ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
РАСЧЕТЫ И ИСПЫТАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ
В МАШИНОСТРОЕНИИ
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ
К ПРОВЕДЕНИЮ
И НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОМУ
ОБЕСПЕЧЕНИЮ
И
Цена 5 коп.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
УДК 620.17:658.512.2:006.354 Группа Т51
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Расчеты и испытания на прочность
в машиностроении
О
ГОСТ
27609—88
К ПРОВЕДЕНИЮ И НОРМАТИВНО-ТЕХНИ-
ЧЕСКОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ
Calculations and strength tests in mechanical engineering. Main regulations and requirements for carrying out calculations and tests and for standards ОКСТУ 0070
Срок действия с 01.01,89
до 01.01.94
Настоящий стандарт устанавливает основные положения и требования к проведению расчетов и испытаний на прочность в машиностроении и их нормативно-техническому обеспечению.
Основные термины и их пояснения, относящиеся к расчетам и испытаниям на прочность, приведены в приложении 1.
Стандарт не распространяется на расчеты и испытания на прочность продукции, предназначенной только для нужд обороны и атомной энергетики.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ
С целью выбора и обоснования конструктивно-технологических параметров, обеспечивающих со стадии проектирования прочность, надежность и безопасность функционирования изделий и (или) их составных частей, должны проводиться расчеты и (или) испытания на прочность.
Номенклатура видов изделий отрасли (подотрасли) и (или) их составных частей, для которых должны проводиться расчеты и (или) испытания на прочность, определяется на основе групп однородной продукции разработчиком этой продукции по согласованию с заказчиком.
Расчеты и испытания на прочность на стадиях разработки и производства изделий должны включать:
проектные и поверочные расчеты;
исследовательские испытания;
испытания в составе предварительных, приемо-сдаточных, периодических, типовых и других контрольных испытаний.
П
Издание официальное
ереиечатка воспрещена© Издательство стандартов, 1988В отдельных случаях (при создании изделий и (или) их составных мастей по прототипу, их модификации, модернизации, доводке и г. д.) допускается проведение только поверочных расчетов и (или) контрольных испытаний.
С целью оценки работоспособности поверочные расчеты и (или) контрольные испытания на прочность могут проводиться для изделий, находящихся в эксплуатации (при продлении ресурса, внесении конструктивно-технологических изменений и т. п.).
Расчеты и испытания на прочность видов изделий отрасли (подотрасли) и (или) их составных частей должны проводиться в соответствии с нормами, установленными в отраслевом комплексе «ормативно-технических документов (НТД), типовая структура которого, а также требования к построению и содержанию документов, входящих в него, указаны в приложении 2.
В этих документах должны быть установлены значения коэффициентов запаса прочности (или величины допускаемых напряжений), долговечности, устойчивости и т. п., а также условия эксплуатации, испытаний и другие сведения, необходимые в том числе « для вероятностной оценки прочности изделий.
Наряду с нормами и методами, регламентированными в НТД, допускается применение и других, позволяющих получить не мень- Іііую точность, достоверность, сопоставимость и информативность результатов расчетов и испытаний.
ДОКУМЕНТАЦИЯ ПО РАСЧЕТАМ И ИСПЫТАНИЯМ
НА ПРОЧНОСТЬ
Документация по расчетам и испытаниям на прочность должна являться составной частью технической документации на изделие.
Разделы документов по расчетам и испытаниям на прочность, обосновывающих конструктивно-технологические параметры изделий,— по приложению 3.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ИХ ПОЯСНЕНИЯ
Термин
Пояснение
Объект расчетов и (или) испытаний на прочность
Нагруженность
Изделие и (или) его составные части (детали, сборочные единицы)
Состояние объекта, обусловленное внешними воздействиями и условиями функционирования.
