Общие принципы расчета на прочность

В результате расчета нужно получить ответ на вопрос, удовлетворяет или нет конструкция тем требованиям прочности, которые к ней предъявляются. Наиболее распространенным методом расчета на прочность является расчет по напряжениям. В основу этого метода положено предположение, что критерием прочности является напряженное состояние в точке.

Последовательность расчета следующая.

На основе анализа конструкции выделяется точка, в которой возникает наибольшее напряжение. Найденная величина напряжения сравнивается с допускаемой величиной для материала конструкции. Из сопоставления расчетных напряжений и предельных напряжений делается заключение о прочности.

В ряде случаев, например, при расчете устойчивости, применяют метод расчета по разрушающим нагрузкам. В этом методе путем расчета определяют не напряжения, а предельную нагрузку, которую может выдержать конструкция не разрушаясь, или не изменяя существенно свою первоначальную форму. Предельная нагрузка сопоставляется с рабочей нагрузкой, и на основании этого делают вывод о прочности конструкции в рабочих условиях.

Если необходимо добиться наименьшего изменения формы конструкции, то производят расчет по допускаемым перемещениям, или иначе, расчет на жесткость. В этом методе расчета определяют путем расчета линейные или угловые перемещения точек конструкции и сравнивают с допускаемыми значениями линейных или угловых перемещений. На основании сопоставления делают вывод о достаточной жесткости.

Наряду с упомянутыми методами расчета существуют многие другие методы связанные с качественно отличными явлениями, такими, как сопротивление усталости, развитие усталостной трещины, остаточная прочность, динамическое воздействие, температурное воздействие, коррозионное воздействие и др.

При расчете прочности конструкции методами сопротивления материалов, как правило, заменяют конструкцию и внешние нагрузки упрощенной расчетной схемой. Элементы конструкции представляют в виде стержней или брусьев, а составную конструкцию в виде системы стержней и брусьев. Материал элемента конструкции рассматривается как сплошная, однородная и деформируемая среда.