Касательное напряжение гост

Касательное напряжение гост

Расчеты и испытания на прочность

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК СОПРОТИВЛЕНИЯ УСТАЛОСТИ

Strength calculation and testing. Methods of fatigue strength behaviour calculation

Дата введения 1983-07-01

1. РАЗРАБОТАН Академией наук СССР, Государственным комитетом СССР по стандартам, Министерством высшего и среднего специального образования СССР, Министерством тракторного и сельскохозяйственного машиностроения

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18.05.82 N 1972

3. Стандарт унифицирован со стандартами ГДР TGL 19340/03 и TGL 19340/04

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, приложения

5.4.1, 5.6.1, приложение 1

6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 3-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6-93)

7. ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в декабре 1988 г. (ИУС 4-89)

Настоящий стандарт устанавливает методы расчета следующих характеристик сопротивления усталости деталей машин и элементов конструкций, изготовленных из сталей, в много- и малоцикловой упругой и упругопластической области:

— медианных значений пределов выносливости на базе 10 циклов;

— пределов выносливости для заданной вероятности разрушения на базе 10 циклов;

— коэффициента вариации пределов выносливости;

— показателя наклона левой ветви кривой усталости в двойных логарифмических координатах;

— абсциссы точки перелома кривой усталости;

— коэффициента чувствительности к асимметрии цикла напряжений;

— предельных амплитуд при асимметричных циклах нагружения;

— параметров уравнения кривой малоцикловой усталости (в пределах до 10 циклов) при:

растяжении — сжатии, изгибе и кручении;

симметричных и асимметричных циклах напряжений или деформаций, изменяющихся по простому периодическому закону с постоянными параметрами;

абсолютных размерах поперечного сечения детали до 300 мм;

наличии и отсутствии концентрации напряжений;

температуре от минус 40 °С до плюс 100 °С;

наличии и отсутствии агрессивной среды;

частоте нагружения в пределах 1-300 Гц.

Стандарт не распространяется на методы расчета характеристик сопротивления усталости сварных конструкций и их элементов.

Область применения стандарта ограничивается случаями, для которых в тексте стандарта и приложений имеются все исходные и справочные данные.

Выбор требуемой номенклатуры характеристик сопротивления много- и малоцикловой усталости определяется в каждом конкретном случае задачами и методом расчета по действующим в отраслях нормативно-техническим документам.

Термины, определения и обозначения, применяемые в стандарте, — по ГОСТ 23207.

Обозначения, применяемые в стандарте, приведены в обязательном приложении 1.

Размерность напряжений — МПа, геометрических размеров — мм.

Настоящий стандарт унифицирован со стандартами ГДР ТГЛ 19340/03 и ТГЛ 19340/04.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ВЫНОСЛИВОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

1.1. Определение медианных значений пределов выносливости

Медианные значения пределов выносливости деталей машин в номинальных напряжениях (соответствующие вероятности разрушения =50%) определяют с учетом коэффициента снижения предела выносливости по формулам:

— при растяжении-сжатии или изгибе:

где — медианное значение предела выносливости на совокупности всех плавок металла данной марки гладких лабораторных образцов диаметром =7,5 мм, изготовленных из заготовок диаметром , равным абсолютному размеру рассчитываемой детали;

— медианное значение предела выносливости на совокупности всех плавок металла данной марки гладких лабораторных образцов диаметром =7,5 мм, изготовленных из заготовок размерами 10-20 мм;

— коэффициент, учитывающий снижение механических свойств металла (, , ) с ростом размеров заготовок (п.1.3)

Медианные значения пределов выносливости деталей , , полученные по формулам (1) и (4) для =50%, используют для оценки пределов выносливости деталей при любой заданной вероятности разрушения (разд.2 и 3).

1. При наличии коррозионных воздействий в формулы (2) и (5) вместо следует подставлять значения .

2. При отсутствии экспериментальных данных ориентировочно величины , допускается оценивать на основе соотношений:

где — среднее значение предела прочности стали данной марки, определенное на образцах, изготовленных из заготовок диаметром , равным абсолютному размеру рассчитываемой детали, МПа;

1.2. Определение эффективных коэффициентов концентрации напряжений , и отношений ,

1.2.1. Коэффициенты , и отношения , определяют по экспериментальным данным или путем расчета.

1.2.2. Определение , , и по экспериментальным данным.

