Міцність

Найбільші напруження в матеріалі деталі з умови надійної її роботи слід обмежувати допустимими значеннями. При розтяганні та стисканні допустимі напруження позначають відповідно ${\displaystyle ~[\sigma _{+}]}$ та ${\displaystyle ~[\sigma _{-}]}$. При зсуві — ${\displaystyle ~[\tau ]}$.

Якщо відомі допустимі напруження і є формули, що визначають напруження через зусилля і моменти сил в перерізі, то можна, в принципі, розрахувати на міцність будь-яку деталь.

У разі розтягнення чи стискання стержня знаходять небезпечні перерізи, в яких напруження досягають найбільших по модулю значень, і для цих перерізів записують умову міцності у вигляді:

${\displaystyle ~\sigma _{max}={\frac {N_{max}}{F}}\leqslant [\sigma ].}$

Для випадку зсуву (зрізу)

${\displaystyle ~\tau _{max}={\frac {N_{max}}{F}}\leqslant [\tau ].}$

При згинанні

${\displaystyle ~\sigma _{max}={\frac {M_{max}}{W_{0}}}\leqslant [\sigma ].}$

При крученні

${\displaystyle ~\tau _{max}={\frac {T_{max}}{W_{p}}}\leqslant [\tau ].}$

При поверхневому зминанні деталей

${\displaystyle ~\sigma _{3M}={\frac {N}{A}}\leqslant [\sigma ].}$

У цих рівняннях:

• ${\displaystyle ~\sigma _{max}}$, ${\displaystyle ~\tau _{max}}$ і ${\displaystyle ~\sigma _{3M}}$ — найбільші розрахункові нормальне, дотичне напруження чи напруження зминання, відповідно;
• ${\displaystyle ~[\sigma ]}$ і ${\displaystyle ~[\tau ]}$ — допустимі нормальне і дотичне напруження, безпечні з точки зору міцності деталі;
• ${\displaystyle N_{max}}$ — найбільше зусилля розтягу, зрізу або зминання;
• ${\displaystyle M_{max}}$ — найбільший згинальний момент;
• ${\displaystyle T_{max}}$ — найбільший крутний момент;
• ${\displaystyle W_{0}}$ — осьовий момент опору перерізу;
• ${\displaystyle W_{p}}$ — полярний момент опору перерізу деталі;
• А, F — площа перерізу (поверхні зминання).

Для випадку складного напруженого стану, коли вектор напруження в матеріалі довільно спрямований у тривимірних координатах, еквівалентне напруження та умову настання граничного стану визначають керуючись теоріями міцності.

Динамічна міцність — властивість матеріалів і конструкцій чинити в певних межах опір руйнуванню або помітній зміні форми від діяння динамічних навантажень і є характеристикою опору матеріалу деформуванню або руйнуванню при динамічному навантаженні.

Розрізняють динамічну міцність при багатократному циклічному навантаженні та динамічну міцність при однократному навантаженні.

Конструкційна міцність (англ. structural strength) — міцність матеріалу конструкції з урахуванням конструкційних, технологічних і експлуатаційних чинників. Під конструкційною міцністю мають на увазі зазвичай певний комплекс механічних властивостей, що забезпечує тривалу і надійну роботу матеріалу в умовах його експлуатації.

Конструкційна міцність звичайно є меншою за власне міцність матеріалу. Невідповідність між конструкційною міцністю і міцністю матеріалу, що визначена на зразку з використанням випробних машин, залежить від:

• форми та розмірів деталі (наявністю джерел концентрації напружень: отворів, нарізі, рівців тощо);
• різних механізмів руйнування матеріалу деталі;
• стану матеріалу у поверхневих шарах деталі;
• анізотропії властивостей матеріалу;
• особливостей середовища, що контактує з поверхнями деталі тощо.

Питома міцність (англ. specific strength) — відношення максимально допустимих механічних напружень, які матеріал здатен витримати без руйнування, до густини матеріалу. Питома міцність матеріалів особливо є важливою для авіабудування, ракетобудування, космічних апаратів і є найінформативнішою характеристикою при виборі матеріалу для конструктивних елементів літальних апаратів.

Зміцнення матеріалів (англ. strengthening of materials) — підвищення опору матеріалів або заготовок руйнуванню чи деформації внаслідок технологічного процесу[3].

Зміцнення характеризується ступенем зміцнення — показником відносного підвищення значення заданого параметра опірності матеріалу руйнуванню чи залишковій деформації у порівнянні з його вихідним значенням в результаті зміцнювальної обробки, а також (у ряді випадків) глибиною зміцнення (товщиною зміцненого шару). Зміцнення зазвичай супроводжується зниженням пластичності. Тому практично вибір способу і оптимального режиму зміцнювальної обробки визначається максимальним підвищенням міцності матеріалу при допустимому зниженні пластичності, що забезпечує найбільшу конструкційну міцність.

• Жароміцність
• Міцність гірських порід
• Границя міцності
• Напружено-деформований стан
• Теорії міцності

• Опір матеріалів. Підручник /Г. С. Писаренко, О. Л. Квітка, Е. С. Уманський. За ред. Г. С. Писаренка — К.: Вища школа,1993. — 655 с. ISBN 5-11-004083-4
• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.
• Механіка руйнування зварних конструкцій: Курс лекцій. Для студентів спеціальності 7.092301 усіх форм навчання/ Укладач: Ясній П. В. — Тернопіль: ТДТУ, 2006. − 100 с.
• Травин О. В., Травина Н. В. Материаловедение. М.: Металлургия, 1989. — 384 с.

• Міцність матеріалів // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 126-127. — ISBN 978-966-7407-83-4.