Справочник по машиностроительным материалам - Сидуля П.Н.
Скачать (прямая ссылка):
103
3. Характеристики асимметричных чугунных конструкций
Сечение и о фиг. 19 Погонный вес Момент инерции в см* Максимальное напряжение сжатия в кГ/мм* Максимальный прогиб в мм Рабочий момент
в кГ/м в кГсм в % п •>/ в ,0 на 1 м
в г д е ж 48,2 41,3 20.3 19.6 18,6 22,6 20,0 100 85,5 42,2 40,6 38.5 46,8 41,4 367 345 450 368 345 278 380 5,56 7,00 5,56 8,02 9,00 12,4 9,44 4.54 4,88 3,72 4.53 4,84 6,02 5.56 227 244 186 226 242 301 278 100 107,5 81,9 100 1067 132,5 122,5 100 126 194 244 275 282 294
Примечание. Таблица составлена в предположении, что во всех случаях нагрузка составляет 1000 кГ, момент сопротивления 90с.«*. допускаемое напряжение на растяжение 5.50 кГ/мм2 и расстояние между опорами 2 и*.
4«
кГ/мм
20
1 Зі УД 7 б/к Г
/г
If \ / 2 а У
> f
ж / ж ft
2) прочность чугунных деталей, подвергающихся изгибу, рассчитывать по максимальному напряжению растяжения с учетом смещения нейтральной линии, т. е. с введением поправочного коэффициента;
3) для повышения прочности чугунных деталей, подвергаемых изгибу, применять сечения асимметричной формы 110Г; в частности, целесообразно заменять открытые профили замкнутыми коробчатыми (фиг. 20), плоские поверхности, воспринимающие давление жидкости или газа,—
вогнутыми (фиг. 21, а) [111;
4) ребра жесткости в чугунных деталях располагать так, чтобы они воспринимали сжимающие, а ие растягивающие усилия (фиг. 21, б);
5) приведенные выше рекомендации, связанные с поведением серого чугуна в качестве иеуиругого материала, следует особо учитывать в случае чугунов обычного качества, наиболее широко применяемых в машиностроении; с повышением прочности серого чугуна его упругие свойства также улучшаются и в случае высокопрочного чугуна с шаровидным графитом расчеты на прочность практически уже ничем не отличаются от расчетов стальных конструкций.
Это обусловлено тем, что. несмотря на значительное различие Gap поцсж У высокопрочных чугунов с пластинчатым и шаровидным графитом, их кривые растяжения и сжатия мало разнятся но форме и наклону.
Понижение модуля упругости в чугунах с повышенным содержанием графита может быть использовано в тех случаях, когда при заданной деформации необходимо иметь минимальное напряжение, Применение высокопрочных чугунов с низким содержанием пластинчатого графита для изложниц, кокилей, пресс-форм, тормозных барабанов и других отливок, в которых возникают термические напряжения.
0 4 8/2% Смещение нейтральной оси
Фиг. 17. Смещение нейтральной оси в% высоты изгибаемых прямо угольных брусков из различных ч\'гунов: 1а — с грубым графитом (Е = 6370 кГ/мм2); 2а — с графитом средней величины (? = =8200 к Г/мм2); За — с мелким графитом (?=11 т\кГ/мм2)'. Ю—с грубым графитом (? = 11 700 к Г/мм2); 26 — с графитом средней неличины (Е ~ 13 380 кГ/мм2). Состав чугуна а: 3,05% С; 2,86% б., 0,57% Мп; 0,08% Б; 0.11% р; состав чугуна б: 3.12% С; 57% 51; 0.50% Мп; 0,10% в и 0,21% р.
104
ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА И СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК
Приложение
Фиг. 18. Примеры асимметричных конструкций.
а)
Фиг. 19. Разрушающие моменты изгиба и эпюры усилии и напряже пий в симметричной (а) и несимметричной (б) двутавровой балке при максимальном растягивающем напряжении в крайних волокнах.
равном пределу прочности.
КОНСТРУКЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА
105
рассматривать как удачное В ряде случаев ннзкопрочные чугуны с большим количеством крупных графитных включении показывают лучшие эксплуатационные качества с точки зрения гашения внутренних напряжений и вибраций, меньшей
Усилие
Неправильно Правильно
а)
(Правильно)
Усилие (Неправильно)
б)
Фиг. 21. Правильная и неправильная конструкция крышки цилиндра (а)
и кронштейна с ребром жесткости (б).
чувствительности к перекосам, надрезам, неравномерным распределениям нагрузки и неравномерному нагреву, чем высокопрочные чугуны и сталь.
Свойства при статическом нагружении
В большинстве случаев конструкционная прочность чугупоп оценивается по характеристикам прочности при нормальной температуре в условиях статического на гр ужения.
Предел пропорциональности и предел упругости серого чугуна с пластинчатым графитом, как было показано выше, не имеют физического смысла и не определяются.
Условный предел текучести (а0,оь Оо,1« ^ог) определяется как напряжение, вызывающее в чугуне заданную остаточную деформацию (например. 0,01, 0,1 или 0,2%).
При однократной нагрузке соотношение условного предела текучести к пределу прочности при растяжении для различных чугунов [1], [12] определяется по следующим данным:
Гип чугуна
Высококачественный серый
То же..........
Ковкий чугун ......
Условия испытания
Растяжение
Сжатие Растяжение
0,1
"ер 0,50-0.70 0,30—0.45
До 0,80 0,55—0.85
Предел прочности при растяжении зависит от прочности металлической основы и содержания и формы графитных включений.
При постоянном содержании графита и неизменности его формы прочность феррнтных чугунов зависит от степени легиропаниости феррита.
В случае перлитных чугунов основным фактором, влияющим на прочность металлической основы, является дисперсность перлита. Поэтому влияние легирующих элементов па повышение прочности перлита в чугуне следует рассматривать прежде всего как результат сорбитизации перлита.