Коэффициенты , могут определяться экспериментально на геометрически подобных образцах диаметром или толщиной поперечного сечения не менее 40 мм, если или рассчитываемой детали превышают это значение. Если или рассчитываемой детали меньше 40 мм, то при экспериментальном определении , целесообразно вести испытания на натурных деталях или моделях тех же поперечных размеров.

Для ряда деталей экспериментально полученные значения , и , приведены в приложении 2 (черт.1-7, 13-16).

Значения для валов с напрессованными деталями (при наличии коррозии трения) при изгибе представлены на черт.1 приложения 2.

Источник



Приложение 1. Допускаемые напряжения для разных видов сталей

Примечания:
1. При расчетных температурах ниже 20 °С допускаемые напряжения принимают такими же, как при 20 °С, при условии допустимого применения материала при данной температуре.
2. Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют линейной интерполяцией с округлением результатов до 0,5 МПа (5 кгс/см 2 ) в сторону меньшего значения.
3. Для стали марки 20 при R 20 e<220 МПа (2200 кгс/см 2 ) допускаемые напряжения, указанные в табл.1, умножают на отношение R 20 e/220 (R 20 e/2200).
4. Для стали марки 10Г2 при R 20 p0,2 <270 МПа (2700 кгс/см 2 ) допускаемые напряжения, указанные в табл.1, умножают на отношение R 20 p0,2 /270 (R 20 p0,2 <2700).
5. Для стали марок 09Г2С, 16ГС классов прочности 265 и 296 по ГОСТ 19281 допускаемые напряжения независимо от толщины листа принимают равными указанным в графе, соответствующей толщине свыше 32 мм.

Таблица 6. Допускаемые напряжения для теплоустойчивых хромистых сталей

Расчетная температура стенки сосуда или аппарата, °С Допускаемое напряжение [σ], МПа (кгс/см 2 ), для сталей марок, МПа (кгс/см 2 ), для сталей марок
12ХМ 12МХ 15ХМ 15Х5М 15Х5М-У
20 147 (1470) 147 (1470) 155 (1550) 146 (1460) 240 (2400)
100 146,5 (1465) 146,5 (1465) 153 (1530) 141 (1410) 235 (2350)
150 146 (1460) 146 (1460) 152,5 (1525) 138 (1380) 230 (2300)
200 145 (1450) 145 (1450) 152 (1520) 134 (1340) 225 (2250)
250 145 (1450) 145 (1450) 152 (1520) 127 (1270) 220 (2200)
300 141 (1410) 141 (1410) 147 (1470) 120 (1200) 210 (2100)
350 137 (1370) 137 (1370) 142 (1420) 114 (1140) 200 (2000)
375 135 (1350) 135 (1350) 140 (1400) 110 (1100) 180 (1800)
400 132 (1320) 132 (1320) 137 (1370) 105 (1050) 170 (1700)
410 130 (1300) 130 (1300) 136 (1360) 103 (1030) 160 (1600)
420 129 (1290) 129 (1290) 135 (1350) 101 (1010) 150 (1500)
430 127 (1270) 127 (1270) 134 (1340) 99 (990) 140 (1400)
440 126 (1260) 126 (1260) 132 (1320) 96 (960) 135 (1350)
450 124 (1240) 124 (1240) 131 (1310) 94 (940) 130 (1300)
460 122 (1220) 122 (1220) 127 (1270) 91 (910) 126 (1260)
470 117 (1170) 117 (1170) 122 (1220) 89 (890) 122 (1220)
480 114 (1140) 114 (1140) 117 (1170) 86 (860) 118 (1180)
490 105 (1050) 105 (1050) 107 (1070) 83 (830) 114 (1140)
500 96 (960) 96 (960) 99 (990) 79 (790) 108 (1080)
510 82 (820) 82 (820) 84 (840) 72 (720) 97 (970)
520 69 (690) 69 (690) 74 (740) 66 (660) 85 (850)
530 60 (600) 57 (570) 67 (670) 60 (600) 72 (720)
540 50 (500) 47 (470) 57 (570) 54 (540) 58 (580)
550 41 (410) 49 (490) 47 (470) 52 (520)
560 33 (330) 41 (410) 40 (400) 45 (450)
570 35 (350) 40 (400)
580 30 (300) 34 (340)
590 28 (280) 30 (300)
600 25 (250) 25 (250)

Примечания:
1. При расчетных температурах ниже 20 °С допускаемые напряжения принимают такими же, как при 20 °С, при условии допустимого применения материала при данной температуре.
2. Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют линейной интерполяцией с округлением результатов до 0,5 МПа (5 кгс/см 2 ) в сторону меньшего значения.
3. При расчетных температурах ниже 200 °С сталь марок 12МХ, 12ХМ, 15ХМ применять не рекомендуется.

