ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ из "Концентрация напряжений в элементах авиационных конструкций " Явление концентрации напряжений. Под концентрацией напряжений понимается резкое местное изменение поля напряжений в деформируемом теле, вызываемое различными источниками и причинами конструктивными (резкое изменение формы и размеров сечений деталей, нарушение сплошности отверстиями и вырезами, инородные Бключения с отличными от оснобного материала механическими свойствами и т. д.) технологическими (резкое различие механических свойств материала в поверхностном слое и в основном объеме в результате той или иной термомехани-ческой обработки, наличие трещин технологического происхождения и т. д.) концентрацией внешних воздействий (силовых, температурных) трещинами, возникшими в связи с начавшимся разрушением в процессе эксплуатации. [c.5] Концентрация напряжений описывается следующими параметрами теоретическим коэффициентом концентрации, показывающим, во сколько раз наибольшее напряжение в зоне концентрации превышает номинальное значение градиентом изменения напряжении в зоне концентрации эффективным коэффициентом концентрации напряжений, определяемым как отношение пределов прочности (при статическом нагружении) или пределов выносливости (при циклическом нагружеиии) гладкого образца и образца с концентратором. [c.5] В случае нелинейной упругости или упруго-пластичесного деформирования для оценки эффекта концентрации приходится использовать также коэффициент концентрации деформаций и градиент изменения деформаций, показывающие, во сколько раз повышается интенсивность деформаций и какова их неравномерность в зоне концентрации. [c.5] Важная особенность явления концентрации состоит в том, что одновременно с резким повышением напряжений вблизи концентратора даже при исходном одноосном состоянии возникает сложное (плоское или объемное) неоднородное напряженное состояние, непосредственно влияющее па развитие пластических деформаций или трещин разрушения. Таким образом, несущая способность основных элементов многих конструкций обычно определяется напряженным состоянием и условиями прочности в местазг концентрации, ибо именно там прежде всего наступает предель- ное. состояние и разрушение. [c.5] Вместе с тем отметим следующее представление, довольно распространенное, о том, что для материалов конструкций, находящихся в пластическом состоянии, влияние концентрации напряжений при статическом нагружении песущественно, справедливо лишь для однократного статического нагружения, тао в авиационных конструкциях практически не встречается. При мало-цикловом нагружении н в расчетах на выносливость при большом числе циклов, при ударных нагрузках влияние концептрацни напряжений значительно проявляется и в условиях пластичности. [c.6] Явление ползучести материала — возрастание деформаций с течением времени при постоянном уровне напряжений — характерно для теплонапряженных элементов конструкций. Концентрация напряжений я ее влияние на несущую способность элементов конструкции в условиях ползучести имеет свою специфику. [c.6] Известно, что с развитием деформации ползучести будет происходить изменение (уменьшение) коэффициента концентрации напряжений. Одпако с увеличением длительности пребывания таллов и их сплавов с ноликристаллической структурой в нагретом состоянии возможен переход от вязкого (трашкристаллического) к хрупкому (интеркристаллическому) разрушению, что объясняется постепенным ослаблением границ зерен под действием температуры. В зависимости от рода материала и температурных режимов возможны, разумеется, и промежуточные (смешанные) случаи разрушения. [c.6] Все это показывает, что детальное изучение напряженного н деформированного состояния в местах концентрации в условиях упругости, пластичности и ползучести является обязательной частью общего прочностного расчета соответствующих конструкций и важной предпосылкой для создания оптимальных, целесообразных в надежных конструкций. [c.7] Изложенное выше особенно актуально для авиационных кон-струкций, многие элементы которых работают в условиях высоких силовых и температурных воздействий. Стремление же -к уменьшению веса конструкции приводит к необходимости использовать высокопрочные материалы, имеющие, как правило, более высокую чувствительность к концентрации напряжений. Недостаточно строгая оценка напряженного состояния и условий прочности в зоне концентрации при проектировании может послужвть причиной разрушения высоконапряжеиных элементов авиационных конструкций и повлечь за собой тяжелые последствия. [c.7] Концентрация напряжений е условиях упругости. Изучению проблемы концентрации напряжений посвящено множество работ зарубежных и отечественных ученых. Это связано с актуальностью проблемы в научном и практическом отношениях, ее многоплановостью и сложностью, поэтому многие важные ее аспекты до сих пор еще не имеют исчерпывающего решения. [c.7] Исследование напряженного состояния пластинки, ослабленной эллиптическим отверстием, осуществлено Г. В. Колосовым [76, 771- Им заложены основы решения плоской задачи теории упругости с помощью теории функций комплексного переменного. Этим было предопределено развитие математической теории упругости па десятилетия вперед. В дальнейшем метод функции комплексного переменного и конформных отображений применительно к задачам теории упругости был развит в трудах Н. И. Мусхели-швили (113). [c.7] Эффективность метода конформных отображений заключается в том, что поставленная задача может считаться решенной, если найдена функция, обеспечивающая конформное преобразование рассматриваемой области на какую-либо простейшую каноническую область. Б зависимости от вида исследуемой области это может быть круг или кольцо еданичного радиуса, бесконечная полоса или полуплоскость. [c.8] Концентрация напряжений около отверстий в толстой плите нри упругих деформациях изучена И. И. Воровичем и О. С. Малкиной [38 . Авторами построено асимптотически точное решение, показана применимость, при определенных условиях нагружениЯ методов плоской задачи теории упругости для описания концентрации иапря кеннй около отверстий, достаточно удаленных от наружного контура. [c.8] Бобрвцкая, А. Л. Квитка (22 рассмотрели вопрос о концентрации напряжений в пластине около малого отверстия в трехмерной посталонке. Авторами определены компоненты напряжений, пе учитываемые в плоской задаче, показано изменение по толщине пластинки тех компонент напряжении, которые полагаются постоянными в плоской задаче. [c.8] Исследование напряженного состояния около отверстий в оболочках впервые было выполнено А. И. Лурье [95 . Работа Лурье положила начало большой серии новых исследований в зтой области. Отметим ряд работ последних лет, посвященных этой проблеме А. Н. Гузь [52, 53 , Ван Фо Фы [33 , Вал. Н. Чехов, Вик. Н. Чехов [185, 186 пдр. [c.8] Вернуться к основной статье