ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние вида нагружения из "Основы конструирования. Кн.1 " На рис. 49 дан пример использования материала при различных видах нагружения детали круглого сечения. Величина напряжений условно показана толщиной линий штриховки. [c.124] При изгибе сечение работает преимущественно крайними точками, расположенными в плоскости действующей силы. По мере приближения к нейтральной оси напряжения уменьшаются вплоть до пуля. В случае кручения все точки периферии нагружены одинаково. Однако напряжения в кольцевых сечениях убывают по мере приближения к центру, где они становятся равными нулю. [c.124] Наиболее выгоден случаи растяжения-сжатия, когда все точки сечения работают при одинаково.м напряжении и материал используется наиболее полно. [c.124] Где только возможно, следует заменять изгиб растяжением-сжатием, как это делается, например, в стержневых и ферменных системах. [c.124] Введение симметричной выборки на противоположной стороне бруса (рис. 50, в), несмотря на уменьшение сечения, снижает напряжения вследствие устранения изгибающего момента. [c.125] При внецентренном нагружении шатуна силой сжатия (рис. 52, а) в стержне шатуна возникают дополнительные напряжения изгиба, из-за чего приходится увеличивать сечение стержня, а следовательно, и массз конструкции. Тот же недостаток, но в меньшей степени, присущ конструкции на рис. 52,6, где внецентренный изгиб возникает вследствие асимметрии сечения стержня относительно направления действия сил. В рациональной конструкции (рис. 52, в) с симметричными относительно нагрузки сечениями нагрузка приводится к чистому сжатию при прочих равных условиях масса конструкции получается наименьшей. [c.126] У деталей, подвергающихся изгибу, асимметрия сечений вызывает кручение (рис. 53) и появление лишних напряжений сдвига, суммирующихся с напряжениями изгиба. [c.126] В качестве конструктивного примера на рис. 54, а, б, показан рычаг, к концам которого приложены силы, действующие в плоскости А — А. Вследствие смещения плоскости действия сил относительно стержня последний подвергается скручиванию. В правильной конструкции (рис. 54, в) с сечениями, симметричными относительно действия сил, кручение ликвидировано. [c.126] В деталях, подвергающихся чистому изгибу, целесообразно вводить некоторую асимметрию сечений с целью уменьшения напряжений растяжения за счет увеличения напряжений сжатия. [c.126] Большинство конструкционных материалов лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению. Разрушение почти всегда начинается на участках, подвергающихся растяжению, а не сжатию, так как первое способствует выявлению внутренних дефектов материала (мнкротрещин, мпкропор п т. п.), которые, разрастаясь под действием растягивающих напряжений, кладут начало разрушению. Напряжения сжатия, напротив, способствуют закрытию микродефектов. [c.126] Это свойство особенно резко выражено у пластичных металлов. На рис. 55 приведена диаграмма нагружения па растяжение и сжатие образцов из нпзкоуглеродистой стали. В случае растяжения материал проходит через хорошо известные стадии после упругой деформации металл начинает течь (участок т) и в результате объемного наклепа упрочняется (участок п). По достижении предела прочности начинается образование шейки, заканчивающееся разрушением образца. [c.126] По-нному ведет себя материал в условиях сжатия. После периода уизругих деформаций он непрерывно упрочняется, как вследствие наклепа, так и вследствие увеличения поперечных размеров образца (бочкообразное расплющивание). Пластичный материал ни при каких условиях пе удается довести до разрушения. [c.127] В реальных конструкциях использовать это преимущество далеко не всегла возможно, так как п.ластнческие деформации наиболее нагруженных на.сжатие элементов системы (а в ферменных системах еще и продольный их изгиб) могут сделать систему неработоспособной вследствие нарушения ее геометрии, хотя разрушение системы еще не наступит. [c.127] У хрупких материалов (например, чугунов) при сжатии наступает хрупкое разрушение, начинающееся с образования трещин н заканчивающееся раскалыванием образца. Однако для таких материалов характерна резкая анизотропия механических свойств при растяжении и сжатии. Например, предел прочности чугуна при сжатии в 2,5 — 4 раза больше, чем при растяжении. [c.127] Металлы, занимающие по пластичности промежуточное положение между приведенными, крайними случаями, как правило, также лучше сопротивляются Сжатию, чем растяжению. Так, предел прочности при сжатии закаленной и отпущенной, при 250° С стали 45, дюралю-мина Д16 после закалки н старения и твердой латуни ЛО 70-1 превышает предел прочности их при растяжении соответственно в 1,4 1,7 и 2 раза. Исключение представляют . магниевые сплавы, которые сопротивляются сжатию хуже, чем растяжению. [c.127] На рис. 56 приведены примеры нецелесообразного (а, в) и целесообразного (б, г) нагружения профилей (изгиб консольной балки). Пониженный уровень растягивающихся напряжений в схемах б, г способствует упрочнению детали, несмотря на одновременное повышение напряжений сжатия. [c.127] В несимметричных профилях соотношение между максимальными напряжениями растяжения и сжатия определяется формой профиля и далеко не всегда является оптимальным. [c.127] Прочность сталей на сжатие выше, чем на растяжение, в 1,2—1,6 раз. Для использования этого соотношения целесообразно при нагрузке одностороннего направления применять слабо асимметричные профили типа, изображенного на рис. 57, а. Участки, подвергающиеся растяжению, выгодно усиливать накладками из материала, более прочного, чем материал основной детали (рис. 57,6). [c.127] Вернуться к основной статье