计算所得应力比实际应力高 1

计算应力比实际应力低 1.05-1.65

抗拉强度极限与其他失效形式强度极限之间的关系 S3 静载荷 塑性材料S3=抗拉强度极限/屈服点

脆性材料S3=抗拉强度极限/所考虑的强度极限

循环载荷 S3=抗拉强度极限/疲劳极限

一般推荐S=S1*S2*S3；

有时也可按计算方法以下列粗略值选取安全系数：

按抗疲劳断裂计算：S=1.5-3,；

按抗变形计算：S=1.2-2；

按抗断裂计算：S=2-4；

按抗不稳定性计算：S=3-5；

在这里取S1=1.3，S2=1，S3=800MPa/640MPa=1.25；

所以S=1.625；[σ]= σs/S=640MPa/1.625=393.85MPa；[τ] =393.85MPa；

τ=F/As=4*11916.89/(π*64)

=237.079MPa≤393.85MPa；

经计算，该制动杆满足使用强度要求。

3.5破膜片设计计算

3.5.1设计要求

破膜片通常为平板结构，膜片上有“十”字（四瓣）或“*”（优尔瓣）形槽，其结构如图3-3所示。

                     图3-3 膜片结构图

膜片材料和膜片开槽形式的设计要满足下列条件：

a）膜片在给定压力下破膜；

b）膜片破膜完整，膜片辩不断裂，不产生碎片；

c）膜片破膜时沿着刻槽形成花瓣，并完全贴合在膜片支座上或内膛壁面上，不影响气流流通；

为此，膜片必须经选用抗拉、抗剪切、塑性好的材料制造。常用的有奥氏体不锈钢0Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9T，其抗拉强度为539MPa。工业纯铝（L2~L5）。两类金属板材在购买是要特别标注M状态（即出厂时已经退过火），同时还要注意两表面无肉眼可见的划痕。

3.5.2设计计算

a)破膜时，若要膜片不从支撑膜片的边上发生剪切，而且还要避免膜片花瓣被剪切，膜片的最小厚度为：

；                                 （3-19）

式中，PB为破膜压力（10MPa），为材料剪切应力（MPa），r为膜片支撑的有效半径（20mm）

b)膜片厚度取得太大，破膜时，膜片花瓣不能很好地张开并贴合在管壁上，导致气流堵塞。

计算膜片厚度最简单的方法是假设膜片在压力作用下应力分布是均匀的，膜片受力凹陷变形成为半球形，发生破裂。如图3-4所示。

图3-4 膜片受压时变形简图

根据平板膜片变形前的体积应等于变形后的体积，可得到圆面积×δ1=半球面积×δ2，即：

           ；                                       （3-20）

式中：为无变形的膜片厚度（mm），为变形后的膜片厚度（mm），H为变形凹陷深度

当H→r时，则：

                                              （3-21）