Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Конструкці́йна мі́цність (англ. structural strength) — міцність матеріалу конструкції з урахуванням конструкційних, технологічних і експлуатаційних чинників.
Висока міцність сама по собі ще не є достатнім показником якості матеріалу і його придатності для виготовлення тієї чи іншої конструкції. Для забезпечення працездатності матеріалу необхідне поєднання достатньо високих показників міцності, пластичності, ударної в'язкості, в'язкості руйнування, низького значення температурного порогу крихкості тощо. У зв'язку з цим у сучасній техніці разом із показниками міцності, отриманими при стандартних випробуваннях зразків, які є характеристикою так званої загальної міцності матеріалу, використовують таке поняття, як конструкційна міцність, під якою розуміють комплекс показників, що визначають працездатність матеріалу в конкретній конструкції за даних умов експлуатації.
Загальні поняття
В результаті механічних випробувань стандартизованих зразків матеріалів з використанням випробувальних машин отримують такі характеристики:
- силові (границя пропорційності, границя пружності, границя текучості, границя міцності, границя тривалої міцності, границя витривалості);
- деформаційні (відносне видовження, відносне звуження);
- енергетичні (ударна в'язкість).
Усі вони характеризують загальну міцність матеріалу незалежно від призначення конструкції та умов експлуатації. Високі експлуатаційні характеристики деталі можуть бути забезпеченими за умови врахування усіх особливостей, що мають місце у процесі роботи деталі, і визначають її конструкційну міцність.
Конструкційна міцність — це складне поняття, що вміщує як характеристики самого матеріалу, так і надійність та довговічність його роботи в реальній конструкції. Невідповідність між конструкційною міцністю і міцністю матеріалу, що визначена на зразку з використанням випробних машин, залежить від:
- форми та розмірів деталі (наявністю джерел концентрації напружень: отворів, нарізі, рівців тощо);
- різних механізмів руйнування матеріалу деталі;
- стану матеріалу у поверхневих шарах деталі;
- анізотропії властивостей матеріалу;
- характеристик середовища, що контактує з поверхнями деталі тощо.
Конструкційну міцність оцінюють на основі розрахунків, використовуючи методи теорій пружності, пластичності, повзучості і витривалості матеріалів, методи механіки руйнування. Вдаються й до експериментальних досліджень. Конструкційна міцність — одна з основних характеристик конструкційних матеріалів.
Складові конструкційної міцності
Конструкційна міцність може визначається чотирма основними критеріями: механічною жорсткістю конструкції, міцністю матеріалу, надійністю і довговічністю конструкції.
Жорсткість конструкції — властивість конструкції чинити опір деформуванню; фізико-геометрична характеристика поперечного перерізу елемента конструкції. При простих деформаціях у межах дії закону Гука закону жорсткість визначається як добуток модуля Юнга (E) на ту чи іншу геометричну характеристику поперечного перерізу елемента (на (площу поперечного перерізу) — при розтягу-стиску і деформації зсуву, на осьовий момент інерції — при згині тощо). Величина, обернена жорсткості називається піддатливістю. В авіаційній і ракетній техніці часто оцінюють питому жорсткість — відношення жорсткості до густини матеріалу конструкції.
Міцність — здатність матеріалу витримувати напруження без руйнування. Така міцність залежить від структури матеріалу, форми і розмірів тіла, виду напруженого стану (розтягу-стиску, згину, зсуву, кручення тощо), особливостей навантажування, температури, впливу навколишнього середовища, стану поверхні та ін. Характеристики міцності визначають в результаті статичних випробувань на розтяг (границя міцності, границя витривалості, границя текучості). Як і у випадку механічної жорсткості враховують густину і часто оперують поняттям питомої міцності. Модуль Юнга і границя текучості є розрахунковими характеристиками, що визначають допустиме навантаження.
Надійність конструкції — властивість об'єкта зберігати у часі в установлених межах значення всіх параметрів, які характеризують здатність виконувати потрібні функції в заданих режимах та умовах застосування, технічного обслуговування, зберігання та транспортування. Надійність виробів визначається, з одного боку, властивостями самих виробів (конструктивними факторами, якістю складання, зварювання, виготовлення, обслуговування тощо) з іншого боку — властивостями матеріалу. Властивості матеріалів чинять вирішальний вплив на надійність виробів.
Показники надійності визначають здебільшого розрахунками, випробуваннями (визначальними, контрольними, прискореними, неруйнівними, зокрема з використанням даних, що одержані методами дефектоскопії та інтроскопії), моделюванням на ЕОМ, статистичною обробкою даних про експлуатаційні відмови.
Критеріями, що визначають надійність конструкції є температурні пороги холодноламкості матеріалу, опір поширенню тріщин, ударна в'язкість, характеристики пластичності, повзучість тощо.
Надійність виробів підвищують оптимальним використанням фізико-хімічних властивостей конструкційних матеріалів, конструктивними рішеннями (наприклад, методами резервування й надлишковості). Вдаються також до досконаліших способів виготовлення, складання, контролю і випробування виробів, забезпечують належні умови експлуатації, технічного обслуговування, ремонту, зберігання і транспортування виробів.