Таблица 7 * Допускаемые напряжения для жаропрочных, жаростойких и коррозионностойких сталей аустенитного класса

Расчетная температура стенки сосуда или аппарата, °С Допускаемое напряжение[σ], МПа (кгс/см 2 ), для сталей марок
03Х21Н21М4ГБ 03Х18Н11 03Х17Н14М3 08Х18Н10Т,
08Х18Н12Т,
08Х17Н13М2Т,
08Х17Н15М3Т
12Х18Н10Т,
12Х18Н12Т,
10Х17Н13М2Т,
10Х17Н13М3Т
20 180 (1800) 160 (1600) 153 (1530) 168 (1680) 184 (1840)
100 173 (1730) 133 (1330) 140 (1400) 156 (1560) 174 (1740)
150 171 (1710) 125 (1250) 130 (1300) 148 (1480) 168 (1680)
200 171 (1710) 120 (1200) 120 (1200) 140 (1400) 160 (1600)
250 167 (1670) 115 (1150) 113 (1130) 132 (1320) 154 (1540)
300 149 (1490) 112 (1120) 103 (1030) 123 (1230) 148 (1480)
350 143 (1430) 108 (1080) 101 (1010) 113 (1130) 144 (1440)
375 141 (1410) 107 (1070) 90 (900) 108 (1080) 140 (1400)
400 140 (1400) 107 (1070) 87 (870) 103 (1030) 137 (1370)
410 107 (1070) 83 (830) 102 (1020) 136 (1360)
420 107 (1070) 82 (820) 101 (1010) 135 (1350)
430 107 (1070) 81 (810) 100,5 (1005) 134 (1340)
440 107 (1070) 81 (810) 100 (1000) 133 (1330)
450 107 (1070) 80 (800) 99 (990) 132 (1320)
460 98 (980) 131 (1310)
470 97,5 (975) 130 (1300)
480 97 (970) 129 (1290)
490 96 (960) 128 (1280)
500 95 (950) 127 (1270)
510 94 (940) 126 (1260)
520 79 (790) 125 (1250)
530 79 (790) 124 (1240)
540 78 (780) 111 (1110)
550 76 (760) 111 (1110)
560 73 (730) 101 (1010)
570 69 (690) 97 (970)
580 65 (650) 90 (900)
590 61 (610) 81 (810)
600 57 (570) 74 (740)
610 68 (680)
620 62 (620)
630 57 (570)
640 52 (520)
650 48 (480)
660 45 (450)
670 42 (420)
680 38 (380)
690 34 (340)
700 30 (300)

_______________ * Данные таблицы соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.

Примечания:
1. При расчетных температурах ниже 20 °С допускаемые напряжения принимают такими же, как и при 20 °С, при условии допустимого применения материала при данной температуре.
2. Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют интерполяцией двух ближайших значений, указанных в таблице, с округлением результатов до 0,5 МПа (5 кгс/см 2 ) в сторону меньшего значения.
3. Для поковок из стали марок 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т допускаемые напряжения, приведенные в табл.7 при температурах до 550 °С, умножают на 0,83.
4. Для сортового проката из стали марок 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т допускаемые напряжения, приведенные в табл.7 при температурах до 550 °С, умножают на отношение

,

где Rp0,2* — предел текучести материала сортового проката определен по ГОСТ 5949; для сортового проката из стали марки 03Х18Н11 допускаемые напряжения умножаются на 0,8.

5. Для поковок и сортового проката из стали марки 08Х18Н10Т допускаемые напряжения, приведенные в табл.7 при температурах до 550 °С, умножают на 0,95.
6. Для поковок из стали марки 03Х17Н14М3 допускаемые напряжения, приведенные в табл.7, умножают на 0,9.
7. Для поковок из стали марки 03Х18Н11 допускаемые напряжения, приведенные в табл.7, умножают на 0,9; для сортового проката из стали марки 03Х18Н11 допускаемые напряжения умножают на 0,8.
8. Для труб из стали марки 03Х21Н21М4ГБ (ЗИ-35) допускаемые напряжения, приведенные в табл.7, умножают на 0,88.
9. Для поковок из стали марки 03Х21Н21М4ГБ (ЗИ-35) допускаемые напряжения, приведенные в табл.7, умножают на отношение

,

где Rp0,2* — предел текучести материала поковок, определен по ГОСТ 25054 (по согласованию).

