Допустимая расчетная нагрузка

Проектирование с допустимым напряжением — это философия проектирования, используемая инженерами-механиками и инженерами-строителями .

Строительный проектировщик следит за тем, чтобы напряжения , возникающие в конструкции из-за эксплуатационных нагрузок, не превышали предела упругости . Этот предел обычно определяется путем обеспечения того, чтобы напряжения оставались в пределах, за счет использования факторов безопасности .

В структурном проектировании подход к проектированию допустимых напряжений обычно заменяется на международном уровне проектированием предельного состояния (также известным как расчет предельного напряжения или в США проектирование коэффициентов нагрузки и сопротивления, LRFD), поскольку проектирование конструкций рассматривается , за исключением некоторых изолированных случаев. случаи.

В строительном строительстве США расчет допустимого напряжения (ASD) еще не был полностью заменен расчетом предельного состояния, за исключением случая подвесных мостов , который в 1960-х годах изменился с расчета допустимого напряжения на расчет предельного состояния. Дерево, сталь и другие материалы по-прежнему часто проектируются с использованием расчета допустимых напряжений, хотя LRFD, вероятно, чаще преподается в университетской системе США.

В машиностроительном проектировании, например при проектировании оборудования, работающего под давлением, этот метод использует прогнозируемые фактические нагрузки, которые будут возникать на практике, для расчета напряжений и прогибов. Такие нагрузки могут включать давление и вес материалов. Прогнозируемые напряжения и прогибы сравниваются с допустимыми значениями, которые имеют «фактор» против различных механизмов разрушения, таких как утечка, текучесть, предельная нагрузка до пластического разрушения, коробление, хрупкое разрушение, усталость и эффекты вибрации/гармоник. Однако прогнозируемые напряжения почти всегда предполагают, что материал является линейно упругим. «Фактор» иногда называют коэффициентом безопасности, хотя это технически неверно, поскольку этот фактор включает в себя учет таких факторов, как местные напряжения и производственные несовершенства, которые специально не рассчитываются; превышение допустимых значений не считается хорошей практикой (т.е. не является «безопасным»).

Метод допустимых напряжений также известен в некоторых национальных стандартах как метод рабочих напряжений, поскольку прогнозируемые напряжения представляют собой неучтенные напряжения, ожидаемые во время работы оборудования (например, AS1210, AS3990).

Этот подход к машиностроению отличается от подхода к окончательному проектированию, который учитывает прогнозируемые нагрузки для сравнения с предельным пределом отказа. Один метод увеличивает прогнозируемую нагрузку, другой — уменьшает напряжение разрушения.