Довговічність конструкції — властивість об'єкта виконувати потрібні функції до переходу у граничний стан при встановленій системі технічного обслуговування та ремонту.
Довговічність залежить від умов експлуатації і обумовлюється:
- зносостійкістю в умовах тертя;
- станом поверхні;
- корозійною стійкістю матеріалу;
- міцністю при втомі;
- живучістю матеріалу тощо.
Принципи вибору критеріїв конструктивної міцності
Загальними принципами вибору критеріїв для оцінки конструкційної міцності є аналогія:
- виду напруженого стану у випробувальних зразках та виробах;
- умов випробування зразків і умов експлуатації (температура, середовище, порядок навантаження тощо);
- характеру руйнування та виду зламу у зразку та виробі.
Див. також
Примітки
- ДСТУ 2825-94 Розрахунки та випробування на міцність Терміни та визначення основних понять.
- ДСТУ 2860-94 Надійність техніки. Терміни та визначення.
Джерела
- Пчелінцев В. О. Механічні властивості та конструкційна міцність матеріалів [ 17 жовтня 2013 у Wayback Machine.] [Текст]: навч. посіб. / В. О. Пчелінцев, А. І. Дегула. — Суми: СумДУ, 2012. — 247 с. —
- Фридман Я. Б. Механические свойства металлов: в 2 ч. — 3-е изд. — Ч. 2: Механические испытания. Конструкционная прочность. — М.: Машиностроение, 1974. — 368 с.(рос.)
Посилання
- «Конструкційна міцність» [ 4 березня 2016 у Wayback Machine.] // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Konstrukci jna mi cnist angl structural strength micnist materialu konstrukciyi z urahuvannyam konstrukcijnih tehnologichnih i ekspluatacijnih chinnikiv Visoka micnist sama po sobi she ne ye dostatnim pokaznikom yakosti materialu i jogo pridatnosti dlya vigotovlennya tiyeyi chi inshoyi konstrukciyi Dlya zabezpechennya pracezdatnosti materialu neobhidne poyednannya dostatno visokih pokaznikiv micnosti plastichnosti udarnoyi v yazkosti v yazkosti rujnuvannya nizkogo znachennya temperaturnogo porogu krihkosti tosho U zv yazku z cim u suchasnij tehnici razom iz pokaznikami micnosti otrimanimi pri standartnih viprobuvannyah zrazkiv yaki ye harakteristikoyu tak zvanoyi zagalnoyi micnosti materialu vikoristovuyut take ponyattya yak konstrukcijna micnist pid yakoyu rozumiyut kompleks pokaznikiv sho viznachayut pracezdatnist materialu v konkretnij konstrukciyi za danih umov ekspluataciyi Zagalni ponyattyaV rezultati mehanichnih viprobuvan standartizovanih zrazkiv materialiv z vikoristannyam viprobuvalnih mashin otrimuyut taki harakteristiki silovi granicya proporcijnosti granicya pruzhnosti granicya tekuchosti granicya micnosti granicya trivaloyi micnosti granicya vitrivalosti deformacijni vidnosne vidovzhennya vidnosne zvuzhennya energetichni udarna v yazkist Usi voni harakterizuyut zagalnu micnist materialu nezalezhno vid priznachennya konstrukciyi ta umov ekspluataciyi Visoki ekspluatacijni harakteristiki detali mozhut buti zabezpechenimi za umovi vrahuvannya usih osoblivostej sho mayut misce u procesi roboti detali i viznachayut yiyi konstrukcijnu micnist Konstrukcijna micnist ce skladne ponyattya sho vmishuye yak harakteristiki samogo materialu tak i nadijnist ta dovgovichnist jogo roboti v realnij konstrukciyi Nevidpovidnist mizh konstrukcijnoyu micnistyu i micnistyu materialu sho viznachena na zrazku z vikoristannyam viprobnih mashin zalezhit vid formi ta rozmiriv detali nayavnistyu dzherel koncentraciyi napruzhen otvoriv narizi rivciv tosho riznih mehanizmiv rujnuvannya materialu detali stanu materialu u poverhnevih sharah detali anizotropiyi vlastivostej materialu harakteristik seredovisha sho kontaktuye z poverhnyami detali tosho Konstrukcijnu micnist ocinyuyut na osnovi rozrahunkiv vikoristovuyuchi metodi teorij pruzhnosti plastichnosti povzuchosti i vitrivalosti materialiv metodi mehaniki rujnuvannya Vdayutsya j do eksperimentalnih doslidzhen Konstrukcijna micnist odna z osnovnih harakteristik konstrukcijnih materialiv Skladovi konstrukcijnoyi micnostiKonstrukcijna micnist mozhe viznachayetsya chotirma osnovnimi kriteriyami mehanichnoyu zhorstkistyu konstrukciyi micnistyu materialu nadijnistyu i dovgovichnistyu konstrukciyi Zhorstkist konstrukciyi vlastivist konstrukciyi chiniti opir deformuvannyu fiziko geometrichna harakteristika