Таблица 8. Допускаемые напряжения для жаропрочных, жаростойких и коррозионностойких сталей аустенитного и аустенито-ферритного класса

Расчетная температура стенки сосуда или аппарата, °С Допускаемое напряжение [σ], МПа (кгс/см 2 ), для сталей марок
08Х18Г8Н2Т (КО-3) 07Х13АГ20 (ЧС-46) 02Х8Н22С6 (ЭП-794) 15Х18Н12С4ТЮ (ЭИ-654) 06ХН28МДТ, 03ХН28МДТ 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т
20 230 (2300) 233 (2330) 133 (1330) 233 (2330) 147 (1470) 233 (2330)
100 206 (2060) 173 (1730) 106,5 (1065) 220 (2200) 138 (1380) 200 (2000)
150 190 (1900) 153 (1530) 100 (1000) 206,5 (2065) 130 (1300) 193 (1930)
200 175 (1750) 133 (1330) 90 (900) 200 (2000) 124 (1240) 188,5 (1885)
250 160 (1600) 127 (1270) 83 (830) 186,5 (1865) 117 (1170) 166,5 (1665)
300 144 (1440) 120 (1200) 76,5 (765) 180 (1800) 110 (1100) 160 (1600)
350 113 (1130) 107 (1070)
375 110 (1100) 105 (1050)
400 107 (1070) 103 (1030)

Примечания:
1. При расчетных температурах ниже 20 °С допускаемые напряжения принимают такими же, как и при 20 °С, при условии допустимого применения материала при данной температуре.
2. Для промежуточных расчетных температур стенки допускаемое напряжение определяют интерполяцией двух ближайших значений, указанных в таблице, с округлением до 0,5 МПа (5 кгс/см 2 ) в сторону меньшего значения.

Источник

Допустимое напряжение

Допустимым (допускаемым) напряжением называется величина, ограничивающая верхний предел рабочих напряжений возникающих под действием заданных нагрузок.

Обозначаются [ σ ] – нормальные и [ τ ] – касательные д.н.

Рассчитывается по формуле:

Допустимые напряжения (расчет)

где
σ пред – предельное напряжение, вызывающее разрушение элемента либо значительные остаточные деформации.

Для пластичных материалов (сталь, бронза, латунь и т.д.) за предельное напряжение принимается предел текучести

Для хрупких материалов (чугун, цемент) предельным напряжением является предел прочности

n – нормативный запас прочности.

Запас прочности необходим для обеспечения бесперебойной работы элементов конструкций при непредвиденных временных перегрузках, возможных ошибках в расчетах либо вследствие изменений размеров элемента в процессе эксплуатации.

Расчет допустимых касательных напряжений

По второй теории прочности

Допустимые касательные напряжения (расчет)

здесь ν — коэффициент Пуассона для материала элемента.

Для металлов ν =0,25…0,42, поэтому

По третьей теории

Допустимые касательные напряжения по третьей теории прочности

По четвертой теории

Допустимые касательные напряжения по четвертой теории прочности

Уважаемые студенты!
На нашем сайте можно получить помощь по техническим и другим предметам:
✔ Решение задач
✔ Выполнение учебных работ
✔ Помощь на экзаменах

Решение задач, контрольных и РГР

Стоимость мы сообщим в течение 5 минут
на указанный вами адрес электронной почты.

Если стоимость устроит вы сможете оформить заказ.

Набор студента для учёбы

— Рамки A4 для учебных работ
— Миллиметровки разного цвета
— Шрифты чертежные ГОСТ

Источник

ГОСТ 13764-86* Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения. Классификация

Настоящий стандарт распространяется на пружины, предназначенные для работы в неагрессивных средах при температуре от минус 60 °С до плюс 120 °С.

1 . Пружины разделяются на классы, виды и разряды в соответствии с указанными в табл. 1 и 2 .