Примечания:
Характеристиками нагруженности Rn объекта могут быть: нагрузка, напряжение, напряжение цикла, деформация, перемещение, коэффициент интенсивности напряжений, длительность и число циклов нагружения и т. д.;
Предельные значения характеристик нагруженности 7?п — те значения, превышение которых приводит к частичной или полной потере работоспособности объекта, например: предельная нагрузка, пределы прочности и выносливости, предельное число циклов нагружения, предельные значения характеристик трещиностой- кости, критические напряжения, частота и т. д.; 3. Отношение
Нормативный коэффициент запаса
Допускаемые характеристики нагруженности объекта
Условие прочности объекта (детерминированное)
является коэффициентом запаса
Коэффициент запаса [п], устанавливаемый НТД
Отношение
<2>
Неравенства вида:
(3)
Яд<[/?п] (4)
Примечание. Условие прочности объекта могут выражаться также неравенствами вида:
(5)
(6>
1^д>[^п1 = 1Гп-[п], (7>
где 1ГП, [Fu], Ц7д — соответственно предельные, допускаемые и действительные размеры и характеристики сечений;
Термин
Расчет на прочность
Расчетная схема
Проектный расчет (расчет для выбора размеров)
Поверочный расчет
Испытания на прочность
Пояснение
Ц7П— предельные значения размеров и характеристик сечений (значения ниже которых приводят к частичной или полной потере работоспособности объекта)
Расчетная проверка выполнения условий прочности объекта
Схема объекта, используемая при расчете, которая отражает основные особенности конструкции и нагруженности объекта.
Примечание. В зависимости от целей, вида и метода расчетов для данного объекта могут быть выбраны различные расчетные схемы.
Расчет, проводимый при разработке проекта объекта с целью определения его основных размеров и выбора конструкционных материалов при заданных характеристиках нагруженности или определения этих характеристик при заданных размерах объекта и материалах
Расчет, проводимый при разработке (доработке) проекта и (или) изготовлении и эксплуатации объекта с целью проверки выполнения условий его прочности для выбранных размеров и вида материалов с учетом заданных режимов эксплуатации, ресурса и срока службы, технологии изготовления и конструктивных особенностей объекта
По ГОСТ 16504—81
Примечание. Приведенные термины и их пояснения следует использовать для терминологического обеспечения нормативно-технических, руководящих и методических документов по расчетам и испытаниям на прочность в машиностроении.ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
ТИПОВАЯ СТРУКТУРА КОМПЛЕКСА НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ
И МЕТОДИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ ПО РАСЧЕТАМ И ИСПЫТАНИЯМ
НА ПРОЧНОСТЬ ВИДОВ ИЗДЕЛИИ ОТРАСЛИ (ПОДОТРАСЛИ)
И (ИЛИ) ИХ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ
ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Настоящее приложение рекомендует типовую структуру комплекса нормативно-технических и методических документов по расчетам и испытаниям на прочность видов изделий отрасли (подотрасли) и (или) их составных частей. На основе рекомендуемой типовой структуры каждая отрасль (подотрасль), с учетом особенностей разработки, испытаний и опыта эксплуатации своих изделий, разрабатывает структуру указанного комплекса, предусматривая при этом создание недостающих документов для его формирования в полном объеме.
СОСТАВ КОМПЛЕКСА НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ
И МЕТОДИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
Комплекс документов включает в себя (см. схему):
нормативно-технические и методические документы, устанавливающие основные положения и требования к проведению расчетов и испытаний на прочность изделий при их проектировании, изготовлении и эксплуатации;
нормативно-технические и методические документы, устанавливающие нормы прочности изделий и (или) их составных частей, а также нормы прочности и перечень используемых для них конструкционных материалов;
нормативно-технические и методические документы, устанавливающие метод расчета и испытания на прочность изделий и (или) их составных частей, в том числе деталей и узлов общемашиностроительного применения (крепеж, подшипники и т, п,), входящих в состав изделий;
нормативно-технические и методические документы, содержащие методы расчета и экспериментального определения характеристик нагруженности, напряженно-деформированного состояния, колебаний, устойчивости, несущей способности и долговечности типовых составных частей изделий различных отраслей и других, а также методы механических испытаний материалов и физические методы исследования деформирования и разрушения,
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ
И МЕТОДИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ, ВХОДЯЩИХ В ОТРАСЛЕВОЙ
КОМПЛЕКС
Нормы прочности изделий отрасли
Нормы прочности изделий отрасли предназначаются для обеспечения и оценки прочности и эксплуатационных характеристик изделий.