poperechnogo pererizu elementa konstrukciyi Pri prostih deformaciyah u mezhah diyi zakonu Guka zakonu zhorstkist viznachayetsya yak dobutok modulya Yunga E na tu chi inshu geometrichnu harakteristiku poperechnogo pererizu elementa na ploshu poperechnogo pererizu pri roztyagu stisku i deformaciyi zsuvu na osovij moment inerciyi pri zgini tosho Velichina obernena zhorstkosti nazivayetsya piddatlivistyu V aviacijnij i raketnij tehnici chasto ocinyuyut pitomu zhorstkist vidnoshennya zhorstkosti do gustini materialu konstrukciyi Dokladnishe Mehanichna zhorstkist Micnist zdatnist materialu vitrimuvati napruzhennya bez rujnuvannya Taka micnist zalezhit vid strukturi materialu formi i rozmiriv tila vidu napruzhenogo stanu roztyagu stisku zginu zsuvu kruchennya tosho osoblivostej navantazhuvannya temperaturi vplivu navkolishnogo seredovisha stanu poverhni ta in Harakteristiki micnosti viznachayut v rezultati statichnih viprobuvan na roztyag granicya micnosti granicya vitrivalosti granicya tekuchosti Yak i u vipadku mehanichnoyi zhorstkosti vrahovuyut gustinu i chasto operuyut ponyattyam pitomoyi micnosti Modul Yunga i granicya tekuchosti ye rozrahunkovimi harakteristikami sho viznachayut dopustime navantazhennya Dokladnishe Micnist Nadijnist konstrukciyi vlastivist ob yekta zberigati u chasi v ustanovlenih mezhah znachennya vsih parametriv yaki harakterizuyut zdatnist vikonuvati potribni funkciyi v zadanih rezhimah ta umovah zastosuvannya tehnichnogo obslugovuvannya zberigannya ta transportuvannya Nadijnist virobiv viznachayetsya z odnogo boku vlastivostyami samih virobiv konstruktivnimi faktorami yakistyu skladannya zvaryuvannya vigotovlennya obslugovuvannya tosho z inshogo boku vlastivostyami materialu Vlastivosti materialiv chinyat virishalnij vpliv na nadijnist virobiv Pokazniki nadijnosti viznachayut zdebilshogo rozrahunkami viprobuvannyami viznachalnimi kontrolnimi priskorenimi nerujnivnimi zokrema z vikoristannyam danih sho oderzhani metodami defektoskopiyi ta introskopiyi modelyuvannyam na EOM statistichnoyu obrobkoyu danih pro ekspluatacijni vidmovi Kriteriyami sho viznachayut nadijnist konstrukciyi ye temperaturni porogi holodnolamkosti materialu opir poshirennyu trishin udarna v yazkist harakteristiki plastichnosti povzuchist tosho Nadijnist virobiv pidvishuyut optimalnim vikoristannyam fiziko himichnih vlastivostej konstrukcijnih materialiv konstruktivnimi rishennyami napriklad metodami rezervuvannya j nadlishkovosti Vdayutsya takozh do doskonalishih sposobiv vigotovlennya skladannya kontrolyu i viprobuvannya virobiv zabezpechuyut nalezhni umovi ekspluataciyi tehnichnogo obslugovuvannya remontu zberigannya i transportuvannya virobiv Dokladnishe Nadijnist Dovgovichnist konstrukciyi vlastivist ob yekta vikonuvati potribni funkciyi do perehodu u granichnij stan pri vstanovlenij sistemi tehnichnogo obslugovuvannya ta remontu Dovgovichnist zalezhit vid umov ekspluataciyi i obumovlyuyetsya znosostijkistyu v umovah tertya stanom poverhni korozijnoyu stijkistyu materialu micnistyu pri vtomi zhivuchistyu materialu tosho Dokladnishe DovgovichnistPrincipi viboru kriteriyiv konstruktivnoyi micnostiZagalnimi principami viboru kriteriyiv dlya ocinki konstrukcijnoyi micnosti ye analogiya vidu napruzhenogo stanu u viprobuvalnih zrazkah ta virobah umov viprobuvannya zrazkiv i umov ekspluataciyi temperatura seredovishe poryadok navantazhennya tosho harakteru rujnuvannya ta vidu zlamu u zrazku ta virobi Div takozhPitoma micnist Teoriyi micnosti Zmicnennya materialiv Arhitekturna inzheneriyaPrimitkiDSTU 2825 94 Rozrahunki ta viprobuvannya na micnist Termini ta viznachennya osnovnih ponyat DSTU 2860 94 Nadijnist tehniki Termini ta viznachennya DzherelaPchelincev V O Mehanichni vlastivosti ta konstrukcijna micnist materialiv 17 zhovtnya 2013 u Wayback Machine Tekst navch posib V O Pchelincev A I Degula Sumi SumDU 2012 247 s ISBN 978 966 657 449 0 Fridman Ya B Mehanicheskie svojstva metallov v 2 ch 3 e izd Ch 2 Mehanicheskie ispytaniya Konstrukcionnaya prochnost M Mashinostroenie 1974 368 s ros Posilannya Konstrukcijna micnist 4 bereznya 2016 u Wayback Machine Ukrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985