Выносливость NF (установленная безотказная наработка), циклы, не менее

Инерционное соударение витков

Сжатия и растяжения

Сжатия и растяжения

Циклическое и статическое

1 . Отсутствие соударения витков у пружин сжатия определяется условием:

где v max — наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или при разгрузке, м/с;

v к — критическая скорость пружины сжатия (соответствует возникновению соударения витков пружины от сил инерции), м/с.

2 . Значения выносливости не распространяются на зацепы пружин растяжения.

Сила пружины при максимальной деформации, F 3 , H

Диаметр проволоки (прутка) d , мм

Твердость после термообработки, HRC э

Максимальное касательное напряжение при кручении t 3 , МПа

Требование к упрочнению

Стандарт на основные параметры витков пружин

Стандарт на заготовку

Одножильные сжатия и растяжения

По ГОСТ 1050 и ГОСТ 1435

Для повышения циклической стойкости рекомендуется упрочнение дробью

51ХФА-Ш по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 1071

60С2А; 65С2ВА; 70С3А по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 14963

51ХФА по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 14963

60С2А; 65С2ВА; 70С3А; 60С2; 60С2ХА; 60С2ХФА; 51ХФА по ГОСТ 14959

Сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 2590

Одножильные сжатия и растяжения

По ГОСТ 1050 и ГОСТ 1435

51ХФА-Ш по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 1071

60С2А; 65С2ВА по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 14963

65Г по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 2771

51ХФА по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 14963

60С2А; 60С2; 65С2ВА; 70С3А; 51ХФА; 65Г; 60С2ХФА; 60С2ХА по ГОСТ 14959

Сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 2590

По ГОСТ 1050 и ГОСТ 1435

60С2А; 65С2ВА; 70С3А по ГОСТ 14959

Проволока по ГОСТ 14963

Обязательно упрочнение дробью

60С2А; 65С2ВА; 70С3А по ГОСТ 14959

Сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 2590

1 . Максимальное касательное напряжение при кручении t 3 приведено с учетом кривизны витков.

2 . Допускается использование основных параметров витков по ГОСТ 13766 , ГОСТ 13767 , ГОСТ 13770 , ГОСТ 13771 для пружин растяжения с предварительным напряжением.

Класс пружин характеризует режим нагружения и выносливости, а также определяет основные требования к материалам и технологии изготовления.

Разряды пружин отражают сведения о диапазонах сил, марках применяемых пружинных сталей, а также нормативах по допускаемым напряжениям.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2 . В стандарт включены дополнительные требования, которые приведены в приложениях 1 — 3 .

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЫНОСЛИВОСТИ И СТОЙКОСТИ ЦИКЛИЧЕСКИХ И СТАТИЧЕСКИХ ПРУЖИН

При определении размеров пружин необходимо учитывать, что при v max > v к , помимо касательных напряжений кручения, возникают контактные напряжения от соударения витков, движущихся по инерции после замедления и остановок сопрягаемых с пружинами деталей. Если соударение витков отсутствует, то лучшую выносливость имеют пружины с низкими напряжениями t 3 , т.е. пружины I класса, промежуточную — циклические пружины II класса и худшую — пружины III класса.

При наличии интенсивного соударения витков выносливость располагается в обратном порядке, т.е. повышается не с понижением, а с ростом t 3 . В таком же порядке располагается и стойкость, т.е. уменьшение остаточных деформаций или осадок пружин в процессе работы.

Средствами регулирования выносливости и стойкости циклических пружин в рамках каждого класса при неизменных заданных значениях рабочего хода служат изменения разности между максимальным касательным напряжением при кручении t 3 и касательным напряжением при рабочей деформации t 2 .

Возрастание разности t 3 — t 2 обусловливает увеличение выносливости и стойкости циклических пружин всех классов при одновременном возрастании размеров узлов. Уменьшение разности t 3 — t 2 сопровождается обратными изменениями служебных качеств и размеров пространств в механизмах для размещения пружин.

Для пружин I класса расчетные напряжения и свойства металла регламентированы так, что при v max / v к < 1 обусловленная стандартом выносливость пружин при действии силы F 1 (сила пружины при предварительной деформации) обеспечивается при всех осуществимых расположениях и величинах рабочих участков на силовых диаграммах (разности напряжений t 3 — t 2 и t 2 — t 1 где t 1 — касательное напряжение при предварительной деформации).

Циклические пружины II класса при v max / v к < 1 в зависимости от расположения и величин рабочих участков могут быть поставлены в условия как неограниченной, так и ограниченной выносливости.

