makita hr2470

Допускаемые напряжения и механические свойства материалов

Для определения допускаемых напряжений в машиностроении применяют следующие основные методы.

1. Дифференцированный запас прочности находят как произведение ряда частных коэффициентов, учитывающих надежность материала, степень ответственности детали, точность расчетных формул и действующие силы и другие факторы, опреде­ляющие условия работы деталей.

2. Табличный - допускаемые на­пряжения принимают по нормам, систематизированным в виде таблиц (табл. 13 - 19). Этот метод менее точен, но наиболее прост и удо­бен для практического пользования при про­ектировочных и проверочных прочностных расчетах.

В работе конструкторских бюро и при расчетах деталей машин в данном справочнике применяются как дифференцированный, так и. табличный методы, а также их комбинация. В табл. 16-18 приведены допускаемые напряжения для нетиповых литых деталей, на которые не разработаны специальные методы расчета и соответствующие им допускаемые напряжения. Типовые детали (например, зубчатые и червячные колеса, шкивы) следует рассчитывать по методикам, приводимым в соответствующем разделе справочника или специальной литературе.

Приведенные допускаемые напряжения предназначены для приближенных расчетов только на основные нагрузки. Для более точных расчетов с учетом дополнительных нагрузок (например, динамических) табличные значения следует увеличивать на 20 - 30 %.

Допускаемые напряжения даны без учета концентрации напряжений и размеров детали, вычислены для стальных гладких полирован­ных образцов диаметром 6- и для необработанных круглых чугунных отливок диа­метром. При определении наибольших напряжений в рассчитываемой детали нужно номинальные напряжения σном и τном умно­жать на коэффициент концентрации kσ или kτ:

σmax= kσ σном; τmax = kττном

13. Допускаемые напряжения для углеродистых сталей обыкновенного качества в горячекатаном состоянии

Марка стали

Допускаемые напряжения, МПа

при растяжении [σр]

при изгибе [σиз]

при кручении [τкр]

при срезе [τcp]

при смятии [σсм]

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

Ст2

115

80

60

140

100

80

85

65

50

70

50

40

175

120

Ст3

125

90

70

150

110

85

95

65

50

75

50

40

190

135

Ст4

140

95

75

170

120

95

105

75

60

85

65

50

210

145

Ст5

165

115

90

200

140

110

125

90

70

100

65

55

250

175

Ст6

195

140

110

230

170

135

145

105

80

115

85

65

290

210

Римскими цифрами обозначен вид нагрузки: I - статическая; II - переменная, дейст­вующая от нуля до максимума, от максимума до нуля (пульсирующая); III - знакопеременная (симметричная).

14. Механические свойства и допускаемые напряжения углеродистых качественных конструкционных сталей

Мар­ка

стали

Термообра­ботка

Вре­мен­ное соп-ро-тив-ле-ние

σв

Пре­дел теку­чести

σт

Предел выносливости

Допускаемые напряжения, МПа

при рас­тя-же-нии

σ-1р

при изгибе

σ-1

при кру­чении

τ-1

при растяжении [σр]

при изгибе [σиз]

при кручении [τкр]

при срезе [τcp]

при смятии [σсм]

