Erő
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. április 15-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 2 szerkesztést igényelnek .Szilárdság (a fizikában és az anyagtudományban ) - az anyag azon tulajdonsága, hogy ellenáll a pusztulásnak a külső erők hatására fellépő feszültség hatására.
Az építmény azon tulajdonsága, hogy teljesítse célját anélkül, hogy adott időn belül összeomlana.
Osztályozás
Az erő fel van osztva statikusra, állandó terhelés hatására, dinamikusra és fáradtságra ( kitartás ), amely ciklikus változó terhelés hatására jelentkezik.
A szerkezetek esetében megkülönböztetik az általános szilárdságot - az egész szerkezet azon képességét, hogy roncsolás nélkül ellenálljon a terhelésnek, és a helyi - az egyes alkatrészek, alkatrészek, csatlakozások azonos képességét.
Mennyiségi mérlegelés
Jelenleg a szilárdság kiszámításakor mind a megengedett feszültségek, mind a terhelési ciklusok megengedett számával történő számítást alkalmazzák. A megengedett feszültségek kiszámításának fő egyenlőtlenségei:
![{\displaystyle \sigma _{max}\leqslant [\sigma ],\quad \tau _{max}\leqslant [\tau ],}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d09b169205896bcc9895af6a6a92a5e0ca5d51ae)
ahol
- és ezek a legnagyobb tervezési normál és nyírófeszültségek;
- és - megengedett normál és nyírófeszültségek, biztonságosak az alkatrész szilárdságára nézve.
![{\displaystyle [\sigma ]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0b4010240644efb51f43c642050f9d40fcdc70be)
![{\displaystyle [\tau ]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b91f7a8a9971f9d9a8fd0cc876f84dba53eb5bf4)
Alkalmazások
A gépek , berendezések és szerkezetek szilárdságának biztosítása a következőképpen történik. Tervezésük szakaszában számítást vagy kísérleti értékelést készítenek a tervezett szerkezetek csapágyelemeiben különböző típusú meghibásodási folyamatok kialakulásának lehetőségéről: kifáradás, rideg, kvázi statikus, anyagkúszás miatti meghibásodás, korrózió , kopás. működés közben stb. Ebben az esetben minden lehetséges a szerkezet működési körülményei között, a jelenleg ismert mechanizmusok annak az anyagnak a megsemmisítésére, amelyből teherhordó elemei készülnek. Egy újonnan létrehozott gép- vagy eszközosztály esetében ezek a pusztulási mechanizmusok a tervezés kutatási ciklusának szakaszában derülnek ki. Ezen romboló mechanizmusok mindegyike egy bizonyos szilárdsági kritériumhoz kapcsolódik - a gépek és berendezések elemeinek anyagának fizikai állapotának egyik vagy másik jellemzője, amelyet számítással vagy kísérlettel határoznak meg . A szerkezeti anyagok szilárdsági kritériumainak mindegyikéhez a határértékeket kísérletileg állapítják meg. A határértékek szerint ezen kritériumok megengedett értékeit tovább határozzák meg. Ez utóbbiakat általában úgy határozzák meg, hogy a szilárdsági kritérium határértékeit elosztják a megfelelő biztonsági tényezővel. A biztonsági tényezők értékeit az üzemeltetési tapasztalatok alapján határozzák meg, figyelembe véve a tervezett szerkezet felelősségi fokát, működésének becsült időtartamát és tönkremenetelének lehetséges következményeit.
A különböző meghibásodási mechanizmusok biztonsági tényezőinek értékei eltérőek. A megengedett feszültségek kiszámításakor ezek általában az 1,05-től (rövid életciklusú és nem emberek szállítására szánt repülőgépelemek szilárdságának biztosításakor) és 6-ig (ha biztosítják a személylift-szerkezetekben használt kábelek szilárdsága ) . A terhelési ciklusok megengedett száma szerinti számításnál ezen együtthatók lényegesen nagyobb értékei használhatók. A gépek és eszközök legkritikusabb és legenergiával telítettebb kialakításának kiszámítását az ipari szabványok és szabványok szabályozzák. Az üzemeltetési tapasztalatok felhalmozásával , a szerkezetek fizikai állapotának vizsgálatára szolgáló módszerek kidolgozásával és a szilárdság biztosítására szolgáló módszerek fejlesztésével ezeket a normákat és szabványokat időszakonként felülvizsgálják.
Pusztítás
A rideg és képlékeny törésnek különböző típusú törött felülete van. A hibák természete ad fogalmat arról, hogy milyen pusztulás történik. A rideg törésnél a felület megreped. Képlékeny törésnél a felület megnyúlik (kötéstörés).
A törési szívósság a húzófeszültségek relatív növekedése a repedés torkolatánál a stabil növekedési szakaszból instabil növekedési szakaszba való átmenet során. [egy]
A törési szívósság szorosan összefügg az anyag szilárdságával. A szilárdság növekedése a hajlékonyság és a törési szívósság csökkenésével jár. Ez azzal magyarázható, hogy a nagy szilárdságú anyagok repedéskor kis energiát vesznek fel, melynek mértékét a repedéscsúcsnál kialakuló képlékeny alakváltozás értéke határozza meg . A nagy szilárdságú anyagoknál a szilárdságnövekedés hatását jelentősen ellensúlyozza a hajlékonyság csökkenése, aminek következtében a törési szívósság csökken. A közepes és kis szilárdságú anyagok szobahőmérsékleten általában magasabbak, mint a nagy szilárdságú anyagok. A hőmérséklet csökkenésével a szilárdság növekszik, és bizonyos körülmények között a közepes és kis szilárdságú anyagok viselkedése ugyanolyan lesz, mint egy nagy szilárdságú anyag szobahőmérsékleten. Alacsony hőmérsékleten a törési szívósság vizsgálata kisebb mintákon is elvégezhető.
Modern számítási módszerek
A szerkezet feszültség-nyúlási állapotának kiszámításához és szilárdságának meghatározásához modern tudományintenzív technológiákat használnak - számítógépes mérnöki elemző rendszereket, amelyek a matematikai fizika problémák megoldására szolgáló rácsmódszereken alapulnak. Jelenleg ennek az osztálynak az egyik leghatékonyabb és legsokoldalúbb módszere a végeselem módszer (FEM).
A leggyakoribb FE-elemző rendszerek a következők:
Az ANSYS egy univerzális FE elemző rendszer beépített elő-/utóprocesszorral;
MSC.Nastran — univerzális FE elemző rendszer elő-/utóprocesszorral;
Az ABAQUS egy univerzális FE elemző rendszer beépített elő-/utóprocesszorral;
NEiNastran - univerzális FE elemző rendszer FEMAP elő-/utóprocesszorral;
Az NX Nastran egy sokoldalú FE elemző rendszer FEMAP elő-/utóprocesszorral.
A PC LIRA-SAPR egy rendszer épületek és gépgyártási szerkezetek FE elemzésére.
Lásd még
Jegyzetek
- ↑ Törési szívósság . Letöltve: 2009. március 27. Az eredetiből archiválva : 2012. március 15.