Циклические пружины III класса при всех отношениях v max / v к и величинах относительного инерционного зазора пружин d не более 0,4 [формула ( 1 ) ГОСТ 13765] характеризуются ограниченной выносливостью, поскольку они рассчитаны на предельно высокие касательные напряжения кручения, к которым при v max / v к > l добавляются контактные напряжения от соударения витков.

Статические пружины, длительно пребывающие в деформированном состоянии и периодически нагружаемые со скоростью v max менее v к , относятся ко II классу. Вводимые стандартом ограничения расчетных напряжений и свойств проволоки (ГОСТ 13764, табл. 2 ) обеспечивают неограниченную стойкость статических пружин при остаточных деформациях не более 15 % величины максимальной деформации s 3 .

Допустимые остаточные деформации статических пружин регламентируются координацией сил пружины при рабочей деформации s 3 на силовых диаграммах, причем увеличение разности F 3F 2 способствует уменьшению остаточных деформаций.

Технологические средства регулирования выносливости и стойкости пружин определяются документацией на технические условия.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О МАТЕРИАЛАХ

Имеющиеся в промышленности марки пружинной стали характеризуются следующими свойствами и условиями применения.

Проволока класса I по ГОСТ 9389. Высокая разрывная прочность. Наличие больших остаточных напряжений первого рода (от волочения и навивки) обусловливает появление остаточных деформаций пружин при напряжениях t 3 > 0,32 Rm . При v max > v к остаточные деформации высоки независимо от применения операции заневоливания. В связи с указанным проволока класса I по ГОСТ 9389 назначается для пружин III класса в виде трехжильных тросов.

Проволока классов II и II А по ГОСТ 9389. Отличается от проволоки класса I уменьшенной прочностью при разрыве и повышенной пластичностью. Применяется для изделий, работающих при низких температурах, а также для пружин растяжения со сложными конструкциями зацепов. Проволока класса II А отличается от проволоки класса II более высокой точностью размеров, уменьшением вредных примесей в металле и дальнейшим повышением пластичности.

Сталь марки 65Г. Повышенная склонность к образованию закалочных трещин. Применяется с целью удешевления продукции для изделий массового производства в случаях, когда поломки пружин не вызывают нарушения функционирования деталей механизмов и не связаны с трудоемкими заменами.

Сталь марки 51ХФА. Повышенная теплоустойчивость. Закаливается на твердость не более 53,5 HRC э . В результате высоких упругих и вязких свойств служит лучшим материалом для пружин I класса.

Сталь марок 60С2А, 60С2. Высокие упругие и вязкие свойства. Повышенная склонность к графитизации и недостаточная прокаливаемость при сечениях d > 20 мм. Широкая применимость для пружин I и II классов. Для пружин III класса назначается при v max £ 6 м/с.

Сталь 60С2ХФА. Высокая прокаливаемость, малая склонность к росту зерна и обезуглероживанию при нагреве (по сравнению со сталью 60С2А), повышенные вязкость, жаропрочность и хладостойкость, хорошая циклическая прочность и релаксационная стойкость в широком диапазоне циклических изменений температур. Предпочтительное применение в сечениях проволоки от 30 мм и выше.

Сталь марки 65С2ВА. Высокие упругие свойства и вязкость. Повышенная прокаливаемость. Служит лучшим материалом для пружин III класса. Применяется при v max > 6 м/с.

Сталь марки 70С3А. Повышенная прокаливаемость. Обладает склонностью к графитизации. Преимущественное применение при диаметрах проволоки d > 20 мм. Заменителем служит сталь 60С2Н2А.

Примечание . Преимущественное практическое использование пружин из стали марки 51ХФА определяется интервалом температур от минус 180 до плюс 250 °С, из стали марки 60С2ХФА от минус 100 до плюс 250 °С, из проволоки класса IIA по ГОСТ 9389 от минус 180 до плюс 120 °С, из стали марок 65Г, 70С3А, 60С2А, 65С2ВА и из проволоки класса I по ГОСТ 9389 от минус 60 до плюс 120 °С. В случаях использования пружин при более высоких температурах рекомендуется учитывать температурные изменения модуля.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О НАЗНАЧЕНИИ ВЫСОКОЙ ТВЕРДОСТИ ДЛЯ ПРУЖИН III КЛАССА

Установлено, что пружины сжатия, работающие в режиме интенсивного соударения витков, преждевременно выходят из строя, главным образом, по причине поломок опорных витков, а также по причине быстрой потери сил в результате остаточных деформаций.

