В простейших случаях, как например при растяжении-сжатии, оценка прочности элемента конструкции производится по наибольшему нормальному или наибольшему касательному напряжению.
Таким образом, условия прочности записываются в виде:
или
Здесь:
- допускаемое значение нормального напряжения;
- допускаемое значение касательного напряжения.
Допускаемые напряжения зависят от материала и условий работы рассчитываемого элемента конструкции. Эти величины должны быть выбраны таким образом, что бы была обеспечена нормальная эксплуатация конструкции.
Здесь действуют два фактора:
Фактические нагрузки, действующие на деталь.
Свойства материалов могут значительно отличаться от принятого в расчетах.
Такие факторы как перегрузка, неоднородность материала и другие носят чаще всего случайный характер и предварительно не могут быть учтены.
С целью обеспечения безопасной работы конструкции, допускаемые напряжения должны быть ниже предельных, при которых может произойти разрушение (хрупкие материалы) или появится пластические деформации (пластические материалы).
Здесь: - предел прочности;
- предел текучести.
Коэффициент запаса равен отношению предельных напряжений к допустимым. Назначение коэффициента запаса задача специальных курсов конструкция и проектирования детали приборов и т.д.
Расчеты на прочность:
А. Проектированный:
задана нагрузка F;
известен материал и допускаемое напряжение ?adm.
Необходимо определить площадь поперечного сечения А.
Б. Расчеты на прочность:
задана нагрузка F и площадь поперечного сечения А;
известен материал и допускаемые напряжения ?adm.
Необходимо оценить прочность конструкции:
Определить нормальное напряжение:
Условие прочности выполняется, если:
В. Расчет несущей способности:
заданы размеры сечения;
задан материал.
Определить предельную нагрузку: .