В этих документах устанавливаются:
критерии и характеристики, по которым производится оценка прочности изделий;
виды и характеристики нагрузок;
С. 6 ГОСТ 27609—88
документа, В скобках — возможная.
Примечание. В начале указана предпочтительная категория
СХЕМА КОМПЛЕКСА НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ
И МЕТОДИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВзапасы прочности (несущей способности, устойчивости, долговечности и т. д.), а также и (или) допускаемые напряжения, деформации и т. д.
В документах могут быть также установлены:
режимы функционирования;
требования к расчетным схемам и методам расчета изделий и их составных частей и сами методы;
требования к механическим и технологическим свойствам материалов;
вероятностные критерии оценки прочности.
Разделы и подразделы этих документов могут дифференцироваться по составным частям изделий, по критериям и методам (расчетным или экспериментальным) для оценки прочности и т. п.
Приложения могут содержать уточненные методы расчета основных узлов и деталей, алгоритмы, программы и ссылки на них, справочные данные для расчета, характерные примеры расчета, сведения по механическим свойствам материалов, требования к осуществлению и контролю за наиболее ответственными технологическими операциями, непосредственно влияющими на прочность изделия и т. п.
Критерии и характеристики для оценки прочности изделий
Критерии и характеристики для оценки прочности должны обеспечивать нормальное функционирование изделий в условиях, наступления которых возможно в процессе их изготовления, испытаний и всего периода эксплуатации.
Прочность изделий обычно оценивается по следующим основным критериям и характеристикам:
допускаемым напряжениям и нагрузкам или запасам прочности по предельным значениям напряжений и нагрузок;
допускаемому времени и количеству рабочих циклов или запасам по времени и количеству циклов до разрушения;
допускаемой деформации, перемещению, скорости распространения трещин, температуре, частоте и амплитуде вибраций или запасам по предельным значениям этих и других величин;
вероятностным критериям.
Предельные характеристики материала определяются в условиях кратковременного и длительного статического нагружения, мало- и многоцикловой усталости, при наличии трещин и других условий.
Запасы прочности (несущей способности, устойчивости, долговечности), величины допускаемых напряжений.
В нормах устанавливаются расчетные и (или) экспериментальные методы определения запасов и их конкретные значения применительно к составным частям изделий, предельным состояниям с учетом опыта проектирования, испытаний и эксплуатации.
Нагрузки и режимы функционирования
В нормах устанавливаются конкретные виды и характеристики внешних воздействий и нагрузок на сборочные единицы и детали и возможные режимы и условия функционирования изделий, которые следует учитывать при оценке их прочности.
При этом принимаются во внимание результаты расчетно-экспериментальных исследований и испытаний, а также опыт эксплуатации изделий.
Для воздействий, связанных с внешними условиями среды, в которых протекает работа изделия (климатические, сейсмические и т. п, по ГОСТ 26883—86), устанавливаются их значения и диапазоны изменения. Значения нагрузок, как правило весовых, устанавливаются также при проведении расчетов и испытаний на прочность некоторых изделий (вагонов, грузоподъемных устройств и других).
При оценке прочности изделий вероятностными методами нормы могут содержать вероятностные характеристики нагрузок и внешних воздействий (математическое ожидание, коэффициенты вариации, плотности вероятностей и т. д.).
Расчетные схемы и методы расчета