Назначение высокой твердости способствует возрастанию упругих свойств и предела прочности Rm пружинных материалов, в результате чего остаточные деформации резко уменьшаются и благодаря этому пружины более продолжительное время работают без поломок и без недопустимых потерь сил.

У применяемых марок стали безопасным для работоспособности пружин III класса является интервал твердости HRC э 53,5 . 58,0, однако условием для этого служит обязательное применение дробеструйной обработки независимо от требуемых норм выносливости. Важной предпосылкой назначения высокой твердости служит также всемерное сокращение периодов нагрева для закалки и установление продолжительности отпуска на заданную твердость не менее 45 мин при нагреве в жидких ваннах и не менее 1 ч при нагреве в воздушной среде.

Все пружины, закаливаемые на высокую твердость, в зависимости от уровня требований к стабильности размеров и сил, а также с целью контроля дефектов металла рекомендуется подвергать заневоливанию до соприкосновения витков, также копровой или стендовой отбивке.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1 . РАЗРАБОТЧИКИ

Б.А. Станкевич (руководитель темы); О.Н. Магницкий, д-р. техн. наук; А.А. Косилов; Б.Н. Крюков; Е.А. Караштин, канд. техн. наук

2 . УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19.12.86 № 4007

Источник

Стали: допускаемые напряжения и механические свойства материалов

Допускаемые напряжения принимаем по нормам, систематизированных в виде таблиц, что удобнее для практического применения при проектировочных и проверочных прочностных расчетов.

Примечание. Условные обозначения термической обработки:

О — отжиг; Н — нормализация; У — улучшение; Ц — цементация; ТВЧ — закалка с нагревом т.в.ч.; 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. таблицу 1): I — статическая; II — переменная, действующая от нуля до максимума и от максимума до нуля (пульсирующая), III — знакопеременная (симметричная).

Допускаемые напряжения для углеродистых сталей обыкновенного качества в горячекатаном состоянии

табл.1

Марка стали по ГОСТ 380 Допускаемые напряжения, кгс/см2
При растяжении
[ σ р ]
При изгибе
[ σ из ]
При кручении
[ τ кр ]
При срезе
[ τ ср ]
При смятии
[ σ см ]
I II III I II III I II III I II III I II
Ст 2 1150 800 600 1400 1000 800 850 650 500 700 500 400 1750 1200
Ст 3 1250 900 700 1500 1100 850 950 650 500 750 500 400 1900 1350
Ст 4 1400 950 750 1700 1200 950 1050 750 600 850 650 500 2100 1450
Ст 5 1650 1150 900 2000 1400 1100 1250 900 700 1000 650 550 2500 1750
Ст 6 1950 1400 1100 2300 1700 1350 1450 1050 800 1150 850 650 2900 2100

Механические свойства и допустимые напряжения углеродистых качественных конструкционных сталей

