判断题和简答题的形式出现。
复习时需把握其具体内容,重点记忆。
【重点难点归纳】一、螺纹参数(见表10-1-1)表10-1-1螺纹的分类和几何参数二、螺旋副的受力分析、效率和自锁(见表10-1-2)表10-1-2螺旋副的受力分析、效率和自锁三、机械制造常用螺纹(见表10-1-3)表10-1-3机械制造常用螺纹四、螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件(见表10-1-4)表10-1-4螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件五、螺纹连接的预紧和防松1.拧紧力矩(见表10-1-5)表10-1-5拧紧力矩2.螺纹连接的防松(见表10-1-6)表10-1-6螺纹连接的防松六、螺栓连接的强度计算(见表10-1-7)表10-1-7螺栓连接的强度计算七、螺栓的材料和许用应力1.材料螺栓的常用材料为低碳钢和中碳钢,重要和特殊用途的螺纹连接件可采用力学性能较高的合金钢。
2.许用应力及安全系数许用应力及安全系数可见教材表10-7和表10-8。
八、提高螺栓连接强度的措施(见表10-1-8)表10-1-8提高螺栓连接强度的措施九、螺旋传动螺旋传动主要用来把回转运动变为直线运动,其主要失效是螺纹磨损。
按使用要求的不同可分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋。
1.耐磨性计算(1)通常是限制螺纹接触处的压强p,其校核公式为p=F a/(πd2hz)≤[p]式中,F a为轴向力;z为参加接触的螺纹圈数;h为螺纹工作高度;[p]为许用压强。
(2)确定螺纹中径d2的设计公式①梯形螺纹d≥2②锯齿形螺纹2d≥其中,φ=H/d2,z=H/P,H为螺母高度;梯形螺纹的工作高度h=0.5P;锯齿形螺纹的工作高度h=0.75P。
许用应力等于屈服强度除以安全系数许用应力等于屈服强度除以安全系数1. 引言在工程力学和材料力学中,许用应力是指材料在设计工作中所能承受的最大应力,通常表示为σallow。
而屈服强度是材料在受力到一定程度时产生的应力,表示为σyield。
安全系数则是用来考虑材料在使用中的各种不确定因素,并对材料的强度进行修正的一个系数,通常表示为FS。
那么,许用应力与屈服强度和安全系数之间的关系是怎样的呢?接下来,我将从深度和广度上对这一概念进行全面评估。
2. 许用应力和屈服强度的关系为了理解许用应力与屈服强度之间的关系,我们需要先了解屈服强度的含义。
屈服强度是指材料开始发生塑性变形的应力值,即材料在受到外力作用时,开始发生形变的临界应力。
而许用应力则是在设计中根据安全性和可靠性的要求所规定的允许应力,其大小要小于屈服强度。
也就是说,许用应力应小于屈服强度,以确保材料在使用过程中不会发生塑性变形和破坏。
3. 安全系数的作用安全系数是为了考虑材料在使用过程中的各种不确定因素而设置的,包括材料的加工质量、装配质量、使用环境等因素。
而许用应力就是在考虑了安全系数的情况下确定的,其计算公式为:σallow = σyield / FS可以看出,许用应力与屈服强度之间的关系是通过安全系数来联系起来的。
只有在考虑了安全系数的情况下,才能确定材料在设计和使用过程中所能承受的最大应力。
4. 个人观点与理解从我个人的观点来看,许用应力等于屈服强度除以安全系数这一概念是非常重要的。
在工程设计和材料选择过程中,我们要考虑到安全性和可靠性的要求,并根据实际情况确定材料的许用应力,以保证其在使用过程中不会发生塑性变形和破坏。
我认为深入了解许用应力与屈服强度和安全系数之间的关系,对于工程设计和材料选择具有重要的参考意义。
5. 总结通过本文的深度和广度的讨论,我对许用应力等于屈服强度除以安全系数这一概念有了更加全面、深刻的理解。
我们了解了许用应力与屈服强度之间的关系,以及安全系数在其中的作用。
表A.1钢管材料许用应力单位为MPa
表A.1钢管材料许用应力表(续)单位为MPa
表A.1钢管材料许用应力表(续)单位为MPa
表A.1钢管材料许用应力表(续)单位为MPa