МПа

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

08

Н

330

200

120

150

90

110

80

60

130

95

75

80

60

45

60

45

35

165

120

10

Н

340

210

125

155

95

110

80

60

145

100

75

80

60

45

65

45

35

165

120

Ц-В59

400

250

145

180

110

130

90

70

155

115

90

100

65

55

70

50

40

195

135

15

Н

380

230

135

170

100

125

85

65

150

110

85

95

65

50

75

50

40

185

125

Ц-В59

450

250

160

200

120

145

50

80

175

125

100

110

80

60

85

60

45

210

175

20

Н

420

250

150

190

115

140

115

95

170

120

95

105

70

55

85

60

45

210

175

Ц-В59

500

300

180

225

135

165

115

90

200

140

110

125

75

55

100

60

45

240

175

25

Н

460

280

170

210

125

150

110

85

180

130

105

110

80

60

90

65

50

220

165

Ц-В58

550

350

200

250

155

180

130

100

210

160

125

135

95

75

110

80

60

270

195

30

Н

500

300

180

225

135

165

115

90

200

140

110

125

90

70

100

65

55

240

175

У

600

350

215

270

160

200

140

105

240

175

135

150

105

80

120

85

65

300

210

35

Н

540

320

190

240

145

180

125

95

210

155

120

135

90

70

110

75

55

270

190

У

650

380

230

290

175

210

150

115

260

185

145

160

110

85

130

90

70

520

220

В35

1000

650

360

450

270

330

230

180

400

290

220

250

165

135

200

140

110

500

350

40

Н

580

340

210

260

155

190

130

105

230

165

130

140

100

75

115

80

60

280

200

У

700

400

250

315

190

230

160

125

270

200

155

170

120

95

140

100

80

340

240

В35

1000

650

360

450

270

340

230

180

400

290

220

250

175

135

200

140

110

500

350

45

Н

610

360

220

275

165

200

140

110

240

175

135

150

105

80

125

85

65

300

210

У

750

450

270

345

205

240

170

135

290

215

170

185

130

100

145

105

80

360

260

М35

900

650

325

405

245

300

210

160

360

260

200

230

165

120

185

125

95

450

310

В42

1000

700

325

405

245

300

210

160

360

260

200

230

160

120

185

125

95

450

310

В48

1200

950

430

540

325

400

280

210

480

340

270

300

210

160

240

170

130

600

420

ТВЧ56

750

450

270

340

205

240

170

135

290

210

170

185

130

100

145

105

80

360

260

50

Н

640

380

230

290

175

210

140

115

250

185

145

160

110

85

125

85

65

310

220

У

900

700

325

405

245

300

210

160

360

260

200

230

180

120

185

125

95

450

310

20Г

Н

460

280

165

205

125

150

100

80

180

130

100

110

80

60

90

65

50

220

160

В

570

420

205

255

150

195

130

100

230

165

125

145

100

75

115

80

60

290

190

30Г

Н

550

320

200

250

150

180

130

100

210

160

125

135

95

75

110

80

60

270

190

В

680

560

245

305

180

230

160

120

270

195

150

170

120

90

140

100

75

340

240

40Г

Н

600

360

220

270

160

200

140

110

240

175

135

150

105

80

120

85

65

300

210

В45

840

590

350

380

230

280

190

150

330

240

190

210

150

115

170

120

95

420

290

50Г

Н

660

400

235

295

175

210

150

115

260

185

145

160

110

75

130

90

70

320

220

В

820

560

300

370

220

270

190

150

330

250

185

250

155

110

165

105

75

410

290

65Г

Н

750

440

270

340

200

240

175

135

290

210

170

185

130

100

145

105

80

360

260

У

900

700

325

405

245

300

210

160

360

260

200

230

160

120

185

125

95

450

310

М45

1500

1250

530

670

400

500

350

260

600

430

330

380

260

200

300

210

160

760

520

Условные обозначения термической обработки в табл. 14 - 16: О - отжиг; Н - нормализация; У - улучшение; Ц -цементация; ТВЧ - закалка с нагревом ТВЧ; В - закалка с охлаждением в воде; М - закалка с охлаждением в масле; НВ - твердость по Бринеллю. Число после М, В, Н или ТВЧ - среднее значение твердости по HRC.

Римскими цифрами обозначен вид нагрузки, см. табл. 13.

Примечание. Марки стали 20Г, 30Г, 40Г, 50Г, 65Г являются старыми марками, действующими до 1988 г. Буква Г в них обозначала содержание марганца около 1 %.