табл.2

Марка стали ГОСТ 1050 Термо-
обработка
Предел прочности при растяжении σ в Предел текучести σ т Предел выносливости при Допускаемые напряжения *, кгс/см2, при
растяжении σ −1р изгибе σ −1 кручении τ −1 растя-
жении
[σ р]
изгибе [σ из] кручении [τ кр] срезе [τ ср] смятии [σ см]
кгс/мм 2 I II III I II III I II III I II III I II
8 Н 33 20 12 15 9 1100 800 600 1300 950 750 800 600 450 600 450 350 1650 1200
10 Н 34 21 12,5 15,5 9,5 1100 800 600 1450 1000 750 800 600 450 650 450 350 1650 1200
Ц-В59 40 25 14,5 18 11 1300 900 700 1550 1150 900 1000 650 550 700 500 400 1950 1350
15 Н 38 23 13,5 17 10 1250 850 650 1500 1100 850 950 650 500 750 500 400 1850 1250
Ц-В59 45 25 16 20 12 1450 500 800 1750 1250 1000 1100 800 600 850 600 450 2100 750
20 Н 42 25 15 19 11,5 1400 1150 950 1700 1200 950 1050 700 550 850 600 450 2100 1750
Ц-В59 50 30 18 22,5 13,5 1650 1150 900 2000 1400 1100 1250 750 550 1000 600 450 2400 1750
25 Н 46 28 17 21 12,5 1500 1100 850 1800 1300 1050 1100 800 600 900 650 500 2200 1650
Ц-В58 55 35 20 25 15 1800 1300 1000 2100 1600 1250 1350 950 750 1100 800 600 2700 1950
30 Н 50 30 18 22,5 13,5 1650 1150 900 2000 1400 1100 1250 900 700 1000 650 550 2400 1750
У 60 35 21,5 27 16 2000 1400 1050 2400 1750 1350 1500 1050 800 1200 850 650 3000 2100
35 Н 54 32 19 24 14,5 1800 1250 950 2100 1550 1200 1350 900 700 1100 750 550 2700 1900
У 65 38 23 29 17,5 2100 1500 1150 2600 1850 1450 1600 1100 850 1300 900 700 5200 2200
В35 100 65 36 45 27 3300 2300 1800 4000 2900 2200 2500 1650 1350 2000 1400 1100 5000 3500
40 Н 58 34 21 26 15,5 1900 1300 1050 2300 1650 1300 1400 1000 750 1150 800 600 2800 2000
У 70 40 25 31,5 19 2300 1600 1250 2700 2000 1550 1700 1200 950 1400 1000 800 3400 2400
В35 100 65 36 45 27 3400 2300 1800 4000 2900 2200 2500 1750 1350 2000 1400 1100 5000 3500
45 Н 61 36 22 27,5 16,5 2000 1400 1100 2400 1750 1350 1500 1050 800 1250 850 650 3000 2100
У 75 45 27 34 20,5 2400 1700 1350 2900 2150 1700 1850 1300 1000 1450 1050 800 3600 2600
М35 90 65 32,5 40,5 24,5 3000 2100 1600 3600 2600 2000 2300 1650 1200 1850 1250 950 4500 3100
В42 90-120 70 32,5 40,5 24,5 3000 2100 1600 3600 2600 2000 2300 1600 1200 1850 1250 950 4500 3100
В48 120 95 43 54 32,5 4000 2800 2100 4800 3400 2700 3000 2100 1600 2400 1700 1300 6000 4200
ТВЧ56 75 45 27 34 20,5 2400 1700 1350 2900 2100 1700 1850 1300 1000 1450 1050 800 3600 2600
50 Н 64 38 23 29 17,5 2100 1400 1150 2500 1850 1450 1600 1100 850 1250 850 650 3100 2200
У 90 70 32,5 40,5 24,5 3000 2100 1600 3600 2600 2000 2300 1800 1200 1850 1250 950 4500 3100
20Г Н 46 28 16,6 20,5 12,5 1500 1000 800 1800 1300 1000 1100 800 600 900 650 500 2200 1600
В 57 42 20,5 25,5 15 1950 1300 1000 2300 1650 1250 1450 1000 750 1150 800 600 2900 1900
30Г Н 55 32 20 25 15 1800 1300 1000 2100 1600 1250 1350 950 750 1100 800 600 2700 1900
В 68 56 24,5 30,5 18 2300 1600 1200 2700 1950 1500 1700 1200 900 1400 1000 750 3400 2400
40Г Н 60 36 22 27 16 2000 1400 1100 2400 1750 1350 1500 1050 800 1200 850 650 3000 2100
В45 84 59 35 38 23 2800 1900 1500 3300 2400 1900 2100 1500 1150 1700 1200 950 4200 2900
50Г Н 66 40 23,5 29,5 17,5 2100 1500 1150 2600 1850 1450 1600 1100 750 1300 900 700 3200 2200
В 82 56 30 37 22 2700 1900 1500 3300 2500 1850 2500 1550 1100 1650 1050 750 4100 2900
65Г Н 75 44 27 34 20 2400 1750 1350 2900 2100 1700 1850 1300 1000 1450 1050 800 3600 2600
У 90 70 32,5 40,5 24,5 3000 2100 1600 3600 2600 2000 2300 1600 1200 1850 1250 950 4500 3100
М45 150 125 53 67 40 5000 3500 2600 6000 4300 3300 3800 2600 2000 3000 2100 1600 7600 5200

Примечание:

Марки стали 20Г; 30Г; 40Г; 50Г; 65Г — старые марки стали, действующие до 1988 г. Буква Г в них обозначала содержание марганца около 1 %.

Источник

Читайте также:  Маркировка лифта гост