Граничне напруга: визначення та розрахунки

Напруга і плинність

Жорсткість матеріалів можна розділити на такі два поняття, як крихкість і пластичність:

  • Перше передбачає руйнування структури зразка вже при малих впливають силах. Еластичні матеріали чинять опір зовнішньому впливу, залишаючи лише залишкову деформацію у вигляді зламу. Звідси випливає, що для пластичних елементів критерієм неміцність служить вигин, так як він настає раніше, ніж повне руйнування.
  • Для того щоб загнути зразок, потрібно докласти менше зусиль, ніж для розриву. Тому для пластичних деталей граничним напруженням є межа плинності. Тендітні вироби теж володіють текучістю, але для них цей показник дуже малий.
  • Напруження, яке виникає в поперечному перерізі зразка, називають розрахунковим. Далі ми розглянемо його детальніше.

    Формули для розрахунку напруги

    Розрахунок граничних напружень виконується за наступної формулою:

    • s = s(перед.) / n.

    Де:

    • s – нормальне напруження, направлене перпендикулярно поверхні виробу;
    • s(перед.) – граничне напруження, яке призводить до повного руйнування зразка або до його деформації, і для пластичних (м’яких) матеріалів значення передбачає межа плинності, а для крихких елементів – межа міцності;
    • n – нормований коефіцієнт запасу міцності, який необхідний для компенсації тимчасових перевантажень на робочі конструкції, виконані з цього матеріалу.

    Для розрахунку дотичних навантажень використовують формулу:

    • t = s / 1 + v.

    В ній:

    • t – дотичне напруження;
    • v – коефіцієнт Пуассона, який застосовується до конкретного матеріалу конструкції.