Непрерывный прогресс в области конструирования машин, увеличения используемых мощностей, скоростей и температур, усложнения машин, при параллельном прогрессе в области металлургии, литейного производства, пластической и механической обработки, в соединении с возрастающими требованиями экономии материалов, рабочего времени и долговечности машин вынуждают конструктора искать все более совершенные решения, глубоко вникать в процессы работы машины, а также анализировать напряжения и деформации ее отдельных деталей.
«Классические методы расчета прочности, повсеместно используемые в машиностроении, часто опираются на фиктивный, слишком упрощенный характер статической нагрузки и на неизменяемый коэффициент безопасности. Методы эти иногда не совместимы ни с требованиями экономичности конструкции, ни с современным состоянием науки».
Многие проблемы, которые еще недавно считались интересными исключительно с теоретической точки зрения, имеют в настоящее время большое практическое значение. Однако решение этих проблем часто можно найти только в специальных малодоступных для конструктора трудах; они рассеяны в большом числе различных изданий или представлены в такой форме, что не могут быть непосредственно использованы конструктором.
Трудности расчетов и отсутствие справочников по прочности привели к тому, что размеры конструируемых деталей иногда определяют «на глаз», на основании аналогии с другими, ранее сконструированными деталями, или с помощью эмпирических формул, которые часто не имеют теоретической базы, а иногда и просто устарели. По мнению некоторых конструкторов, в большинстве случаев вообще нет надобности производить расчеты прочности отливок, поскольку толщину литых сечений в целом приходится принимать большей, чем та, которая получается в результате расчетов прочности.
Такая точка зрения может быть допущена только по отношению к мелким отливкам, испытывающим небольшую нагрузку. Однако и в этом случае она неправильна по следующим соображениям:
а) отливки составляют от 30 до 85% общего веса машин; совершенно очевидно, что уменьшение веса машин можно получить главным образом за счет облегчения отливок;
б) в подавляющем большинстве случаев, даже когда толщина стенок отливки определяется технологическим процессом, а не прочностью, конструктору следует учитывать жесткость отливки и возможность деформаций под действием внутренних сил и неравномерного нагрева;
в) конструктор не всегда знает все возможности современного литейного производства; поэтому методы, которые были хороши десятки лет назад, когда предел прочности при растяжении чугуна принимался равным 14 кГ/мм2, не могут быть приемлемы сегодня, когда имеются чугуны модифицированные (с пределом прочности 40 кГ/мм2), с шаровидным графитом (с пределом прочности 55-70 кГ1мм2), армированные специальной сталью; когда можно применять центробежное литье, литье под давлением, точное литье и другие современные способы изготовления отливок.
Нельзя заранее отступать перед трудностями расчетов. Решение некоторых вопросов действительно требует определения напряжений и деформаций в таких отливках, как например, балки сложной конфигурации, пространственные рамы, каркасные плиты, оболочки и т. д. Эти вопросы будет легче решать, когда появится соответствующая справочная литература.
Во многих случаях конструктор может столкнуться с не разработанными до сих пор вопросами и принять для расчетов упрощенную схему нагрузок. Однако он всегда обязан представить себе физичекую сущность явления и понять, с помощью каких средств можно придать конструкции требуемые прочность и жесткость при наиболее экономном использовании материала и обеспечении простоты изготовления.
В наиболее ответственных случаях конструктор должен иметь возможность провести соответствующие исследования и опыты.
Для более систематичного рассмотрения дальнейших вопросов все отливки, в зависимости от их конфигурации и метода расчета, разделяются на следующие классы: 1 - балки, 2 - рамы и фермы, 3 - плиты, 4 - оболочки, 5 - составные корпуса.
Отливки, относящиеся к отдельным классам, можно в свою очередь разделить на группы (например: 1.1 - простые балки, 1 .2 - фасонные балки, 1.3 - армированные балки), а группы - на подгруппы.
В рамках каждой подгруппы возникнут вопросы, зависящие от способа крепления отливки, нагрузки и жесткости.
При рассмотрении конкретных вопросов прочности будут даны предпосылки, на которых основан расчет, и результаты (обычно в виде таблиц или графиков). Математические расчеты опускаются, а читатели отсылаются к первоисточникам.
Следует подчеркнуть, что приводимые в последующем тексте рассуждения о прочности отливок имеют единственной целью обратить внимание читателя на некоторые вопросы, решение которых требует специальной разработки. Опубликовано: 2014.09.01 Обновлено: 2014.09.10 | 