15. Механические свойства и допускаемые напряжения легированных конструкционных сталей

Марка стали

ГОСТ

Термообра­ботка

Вре­мен­ное сопро-тивле-ние

σв

Пре­дел теку­чести

σт

Предел выносливости

Допускаемые напряжения, МПа

при рас­тя-же-нии

σ-1р

при изгибе

σ-1

при кру­чении

τ-1

при растяжении [σр]

при изгибе [σиз]

при кручении [τкр]

при срезе [τcp]

при смятии [σсм]

МПа

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

10Г2

4543-71

Н

430

250

175

220

125

140

110

90

170

135

110

105

75

60

85

65

50

210

165

09Г2С

19281-89

-

500

350

190

240

140

170

120

95

200

150

120

125

90

70

100

70

55

250

180

10ХСНД

19281-89

-

540

400

215

270

155

185

140

110

220

160

135

140

100

80

110

80

65

280

210

20Х

4543-71

Н

600

300

210

260

150

190

135

105

230

165

130

140

100

75

115

85

60

280

200

У

700

500

280

350

200

240

175

140

290

220

175

180

130

100

145

105

80

360

260

М59

850

630

340

420

240

290

210

170

350

145

210

220

155

120

175

125

95

430

320

40Х

Н

630

330

250

310

180

200

155

125

240

190

155

150

115

90

120

95

75

300

230

У

800

650

320

400

230

270

200

160

320

250

200

200

150

115

160

115

90

400

300

М39

1100

900

440

550

320

380

280

220

450

340

270

280

200

160

230

165

130

560

420

М48

1300

1100

520

650

380

440

330

260

530

410

320

330

240

190

270

195

150

670

490

45Х

Н

650

350

260

320

185

210

160

130

250

195

160

155

115

90

125

95

75

310

240

У

950

750

380

470

270

320

240

190

380

290

230

240

175

135

190

135

105

480

360

М48

1400

1200

560

700

400

480

350

280

570

430

350

360

260

200

290

200

160

720

520

50Х

Н

650

350

260

325

185

210

160

130

250

200

160

160

120

90

125

90

70

360

240

М48

1500

1300

600

750

430

500

370

300

600

460

370

370

270

210

300

220

170

750

550

35Г2

Н

630

370

250

315

180

200

155

125

240

190

160

150

115

90

120

95

75

330

230

В, НВ249

800

650

320

400

230

270

200

160

320

250

200

200

145

115

160

115

90

400

300

40Г2

Н

670

390

270

335

195

220

170

135

260

210

170

165

120

95

130

95

75

330

250

М. НВ33

1120

950

540

660

380

380

310

270

460

380

330

290

230

190

230

180

150

580

460

45Г2

Н

700

410

280

350

200

230

175

140

270

210

175

175

125

100

140

100

80

340

260

М, НВ295

850

700

340

425

245

290

210

170

350

145

210

220

155

120

175

125

95

440

330

33хс

Н

600

300

210

260

150

190

135

105

230

165

130

140

100

75

115

65

60

280

200

М

900

700

360

450

260

300

220

180

360

280

220

230

165

130

180

135

105

450

330

38ХС

У

950

750

370

470

280

320

230

185

390

290

230

240

175

140

190

140

110

480

350

18XГТ

Н

700

430

280

350

200

230

175

140

270

210

175

170

125

100

140

100

80

340

260

Ц-М59

1000

800

400

500

290

330

250

200

400

310

250

250

185

145

200

145

115

490

380

30хгт

М43

1250

1050

500

620

360

430

310

250

510

390

310

320

230

180

260

185

140

640

460

Ц-М59

1100

800

440

550

320

370

270

220

440

340

270

280

200

160

220

160

125

550

410

20ХГНР

М40

1300

1200

520

650

375

450

330

260

540

410

320

340

230

170

270

180

135

680

500

М50

1450

1400

580

725

420

500

360

290

600

450

360

380

270

210

300

215

170

750

540

40ХФА

М30

900

750

360

450

260

320

230

180

380

280

220

240

170

130

190

135

105

480

340

М50

1600

1300

640

800

480

550

410

320

660

500

400

410

310

240

330

240

195

820

610

30хм

М

950

750

380

475

230

320

240

190

390

300

240

240

155

115

190

125

90

480

360

35ХМ

М, НВ270

1000

850

400

500

290

340

250

200

410

310

250

260

185

145

200

130

95

520

380

М50

1600

1400

640

800

480

550

410

320

660

500

400

420

310

240

330

250

200

820

610

40ХН

Н

780

460

310

390

225

260

195

160

310

240

195

190

140

110

155

115

90

390