表A.2 钢板材料许用应力单位为MPa
表A.2 钢板材料许用应力表(续)单位为MPa
表A.3 螺栓材料许用应力表单位为MPa
精品文档
表B.6 符合ASME B31.1标准材料的许用应力表单位为MPa
表B.6 符合ASME B31.1标准材料的许用应力表(续) 单位为MPa
表B.6 符合ASME B31.1标准材料的许用应力表(续) 单位为MPa
表B.7 符合ASME B31.1标准材料的许用应力表(续) 单位为MPa
表B.7 符合EN 10216-2标准材料的许用应力表
表B.7 符合EN 10216-2标准材料的许用应力表
精品文档。
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)材料名称牌号屈服点s σ2(kgf /cm ) 抗拉强度b σ2(kgf /cm ) 抗压强度c σ2(kgf /cm )伸长率s ε%用途普通碳素钢 (GB700-65) <GB700-88>A3 <Q235钢>240 (2400)380~470(3800~4700)25~27 金属结构构件,普通零件A5 <Q275钢>280 (2800)500~620(5000~6200)19~21 同上优质碳素钢 <GB699-88>45360(3600)610(6100)16强度要求较高的零件, 齿轮、轴等 50390(3900)660(6600)13齿轮、连杆、轮缘 扁弹簧、轧辊等 普通低合金钢 <GB1591-88>16Mn280~350(2800~3500) 480~520(4800~5200)19~21建筑结构、起重设备、容器、造船、矿山机械 15MnV340~420(3400~4200) 500~560(5000~5600)17~19中高压容器、车辆、 桥梁、 起重机材料名称牌号屈服点s σ抗拉强度b σ 抗压强度c σ 伸长率s ε用途2(kgf/cm)2(kgf/cm)2(kgf/cm)%合金结构钢<GB3077-88>40Cr(调质)550~800(5500~8000)750~1000(7500~10000)9~15齿轮、轴、曲轴、连杆等40MnB(调质)500~800(5000~8000)750~1000(7500~10000)10~12可代替40Cr钢球墨铸铁<GB1348-88>300~420(3000~4200)400~600(4000~6000)1.5~10轧辊、曲轴、凸轮轴、齿轮、活塞、阀门、底座灰口铸铁<GB9439-88> HT15-33100~280(1000~2800)650(6500)轴承盖、基座、泵体、壳体HT20-40160~320(1600~3200)750(7500)同上铝合金<GB3190-82> L Y11110~240(1100~2400)210~420(2100~4200)18航空结构件、铆钉等LD9280(2800)420(4200)13内燃机活塞等铜合金<GB5233-85> QA19-2(软)300(3000)450(4500) 20~40 船舶零件QA19-4(软)200(2000)500~600(5000~6000)40齿轮、轴套等表2常用非金属材料拉伸和压缩时的机械性质(常温、静载)材料名称抗拉强度bσ2(kgf/cm)抗压强度cσ2(kgf/cm)伸长率s%用途酚醛层压板(HG2-212-65)85~100(850~1000)垂直于板层:230~250(2300~2500)平行于板层:130~150(1300~1500)结构材料和各种机械零件有机玻璃>55(>550)130(1300)聚三氟氯乙烯30≥(300≥)20≥耐腐蚀高压密封件、泵和管道零件聚四氟乙烯14~24(140~240) 150~350耐腐蚀、耐高温的密封元件、管道、衬里、容器、轴承等尼龙55~70(550~700)46~90(460~900)10~200红松(顺纹)98(980)33 (330)杉木(顺纹)77~97(770~970)36~41 (360~410)混凝土0.3~1(3~10)2.5~80(25~800)(完)。