安全系数与许用应力.doc

安全系数与许用应力 由于各种原因使结构丧失其正常工作能力的现象，称为失效。工程材料失效的两种形式为：　　（1）塑性屈服，指材料失效时产生明显的塑性变形，并伴有屈服现象。如低碳钢、铝合金等塑性材料。　　（2）脆性断裂，材料失效时几乎不产生塑性变形而突然断裂。如铸铁、混凝土等脆断材料。　　许用应力：保证构件安全可靠工作所容许的最大应力值。 对于塑性材料，进入塑性屈服时的应力取屈服极限，对于某些无明显屈服平台的合金材料取，则危险应力或；对于脆性材料：断裂时的应力是强度极限，则。 构件许用应力用表示，则工程上一般取 　　 塑性材料： ；　　 脆性材料： 分别为塑性材料和脆性材料的安全系数。 表1　　常用金属材料拉伸和压缩时的机械性质（常温、静载） 材料名称 牌号 屈服点 抗拉强度 抗压强度 伸长率 % 用途 普通碳素钢(GB700-65)GB700-88 A3Q235钢 240（2400） 380～470 (3800～4700) ? 25～27 金属结构构件，普通零件 A5Q275钢 280（2800） 500～620(5000～6200) ? 19～21 同上 优质碳素钢GB699-88 45 360(3600) 610(6100) ? 16 强度要求较高的零件，齿轮、轴等 50 390(3900) 660(6600) ? 13 齿轮、连杆、轮缘扁弹簧、轧辊等 普通低合金钢GB1591-88 16Mn 280～350(2800～3500) 480～520(4800～5200) ? 19～21 建筑结构、起重设备、容器、造船、矿山机械 15MnV 340～420(3400～4200) 500～560(5000～5600) ? 17～19 中高压容器、车辆、 桥梁、起重机 材料名称 牌号 屈服点 抗拉强度 抗压强度 伸长率 % 用途 合金结构钢GB3077-88 40Cr（调质） 550～800(5500～8000) 750～1000(7500～10000) ? 9～15 齿轮、轴、曲轴、连杆等 40MnB（调质） 500～800(5000～8000) 750～1000(7500～10000) ? 10～12 可代替40Cr钢 球墨铸铁GB1348-88 ? 300～420(3000～4200) 400～600(4000～6000) ? 1.5～10 轧辊、曲轴、凸轮轴、齿轮、活塞、阀门、底座 灰口铸铁GB9439-88 HT15-33 100～280(1000～2800) 650(6500) ? 轴承盖、基座、泵体、壳体 HT20-40 ? 160～320(1600～3200) 750(7500) ? 同上 铝合金GB3190-82 LY11 110～240(1100～2400) 210～420(2100～4200) ? 18 航空结构件、铆钉等 LD9 280(2800) 420(4200) ? 13 内燃机活塞等 铜合金GB5233-85 QA19-2(软) 300（3000） 450(4500) ? 20～40 船舶零件 QA19-4（软） 200(2000) 500～600(5000～6000) ? 40 齿轮、轴套等 表2　　常用非金属材料拉伸和压缩时的机械性质（常温、静载） 材料名称 抗拉强度 抗压强度 伸长率% 用途 酚醛层压板(HG2-212-65) 85～100（850～1000） 垂直于板层：230～250（2300～2500）平行于板层：130～150(1300～1500) ? 结构材料和各种机械零件 有机玻璃 55(550) 130(1300) ? ? 聚三氟氯乙烯 () ? 耐腐蚀高压密封件、泵和管道零件 聚四氟乙烯 14～24(140～240) ? 150～350 耐腐蚀、耐高温的密封元件、管道、衬里、容器、轴承等 尼龙 55～70(550～700) 46～90(460～900) 10～200 ? 红松（顺纹） 98(980) 33(330) ? ? 杉木（顺纹） 77～97（770～970） 36～41（360～410） ? ? 混凝土 0.3～1（3～10） 2.5～80（25～800） ? ? (完)