290

М43

1200

1000

480

600

345

410

310

240

490

370

300

310

220

170

250

175

135

620

460

12ХН2

М

800

600

320

400

230

270

200

160

320

250

200

200

145

115

160

115

90

400

300

Ц-М59

800

600

320

400

230

270

200

160

320

250

200

200

145

115

160

115

90

400

300

12ХН3А

У

950

700

380

470

270

320

240

190

380

280

230

240

175

140

190

140

110

480

300

ГВЧ59

1000

850

400

500

300

340

260

200

410

310

250

250

190

150

200

150

120

510

380

20Х2Н4А

ТВЧ59

680

450

270

340

200

230

170

135

270

210

170

170

125

100

140

100

80

340

260

Ц-М59

1100

850

440

550

320

370

270

220

440

340

270

280

200

160

220

160

125

550

410

М

1300

1100

520

650

375

440

330

260

530

400

320

330

240

190

260

190

150

660

500

20ХГСА

М

800

650

320

400

230

270

200

160

330

250

200

200

145

115

160

115

90

410

300

30XГC

О

600

360

240

300

170

200

150

120

240

185

150

150

110

85

120

90

70

300

220

30XГСА

У

1100

850

440

550

320

370

270

220

440

340

270

280

200

160

220

160

125

550

410

М46

1500

1300

600

750

430

510

380

300

620

470

380

390

270

210

310

220

170

760

570

38X210

М

800

700

320

400

230

280

200

160

330

250

200

200

150

115

170

120

95

410

300

М

900

750

360

450

260

310

240

190

370

290

240

230

170

135

185

140

110

460

360

50ХФА

14959-79

М

1300

1100

520

650

340

440

330

260

540

400

320

340

220

170

260

180

135

660

500

М46

1500

1300

600

750

360

520

380

300

620

470

380

390

240

180

310

200

145

770

570

60С2

М, НВ269

1300

1200

520

650

340

440

330

260

540

400

320

340

220

170

260

180

135

670

500

60С2А

М, НВ269

1600

1400

640

800

465

550

400

320

660

500

400

410

300

230

330

240

185

820

600

ШХ15

801-78

О

600

380

240

300

180

200

150

120

240

180

150

150

110

90

120

90

75

300

220

М62

2200

1700

460

660

330

740

350

230

890

480

330

550

250

165

440

200

130

1100

520

Условные обозначения термообработки указаны в конце табл. 14.

Римскими цифрами обозначен вид нагрузки, см. табл. 13.

16. Механические свойства и допускаемые напряжения для отливок из углеродистых и легированных сталей

Марка стали

ГОСТ

Термообра­ботка

Вре­мен­ное сопро-тивле-ние

σв

Пре­дел теку­чести

σт

Предел выносливости

Допускаемые напряжения, МПа

при рас­тя-жении

σ-1р

при изгибе

σ-1

при кру­чении

τ-1

при растяжении [σр]

при изгибе [σиз]

при кручении [τкр]

при срезе [τcp]

при смятии [σсм]

МПа

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

20Л

977-88

Н

412

216

120

170

100

90

63

48

110

84

68

63

50

40

50

40

32

135

95

25Л

441

235

125

180

110

95

65

50

115

90

72

65

52

44

52

42

35

145

105

30Л

471

255

135

190

115

100

70

53

120

93

76

70

55

46

55

44

36

150

110

35Л

491

275

140

200

120

110

74

56

130

100

80

75

60

48

60

47

38

165

120

45Л

540

314

155

220

130

125

84

63

150

110

88

87

65

52

70

53

42

190

125

50Л

569

334

170

240

145

140

92

68

170

125

96

100

74

58

75

55

43

210

150

20ГЛ

540

275

155

220

130

120

83

63

145

110

88

85

65

52

65

50

40

180

125

35ГЛ

Н

540

294

155

220

130

120

83

63

145

105

88

85

65

52

65

50

40

180

125

В

589

343

170

240

145

140

92

68

170

125

96

100

74

58

75

55

43

210

150

30ГСЛ

Н

589

343

170

240

145

140

92

68

170

125

96

100

74

58

75

55

43

210

150

В

638

392

180

260

155

160

100

72

190

135

105

110

79

62

88

64

50

240

155

40ХЛ

М

638

491

180

260

160

165

100

72

200

140

105

115

82

64

90

64

50

250

165

35ХГСЛ

Н

589

343

170

240

145

140

92

68

170

125

96

100

74

58

75

55

43

210

150

В

785

589

225

320

190

200

125

90

240

170

130

140

98

76

110

78

60

300

200

35ХМЛ

Н

589

392

170

240

145

160

95

68

190

130

96

110

76

58

88

60

46

240

150

Условные обозначения термообработки указаны в конце табл. 14.

