В поперечных сечениях стержня шатуна при существующей точности его изготовления и допусках на взаимный перекос деталей кривошипно-шатунного механизма напряжения распределяются неравномерно. Вследствие влияния многих факторов распределение напряжений носит случайный характер и на разных шатунах не повторяется.
Неравномерность напряжений, отнесенная к среднему напряжению, подсчитывается по формуле
При сжатии шатуна б достигает примерно 30% и, как правило, несколько уменьшается с увеличением нагрузки. Приступая к расчету стержня шатуна на прочность, это необходимо учитывать и увеличивать расчетные напряжения на 15%. Тогда расчетная формула для запаса прочности примет вид
Чтобы обеспечить достаточную долговечность штампов, на размеры поперечного сечения стержня шатуна в поковке назначаются широкие допуски. Это предопределяет возможность колебания площади поперечного сечения стержня, а следовательно, и напряжений в нем в широких пределах. Подсчет показывает, что расчетное напряжение в стержне от сжатия может изменяться в пределах 1300-2000 кГ/см2. Средние напряжения по результатам измерений не превышают этих пределов. Испытываемые шатуны были взяты из одной партии поковок. Как и следовало ожидать, значения средних напряжений у всех шатунов отличались всего на 6%, причем эта разница включает в себя и погрешности измерения-. В связи с этим в шатуне двигателя СМД-4 были уменьшены допуски на размеры поковки и увеличена площадь поперечного сечения. Расчетный запас прочности по наименьшему возможному сечению стержня увеличен до 1,81 вместо 1,39 у двигателя СМД-7.
Основные напряжения в нижней головке шатуна, переменные по величине, возникают от действия сил инерции. Как видно из эпюры, максимум напряжений — в среднем сечении крышки. Здесь при расчетной нагрузке 1500 кГ растягивающие напряжения равны 380 кГ/см2. Обычно для расчетов рекомендуется формула