Što je dopušteni stres?

Dopušteno naprezanje (σ_dopušteno ili f ili S) je maksimalno dopušteno naprezanje u konstrukciji. Jednako je čvrstoći materijala podijeljenoj s faktorom sigurnosti definiranim kodom konstrukcije (npr. ASME VIII, EN 13445).

Kako se izračunava dopušteno naprezanje prema ASME VIII?

ASME VIII Div.1: S = min(Rp0,2/1,5, Rm/3,5) na sobnoj temperaturi. Na povišenim temperaturama, vremenski ovisna (puzanje) svojstva mogu biti dominantna. Izdanje iz 2007. smanjilo je faktor UTS s 4 na 3,5.

Kako se izračunava dopušteno naprezanje prema normi EN 13445?

EN 13445-3: f = min(Rp0,2/1,5, Rm/2,4) za feritne čelike. Za austenitne: f = max(Rp0,2/1,5, Rp1,0/1,2) ali ≤ Rm/3. Vrijednosti ovisne o temperaturi iz EN 10028.

Kada puzanje postaje važno?

Puzanje je značajno iznad ~350°C za ugljični čelik, ~400°C za niskolegirani čelik, ~450°C za austenitni nehrđajući čelik, ~500°C za visokolegirani čelik. Iznad ovih temperatura, vremenski ovisno naprezanje loma određuje dopuštenu vrijednost.

Što je učinkovitost zavarenog spoja?

Učinkovitost zavarenog spoja (E ili z) smanjuje dopušteno naprezanje na temelju razine NDE-a: E=1,0 za potpuno radiografsko ispitivanje, E=0,85 za točkasto RT, E=0,7 za NDE bez volumetrijskog ispitivanja. Uzima u obzir potencijalne nedostatke zavara.

Besplatni inženjerski alat

Dopušteno naprezanje po materijalu

Izračunajte dopušteno projektno naprezanje prema ASME VIII Div.1 ili EN 13445-3. Svojstva ovisna o temperaturi, provjera puzanja pri lomu, faktor učinkovitosti zavarenog spoja. 12+ vrsta materijala.

ASME VIIIEN 13445σ_allowProvjera puzanjaFaktor zavarivanja

Vrsta materijala

Dizajnerski kod

Projektna temperatura (°C)

Učinkovitost zavarenog spoja

Vrsta opterećenja

Brze postavke

Dopušteno projektno naprezanje

Dopušteno naprezanje σ_dozvoljeno × E

—

Rp0.2(T) / Faktor sigurnosti

—

Rm (20°C) / Faktor sigurnosti

—

σ_dozvoljeno (prije faktora zavarivanja)

—

Mjerodavni kriterij

—

Provjera raspona puzanja

—

Dopušteno prilagođeno opterećenju

—

Svojstva materijala pri T

—

EN 13445-3 (Feritni čelici)

ASME VIII Div. 1

Temperaturna redukcija

Granica razvlačenja i vlačna čvrstoća smanjuju se s porastom temperature. Ovaj kalkulator koristi linearizirane krivulje redukcije na temelju podataka EN 10028 / ASME II-D:

Ispod 100°C: svojstva su na vrijednostima sobne temperature
100–400 °C: postupno smanjenje (prinos pada brže nego UTS)
Iznad 400°C: značajno smanjenje; puzanje može biti dominantno

Režim puzanja

Kada projektna temperatura premaši temperaturu početka puzanja, prevladava vremenski ovisno naprezanje loma. Tipičan početak puzanja:

Vrsta materijala	Početak puzanja (°C)	Tipična maksimalna projektna temperatura
Ugljični čelik (S235, S355)	~350	400°C
C-Mn tlačni čelici (P265GH, P355GH)	~380	450°C
Mo čelik (16Mo3)	~400	500°C
CrMo čelik (13CrMo4-5)	~450	550°C
2¼Cr-1Mo (10CrMo9-10)	~470	600°C
Austenitni nehrđajući čelik (304, 316L)	~500	700 °C

