Jak oblicza się dopuszczalne naprężenie zgodnie z normą ASME?

Norma ASME BPVC, sekcja VIII, dział 1, stosuje σ_allow = min(Rp0,2/1,5, Rm/2,4) dla stali austenitycznych lub min(Rp0,2/1,5, Rm/3,5) dla stali węglowych i niskostopowych w temperaturze pokojowej. Zapewnia to margines bezpieczeństwa zarówno przed płynięciem, jak i pękaniem.

Jaka jest granica wytrzymałości zmęczeniowej?

Dla stali o Rm < 1400 MPa, granica wytrzymałości Se ≈ 0,5 × Rm (próbka bez karbu, polerowana). Dla Rm ≥ 1400 MPa, Se ≈ 700 MPa. Rzeczywista wytrzymałość zmęczeniowa zależy od wykończenia powierzchni, rozmiaru, koncentracji naprężeń i środowiska.

Jakie współczynniki bezpieczeństwa stosuje się dla różnych typów obciążeń?

Typowe: Obciążenia statyczne n=1,5-2,0 względem granicy plastyczności. Obciążenia przemienne/zmęczeniowe n=2,0-4,0 względem granicy wytrzymałości. Obciążenia pulsujące n=1,5-2,5. Obciążenia udarowe n=3,0-5,0. Czynniki zależą od konsekwencji awarii i niepewności obciążenia.

Co to jest granica plastyczności Rp0,2?

Rp0,2 (lub granica plastyczności) to naprężenie, przy którym następuje trwałe (plastyczne) odkształcenie 0,2%. Poniżej tego naprężenia odkształcenie jest sprężyste i odwracalne. Jest to podstawowy parametr projektowy zbiorników ciśnieniowych i elementów konstrukcyjnych.

Czy właściwości zmieniają się podczas obróbki cieplnej?

Tak, znacząco. Podane wartości są typowe dla standardowych warunków dostawy. Hartowanie i odpuszczanie (Q&T) zazwyczaj zwiększa wytrzymałość, ale zmniejsza ciągliwość. Rzeczywiste właściwości zależą od rozmiaru przekroju, temperatury austenityzacji i warunków odpuszczania.

Darmowe narzędzie inżynieryjne

Właściwości stali i kalkulator dopuszczalnych naprężeń

Wybierz gatunek stali, aby wyświetlić właściwości mechaniczne. Oblicza dopuszczalne naprężenia ASME, granicę wytrzymałości zmęczeniowej i współczynniki bezpieczeństwa dla różnych typów obciążeń.

ASME BPVC Rp0,2 / Rm Zmęczenie Se

Właściwości i dopuszczalne naprężenia

Dopuszczalne naprężenie ASME σ_allow

—

Granica plastyczności Rp0,2

—

Wytrzymałość na rozciąganie Rm

—

Granica wytrzymałości zmęczeniowej Se

—

Wydłużenie A%

—

Twardość HB

—

Gęstość

—

Współczynniki bezpieczeństwa (n)

—

Dopuszczalne naprężenie ASME

Zgodnie z normą ASME BPVC, sekcja VIII, dział 1, dopuszczalne naprężenie w temperaturze pokojowej wynosi:

W przypadku stali nierdzewnych austenitycznych (które cechują się znacznym umocnieniem przez obróbkę cieplną) ASME stosuje Rm/2,4 zamiast Rm/3,5.

Granica wytrzymałości zmęczeniowej

W przypadku próbek stali bez karbów i polerowanej poddawanych obrotowemu zginaniu:

Rzeczywista wytrzymałość zmęczeniowa wymaga współczynników modyfikacji dla wykończenia powierzchni (ka), rozmiaru (kb), niezawodności (kc) itp.:

Współczynniki bezpieczeństwa według rodzaju obciążenia

Typ obciążenia	Czynnik n	Naprężenie projektowe
Statyczny (wydajność)	1.5	Rp0,2 / 1,5
Statyczne (pęknięcia)	2,4–3,5	Pok. / 2,4 lub Pok. / 3,5
Pulsujące zmęczenie	2.0	Se / 2.0
Całkowicie odwrócone zmęczenie	2.5	Se / 2.5
Uderzenie / wstrząs	3,0–5,0	Rp0,2 / n

Przykład praktyczny

Przykład — 42CrMo4 Q&T

Właściwości: Rp0,2 = 900 MPa, Rm = 1100 MPa

σ_allow (ASME) = min(900/1,5, 1100/3,5) = min(600, 314) = 314 MPa

Se = 0,5 × 1100 = 550 MPa (niezmodyfikowany)

Pulsujące zmęczenie: 550/2,0 = 275 MPa

⚠️ Uwaga: Podane właściwości są wartościami typowymi. Rzeczywiste właściwości zależą od obróbki cieplnej, rozmiaru przekroju i certyfikatu badania materiału. Do obliczeń projektowych należy zawsze stosować wartości certyfikowane.

Kalkulator dopuszczalnego naprężenia stali | Darmowe narzędzie ASME | Vibromera

Opublikowane przez Nikolai Shelkovenko na 15 lutego 2026 5 marca 2026

Właściwości i dopuszczalne naprężenia

Dopuszczalne naprężenie ASME

Granica wytrzymałości zmęczeniowej

Współczynniki bezpieczeństwa według rodzaju obciążenia

Przykład praktyczny