A. Criteriul de rezistenţă – Se consideră că piesa studiată este realizată corect atunci când tensiunile efective din ea nu depăşesc anumite valori-limită, stabilite convenţional, ţinând seama de anumite particularităţi ale solicitării şi de caracteristicile mecanice ale materialului respectiv.

Se numeşte rezistenţă admisibilă (notată s_a, respectiv t_a) valoarea convenţională maximă a tensiunii care se poate permite a se produce într-o piesă dintr-un anumit material, în condiţii date de solicitare.

Relaţia de calcul care derivă din criteriul de rezistenţă se scrie:

(4.1)

În cadrul acestui paragraf notaţia (s) este utilizată în sens generic, deci poate fi înlocuită prin (t) – dacă se face referire la solicitări caracterizate prin predominanţa tensiunilor tangenţiale.

Valoarea rezistenţei admisibile a unui material este, în principiu, specifică fiecărui tip de solicitare şi se defineşte, teoretic, prin comparaţie cu o stare limită de pe curba lui caracteristică la solicitarea respectivă. Starea limită este considerată periculoasă pentru rezistenţa materialului şi trebuie, prin urmare, să nu fie atinsă pe parcursul funcţionării piesei pentru care se fac calculele de rezistenţă.

În acest sens, se adoptă un coeficient de siguranţă (c), întotdeauna supraunitar, proporţional cu distanţa care se impune a fi păstrată faţă de starea limită.

Coeficienţii de siguranţă utilizaţi în cazul pieselor de maşini au, în mod obişnuit, valori cuprinse între 1,3 şi 4. Valoarea cea mai potrivită pentru un anumit caz concret se alege, în principiu, în funcţie de tipul de solicitare, domeniul de utilizare a piesei şi materialul folosit.

Trebuie precizat că apar anumite aspecte specifice în definirea practică a rezistenţelor admisibile, astfel:

Þ Pentru solicitările de tip static, rezistenţele admisibile se definesc în raport cu

* limita de curgere, pentru materialele tenace

* limita de rupere, pentru materialele fragile

Þ Pentru alte tipuri de solicitări

În acest ultim caz tensiunea limită (s_L) poate fi, de exemplu, rezistenţa la oboseală a materialului, tensiunea critică de flambaj ş.a.m.d.

Factori de influenţă în determinarea rezistenţelor admisibile

La stabilirea valorii coeficientului de siguranţă se iau în considerare mai multe particularităţi ale aplicaţiei concrete, cum ar fi:

* natura materialului utilizat – eventuale neomogenităţi, mod de fabricare, tratamente termice aplicate;

* durata de folosire a piesei – duratele scurte implică tensiuni admisibile mai mari;

* modul de acţiune a sarcinilor în timp;

* precizia evaluării sarcinilor şi a ipotezelor de calcul;

* tipul solicitării;

* temperatura de funcţionare.

De obicei, rezistenţele admisibile se impun prin tema de proiectare, sau se aleg din tabelele de caracteristici ale materialelor cuprinse în cărţi.

Ca orientare, iată valorile [în MPa] recomandate în mod curent pentru câteva materiale uzuale:

· pentru oţel OL 37

– la tracţiune, compresiune şi încovoiere - s_a = 150 forfecare - t_a = 90

· pentru lemn de brad

– în lungul fibrelor - compresiune s_a = 10; tracţiune s_a = 7; forfecare t_a = 2

– perpendicular pe fibre - compresiune s_a = 1,5; forfecare t_a = 4,5

· pentru teren de fundaţie

– presiunea admisibilă - p_a = 0,2¸0,25.

Calculele bazate pe criteriul de rezistenţă pot avea în vedere trei aspecte distincte:

Þ dimensionarea piesei – determinarea dimensiunilor minime ale secţiunilor transversale pentru care piesa preia în mod corect încărcările stabilite prin tema de proiectare;

Þ verificarea piesei – confirmarea alegerii corecte a dimensiunilor piesei, care trebuie să conducă, în toate secţiunile piesei, la relaţia

calculul încărcării maxime (forţa capabilă) – stabilirea valorilor maxime admisibile ale sarcinilor aplicate piesei, pentru ca tensiunile să se menţină în limitele permise.