1. 變形準(zhǔn)則(deformation criterion)
構(gòu)件在載荷作用下產(chǎn)生一定量的彈性變形。載荷過(guò)大時(shí),就會(huì)產(chǎn)生過(guò)量變形,甚至翹曲,導(dǎo)致其失去應(yīng)有的功能而失效。因此,材料變形必須限制在彈性范圍內(nèi)。
F/EA = ε < [ε]
其中,[ε]為允許的彈性應(yīng)變值,是一個(gè)除上安全系數(shù)ns的值。
2. 剛度準(zhǔn)則(stiffness criterion)
剛度準(zhǔn)則要求構(gòu)件在載荷作用下產(chǎn)生的彈性變形量不超過(guò)其允許的變形值。
剛度準(zhǔn)則的表達(dá)式是:
δi < [δi ]
θi < [θi]
φi < [φi]
式中,i= x, y, z ;δi, θi , φi分別是構(gòu)件的撓度、偏轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)角; [δi ]、[θi]、 [φi]分別是相應(yīng)變量下除以各自的安全系數(shù)值下所允許的撓度、偏轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)角。
● 解決方法
增大材料的剛度(stiffness)的方式有:提高彈性模量E及剪切模量G、 增加橫截面面積A、改變截面形狀或降低載荷F。注意:剛度是材料的宏觀性質(zhì),彈性模量是材料的微觀性質(zhì)。
3. 強(qiáng)度準(zhǔn)則(strength criterion)
當(dāng)材料承受的外加應(yīng)力小于許用應(yīng)力[σ](allowable stress)時(shí), 材料是安全的,否則將不安全。
● 強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則: σ< [σ]
其中, [σ] 取二者中的最小者,ns、nb分別為設(shè)計(jì)時(shí)屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的安全系數(shù),分別取1.5 和 3。
● 解決方法
提高材料強(qiáng)度等級(jí),如碳鋼材料更換為低合金鋼材或外力變小或改變應(yīng)力集中的位置等。