ELEMENTI STROJEVA

Uvjet čvrstoće štapa u promatranom presjeku jest da najveće ekvivalentno naprezanje bude manje
od graničnog naprezanja. Položaj i veličina maksimalnog ekvivalentnog naprezanja može se
odrediti analitički ili numerički. No, kod štapova on je najčešće na mjestu najvećeg normalnog
naprezanja, a rijetko na mjestu najvećeg tangencijalnog naprezanja, pa je konstruktoru olakšan
posao. Uz to, tangencijalna naprezanja τ xy,s i τ xz,s od poprečnih sila se najčešće mogu zanemariti.
Niti jedna od hipoteza čvrstoće ne slaže se u potpunosti s rezultatima eksperimenata, pogotovo ne
za sve vrste materijala i za svaki vremenski karakter opterećenja. Zbog toga je za izračun
ekvivalentnog naprezanja u poprečnom presjeku štapa predložen iskustveni izraz, koji uzima u
obzir i mehanička svojstva materijala:
( ) 2
σ = σ + α τ
(1.54)
2
ekv x 0 x
α 0
omjer mjerodavnih karakteristika čvrstoće za normalna i tangencijalna naprezanja
Rσ
α
0
= (1.55)
R
R σ [N/mm 2 ] mjerodavna karakteristika čvrstoće za normalna naprezanja, 1.8.1.1
R τ [N/mm 2 ] mjerodavna karakteristika čvrstoće za tangencijalna naprezanja.
τ
1.8 RADNA SPOSOBNOST STROJNIH DIJELOVA I KONSTRUKCIJA
Zahtjevi za radnom sposobnošću važe općenito za sve dijelove strojeva i konstrukcija, a pri
ispunjenju tih zahtjeva treba voditi računa o dva stanja u kojima se oni mogu naći:
• radno stanje – odgovara predviđenim radnim (pogonskim) uvjetima;
• kritično stanje – odgovara graničnim radnim uvjetima, pri čemu se pojavljuju kritična
oštećenja (kvarovi), koji onemogućavaju pravilan i pouzdan rad strojnih dijelova.
Poznavanje vrijednosti fizikalnih veličina koje odgovaraju kritičnim stanjima strojnih dijelova,
omogućava definiranje općeg kriterija radne sposobnosti: radne karakteristike (vrijednosti
fizikalnih veličina) ne smiju nikako doseći kritične. Strojni dijelovi moraju biti projektirani i
dimenzionirani tako da su, pri propisanim radnim uvjetima, radne karakteristike dovoljno daleko
od kritičnih.
Radna sposobnost strojnih dijelova se procjenjuje obzirom na kritične pojave, kojima se moraju
dijelovi strojeva uspješno suprotstaviti. Pri tomu je na prvom mjestu čvrstoća, zatim krutost i
elastičnost, vibracije, otpornost na trošenje, otpornost na koroziju, pouzdanost u radu, itd.
1.8.1 Čvrstoća
Čvrstoća je sposobnost suprotstavljanja pojavi nedopuštenih oštećenja koja mogu nastati zbog
opterećenja. Ta, granična opterećenja, zbog naprezanja i deformacija koja proizvode, uzrokuju
dvije osnovne vrste nedopuštenih oštećenja: lom (ili nastanak pukotine, koja vodi k lomu) i
plastičnu deformaciju. Kroz povijest strojarstva, sve do novijeg vremena, smatralo se da obje
vrste nedopuštenih oštećenja uzrokuje nedopušteni, granični nivo naprezanja. Iako je poznato da i
pri plastičnim deformacijama u različitim pogonskim uvjetima, uvijek postoji neka veza između
35