Римскими цифрами обозначен вид нагрузки, см. табл. 13.

17. Механические свойства и допускаемые напряжения для отливок из серого чугуна

Марка чугуна (ГОСТ 1412-85)

Вре­мен­ное сопро-тивле-ние

σв

Предел прочности

Предел выносливости

Форма сечения

Допускаемые напряжения, МПа

при изгибе

σиз

при сжатии

σсж

при кру­чении

τ-1

при изгибе

σ-1

при кру­чении

τ-1

при изгибе [σиз]

при кручении [τкр]

при растяжении [σр]

при сжатии

сж]

МПа

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

СЧ15

150

320

650

240

70

50

рисунок

70

40

30

53

30

22

33

20

14

145

83

14

рисунок

60

35

25

40

23

16

рисунок

50

29

21

33

18

13

СЧ18

180

360

700

260

80

60

рисунок

80

50

35

58

36

26

40

25

18

155

95

18

рисунок

66

41

30

43

27

20

рисунок

56

35

25

37

23

16

СЧ20

200

400

750

280

100

80

рисунок

88

57

43

62

45

35

45

30

22

165

110

22

рисунок

73

47

35

45

33

25

рисунок

60

40

30

40

28

22

СЧ25

250

460

850

300

120

100

рисунок

97

67

52

65

52

43

53

35

28

185

125

28

рисунок

80

55

43

50

38

32

рисунок

68

47

35

40

32

27

СЧ30

300

500

1100

390

140

110

рисунок

115

80

60

85

60

48

70

48

37

240

165

37

рисунок

95

65

50

65

45

35

рисунок

80

55

42

55

37

30

СЧ35

350

550

1200

400

150

115

рисунок

125

85

65

90

65

50

78

55

42

260

185

42

100

70

55

65

47

37

рисунок

87

60

45

55

40

30

СЧ40

400

600

1300

460

150

115

рисунок

130

85

65

100

65

50

85

57

43

280

190

43

рисунок

100

70

55

75

47

37

рисунок

90

60

45

63

40

30

СЧ45

450

650

1400

500

200

150

рисунок

140

105

85

110

.80

65

100

75

60

310

190

60

рисунок

115

85

70

80

60

50

рисунок

100

75

60

75

55

45

Римскими цифрами обозначен вид нагрузки, см. табл. 13.

18. Механические свойства и допускаемые напряжения для отливок из ковкого чугуна

Марка чугуна

Вре­мен­ное сопро-тивле-ние

σв

Предел прочности

Предел

текучести

σт

Предел выносливости

Форма сечения

Допускаемые напряжения, МПа

при изгибе [σиз]

при кручении [τкр]

при растяжении [σр]

при сжатии

сж]

при смятии [σсм]