Praktični primjer

Primjer — P265GH na 250 °C, EN 13445

Dano: P265GH, Rp(20)=265 MPa, Rm=410 MPa, T=250°C, zavarivanje E=1,0

Rp(250°C) ≈ 265 × 0,85 = 225,3 MPa (smanjenje snage zbog temperature)

f_prinos = 225,3 / 1,5 = 150,2 MPa

f_UTS = 410 / 2,4 = 170,8 MPa

f = min(150,2, 170,8) = 150,2 MPa (mjerodavna je granica razvlačenja)

S E=1,0: σ_dozvoljeno = 150,2 MPa

Usporedba materijala na sobnoj temperaturi

Materijal	Rp0,2	Rm	f (EN)	S (ASME)
S235JR	235	360	150	103
S355JR	355	510	213	146
P265GH	265	410	171	117
P355GH	355	490	204	140
16Mo3	280	450	187	129
13CrMo4-5	295	460	192	131
10CrMo9-10	275	450	183	129
304 SS	210	520	140	138
316L nehrđajući čelik	200	500	133	133
2205 Dupleks	450	620	258	177

⚠️ Napomena: Ovaj kalkulator daje približne vrijednosti za preliminarni dizajn. Uvijek provjerite sa stvarnim tablicama propisa (ASME II-D, EN 10028, EN 10222) za vašu specifičnu vrstu materijala, oblik proizvoda, debljinu i temperaturu.

Dopušteno naprezanje najveće je naprezanje dopušteno u projektiranom dijelu. To je čvrstoća materijala podijeljena koeficijentom sigurnosti definiranim normom. Njegova primjena osigurava da dio neće otkazati pri normalnom (ili nenormalnom) opterećenju, uz odgovarajuću sigurnosnu rezervu.

Različite norme upotrebljavaju različite koeficijente sigurnosti, što dovodi do različitih dopuštenih naprezanja za isti materijal.

ASME VIII upotrebljava koeficijent sigurnosti za UTS od 3.5 (iznosio je 4.0 prije godine 2007), dok EN 13445 upotrebljava 2.4. To znači da je ASME konzervativniji prema kriteriju UTS. Međutim, obje norme upotrebljavaju 1.5 za granicu razvlačenja.

Za materijale visoke čvrstoće kod kojih je mjerodavna granica razvlačenja (npr. S355, 2205), obje norme daju slične rezultate. Za materijale niže čvrstoće kod kojih je mjerodavan UTS, ASME je znatno konzervativniji.

I granica razvlačenja i UTS smanjuju se s porastom temperature. Granica razvlačenja smanjuje se brže. Iznad temperature početka puzanja naprezanje pri lomu ovisno o vremenu može postati mjerodavan kriterij.

Primjer: S355 pri 400°C ima Rp ≈ 297 MPa (u usporedbi s 355 pri RT), pa dopušteno naprezanje pada s 213 na ~173 MPa (EN).

Puzanje je značajno iznad: ~350°C za ugljični čelik, ~400°C za Mo čelik, ~450°C za CrMo, ~500°C za austenitni SS. Iznad tih temperatura naprezanje pri lomu zbog puzanja za 100.000h, podijeljeno svojim koeficijentom sigurnosti, može biti niže od dopuštenog naprezanja temeljenog na granici razvlačenja.

Koeficijent zavarenog spoja (E ili z) uzima u obzir moguće nedostatke zavara:

E=1,0: Potpuno radiografsko ili ultrazvučno ispitivanje svih zavara
E=0,85: Mjestimično (djelomično) radiografsko ispitivanje
E=0,7: Bez volumenskog NDE (samo vizualni pregled)

Efektivno dopušteno naprezanje = σ_allow × E. Primjena E=1,0 zahtijeva više NDE, ali omogućuje tanje stijenke.

Postupke opisane na ovoj stranici razvio je i terenski testirao tim Vibromera koristeći Balanset-1A, prijenosni dvokanalni balanser i analizator vibracija za balansiranje rotora na terenu.

Kalkulator dopuštenog naprezanja | ASME VIII / EN 13445 | Smanjenje nazivne temperature | Besplatni alat