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极限应力、许用应力与安全系数总结

【摘要】:构件失效前所能承受的最大应力称为极限应力或危险应力,用σ0 表示。考虑到载荷估计的准确程度、应力计算方法的精确程度、材料的均匀程度以及构件的重要性等因素,为了保证构件安全可靠地工作,应使它的最大工作应力小于材料的极限应力,使构件具有适当的强度储备。一般把极限应力除以大于1 的安全因数n,作为设计时应力的最大允许值,称为许用应力,用[σ] 表示。

在工程实际中,构件不能安全、正常地工作,就称为失效。引起构件失效的原因很多,强度不足、刚度不足、稳定性不足及加载方式不当和工作环境影响等都将导致构件的失效。由上一节试验可知,对于塑性材料,当正应力达到屈服极限σs,会出现明显的塑性变形;对于脆性材料,正应力达到强度极限σb 时,就会发生脆性断裂。若构件工作时发生明显塑性变形或断裂,就已失效,这是由于强度不足而引起的失效。构件失效前所能承受的最大应力称为极限应力或危险应力,用σ0 表示。

对于塑性材料取σ0s

对于脆性材料σ0b

考虑到载荷估计的准确程度、应力计算方法的精确程度、材料的均匀程度以及构件的重要性等因素,为了保证构件安全可靠地工作,应使它的最大工作应力小于材料的极限应力,使构件具有适当的强度储备。一般把极限应力除以大于1 的安全因数n,作为设计时应力的最大允许值,称为许用应力,用[σ] 表示。即

正确地选择安全系数,关系到构件的安全与经济这—对矛盾的问题。过大的安全系数会浪费材料,过小的安全系数则又可能使构件不能安全工作。各种不同工作条件下构件安全因数n 的选取,可从有关工程手册中查找。一般对于塑性材料,取n 为1.3 ~2.0;对于脆性材料,取n 为2.0 ~3.5。