при изгибе

σиз

при кру­чении

τкр

при срезе

τср

при изгибе

σ-1

при растя-женииσ-1р

при кру­чении

τ-1

МПа

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

КЧ 30 - 6

300

490

340

270

190

90

55

80

рисунок

105

58

40

65

40

36

85

39

25

95

40

25

125

58

рисунок

100

55

37

52

37

29

рисунок

95

50

35

45

32

25

рисунок

80

43

30

45

32

25

КЧ 33-8

330

530

345

290

210

100

60

90

рисунок

115

65

45

70

50

40

95

42

27

105

43

27

140

63

рисунок

110

60

42

56

40

32

рисунок

100

58

40

50

35

28

рисунок

85

50

34

50

35

28

КЧ 35- 10

350

570

350

300

220

105

65

95

рисунок

120

70

50

75

55

43

100

45

30

110

47

30

150

67

рисунок

110

65

47

60

44

34

рисунок

105

60

45

52

38

30

рисунок

90

52

38

52

38

30

КЧ37- 12

370

580

370

320

230

110

65

100

рисунок

125

72

50

80

57

45

105

47

30

115

48

30

155

70

рисунок

115

65

47

64

45

36

рисунок

110

63

45

55

40

31

рисунок

95

55

38

55

40

31

КЧ 45 - 7

450

660

440

340

250

135

80

120

рисунок

130

80

60

85

65

55

110

53

35

125

55

35

165

80

рисунок

120

75

55

68

52

44

рисунок

115

70

53

60

45

38

рисунок

100

60

45

60

45

38

Римскими цифрами обозначен вид нагрузки, см. табл. 13.

Примечание. Ковкий чугун марок КЧ 30 - 6, КЧ 33 - 8, КЧ 35-10, КЧ 37 - 12 относится к ферритному классу; ковкий чугун КЧ 45-7 относится к перлитному классу.

19. Допускаемые напряжения для пластмассовых деталей

Пластмассы

Разрушающее напряжение при кратковременных статических испытаниях по стандартной методике, МПа

Рекомендуемые допускаемые напряжения при кратковременных нагрузках, МПа

σр

σр

σи

р]

р]

и]

Текстолиты

220

70

100

150

45

65

Стеклотекстолит

30

45

65

60

35

48

Капрон

70

60

80

35

30

40

Поливинилхлорид

85

50

100

42

25

50

Полиформальдегид

130

60

100

65

36

50

Поликарбонат (дифлон)

80

70

85

37

35

42

Полипропилен

60

35

50

25

17

22

Фторопласт Ф-4

20

16

18

8

6

7

Для пластичных (незакаленных) сталей при статических напряжениях (Iвид нагрузки) коэффициент концентрации не учитывают. Для однородных сталей (σв > 1300 МПа, а также в случае работы их при низких темпера­турах) коэффициент концентрации, при нали­чии концентрации напряжения, вводят в рас­чет и при нагрузках Iвида (k > 1). Для пла­стичных сталей при действии переменных нагрузок и при наличии концентрации напря­жений эти напряжения необходимо учитывать.

Для чугунов в большинстве случаев коэф­фициент концентрации напряжений прибли­женно принимают равным единице при всех видах нагрузок (I- III).

При расчетах на прочность для учета раз­меров детали приведенные табличные допус­каемые напряжения для литых деталей следует умножать на коэффициент масштабного фак­тора, равный 1,4...5.

Приближенные эмпирические зависимости пределов выносливости для случаев нагружения с симметричным циклом:

для углеродистых сталей:

при изгибе

σ-1 =  (0,40 ÷ 0,46)σв;

при растяжении или сжатии

σ-1р = (0,65 ÷0,75)σ-1;

при кручении

τ-1 = (0,55 ÷0,65)σ-1;

для легированных сталей:

при изгибе

σ-1 = (0,45 ÷0,55) σв;

при растяжении или сжатии

σ-1p= (0,7 ÷0,9) σ-1;

при кручении

τ-1 = (0,5 ÷ 0,65) σ-1;

для стального литья:

при изгибе

σ-1 = (0,35 ÷ 0,45) σв;

при растяжении или сжатии

σ-1p= (0,65 ÷ 0,75) σ-1;

при кручении

τ-1 = (0,55 ÷ 0,65) σ-1.

Механические свойства и допускаемые на­пряжения антифрикционного чугуна;

предел прочности при изгибе 250 - 300 МПа;

допускаемые напряжения при изгибе: 95 МПа для I; 70 МПа - II: 45 МПа – III, где I. II, III- обозначения видов нагрузки, см. табл. 13.

Ориентировочные допускаемые напряжения для цветных металлов на растяжение и сжатие, МПа:

30...110 - для меди;

60...130 - латуни;

50...110 - бронзы;

25...70 - алюминия;

70...140 - дюралюминия.



« Назад [Допускаемые напряжения и механические свойства материалов] Далее »

Если статья Вам понравилась или была полезной, поделитесь ней, пожалуйста, в социальных сетях: