Состояние материала опасное сложное

В этих случаях, как показывают опыты, для одного и того же материала опасное состояние может иметь место при различных предельных значениях главных напряжений а°, 02, стз в зависимости от соотношений между ними. Поэтому экспериментально установить предельные величины главных напряжений очень сложно не только из-за трудности постановки опытов, но и из-за большого объема испытаний. [c.182]

Чугун. Для изготовления сложных фасонных отливок наиболее дешевым материалом является чугун. Однако хрупкость чугуна ограничивает область его применения. Хрупкое разрушение деталей, явление нежелательное вообще, приобретает значительную опасность для газовой арматуры. При разрушении деталей из пластичных материалов имеется период пластических деформаций, в течение которого можно установить наступление опасного состояния материала. При хрупком разрушении эта возможность исключена, так как разрушение детали происходит неожиданно для обслуживающего персонала. Кроме того, хрупкие материалы хуже переносят динамические нагрузки, переменные температурные напряжения и температуры ниже —15° С, они также более чувствительны к концентрации напряжений и т.д. [c.36]

Важнейшим вопросом, которым занимается наука о сопротивлении материалов, является вопрос о прочности материалов. Чтобы оценить опасное для прочности состояние элемента конструкции, необходимо уметь находить предельное по прочности (или жесткости) напряжение в любом сложном напряженном состоянии элемента. Эта задача решается с помощью так называемой теории прочности, которая устанавливает решающие факторы опасного для прочности состояния материала. Та или иная теория прочности на основе определенных предпосылок указывает, когда же наступает опасное состояние материала, и дает общее аналитическое условие, связывающее предельное напряжение по прочности и наибольшее действующее в детали напряжение. При этом, используя поведение материала при простейших испытаниях в условиях главным образом линейного напряженного состояния (отчасти плоского — при сдвиге и кручении и объемного — при гидростатическом давлении), получают расчетное соотношение, из которого и находят предельное напряжение для любого сложного напряженного состояния детали. [c.61]

Следовательно, прочность материала при сложном напряженном состоянии может нарушиться по двум причинам или вследствие отрыва частиц или вследствие их сдвига. Напряженное состояние, соответствующее тому или иному виду нарушения прочности, называется предельным. В зависимости от соотношения главных напряжений предельное состояние материала может наступить при разных их значениях. Эти значения и устанавливаются с помощью теорий прочности. В простейшем случае одноосного растяжения или сжатия предельное состояние возникает при достижении напряжением опасного значения предела прочности для хрупких материалов или предела текучести для пластичных материалов. [c.254]

Для сложного напряженного состояния подобный метод оценки прочности непригоден. Дело в том, что для одного и того же материала, как показывают опыты, опасное состояние может наступить при различных предельных значениях главных напряжений Ох, Оз и 03 в зависимости от соотношений между ними. Поэтому экспериментально установить предельные величины главных напряжений очень сложно не только из-за трудности постановки опытов, но и вследствие большого объема испытаний. В случае сложного напряженного состояния конструкции рассчитывают на прочность, как правило, на основании теоретических разработок с использованием данных о механических свойствах материалов, получаемых при испытании на растяжение и сжатие (иногда используют также результаты опытов на кручение). Только в отдельных случаях для оценки прочности конструкции или ее элементов прибегают к моде- [c.195]

Кроме того, такие испытания требуют очень сложных машин и приборов. Необходимо поэтому иметь какую-то гипотезу (теорию), которая позволила бы оценивать опасность перехода материала в предельное состояние при сложном напряженном состоянии, не прибегая каждый раз к трудоемким опытам, а используя лишь данные наиболее простых опытов, т. е. опытов с одноосным напряженным состоянием. [c.222]

При рассмотренных в этой главе видах сложных деформаций бруса — косом и пространственном изгибе, сочетании изгиба с растяжением или с сжатием — в опасных точках бруса возникает одноосное напряженное состояние, что позволяет просто оценить опасность возникших напряжений, сопоставив их расчетные величины с допускаемыми. Последние, как известно, определяются путем деления предельных напряжений на требуемый коэффициент запаса прочности. В свою очередь предельные напряжения (пределы текучести или прочности) определяют, испытывая материал на одноосное растяжение или, реже, на одноосное сжатие. [c.296]

Последовательность смены механических состояний типична для пластичных материалов и хорошо прослеживается при одноосном нагружении, например, при растяжении или сжатии образцов. При этом можно установить предел текучести от этого материала, а подвергая такому же испытанию образец из хрупкого материала, устанавливается предел прочности ов. Предел текучести для пластичного материала от и предел прочности ов для хрупкого материала являются предельными напряжениями этих материалов, т. е. опасными. Иное положение наблюдается при сложном напряженном состоянии. В этом случае предельное состояние зависит от соотношения величин главных напряжений 0 , 02 и 03. Большая сложность постановки опытов и чрезвычайно большое многообразие соотношений величин 0 , сгз и 03 не позволяют достаточно полно исследовать сложное напряженное состояние опытным путем. [c.91]

Теории прочности стремятся установить критерий прочности для материала, находящегося в сложном напряженном состоянии (объемном или плоском). При этом исследуемое напряженное состояние рассчитываемой детали (с главными напряжениями в опасной точке oi, и 03) сравнивается с линейным напряженным состоянием — растяжением или сжатием. [c.82]

Таким образом, известный постулат классических теорий прочности, в соответствии с которым гидростатическое давление не может перевести металл в опасное состояние, не подтверждается для анизотропных неметаллических материалов. Условие прочности анизотропных тел при сложных напряженных состояниях в случае изотропии материала не должно, таким образом, переходить в известные формулы классических теорий прочности. [c.142]

Гипотезы прочности (теории предельных напряженных состояний, теории прочности) указывают условия перехода материала в предельное напряженное состояние — появления признаков хрупкого разрушения или возникновения текучести. Гипотезы прочности применяют при расчетах по опасной точке (см. стр. 171) при статическом нагружении конструкции, а также — в случаях приведения динамической нагрузки к эквивалентной ей статической (например, при приближенных расчетах на удар). Применяя ту или иную гипотезу прочности, оценку опасности напряженного состояния в исследуемой точке конструкции выполняют путем замены заданного сложного напряженного состояния (двухосного или трехосного) эквивалентным (равноопасным) ему одноосным растяжением. Главное напряжение этого воображаемого (расчетного) одноосного растяжения называют эквивалентным (или приведенным) напряжением. [c.179]

Элемент тела в этом сложном напряженном состоянии изображен на рис. 39, а. Можем иметь случай растяжения по трем осям, когда абсолютные значения напряжений следуют соотношению (3.29), и более общий случай, когда — растягивающее, а Од — сжимающее напряжение и материал различно сопротивляется растяжению и сжатию. Обозначая предельное опасное напряжение при одномерном растяжении (рис. 39, 6) через а , а предельное напряжение при одноосном сжатии через т, можем написать, что характеристики прочности в сложном напряженном состоянии (рис. 39, а) по данной теории прочности суть напряжения наибольшее растягивающее и наибольшее сжимающее Зд. [c.62]

По этой теории принимают, что предельное состояние по прочности наступает тогда, когда наибольшее относительное продольное удлинение в сложном напряженном состоянии достигнет величины, опасной для материала. За предельную величину относительного продольного удлинения, опасную для материала, принимают относительное удлинение при одноосном растяжении или соответственно сжатии (рис. 39, б). [c.64]

На практике изделия из полимеров работают в условиях сложного напряженного состояния. Отсюда возникает проблема оценки условий перехода материала в предельное состояние при произвольном напряженном состоянии. Пространственное напряженное состояние при деформировании полимерных материалов возникает не только при геометрически сложных схемах нагружения изделия, но и в наиболее опасных местах (вблизи вершины растущих трещин и образовавшихся разрывов) прн макроскопически одноосном нагружении образца. [c.201]

Расчеты на прочность изделий сложной формы. Излагая в предыдущей главе теорию сложного напряженного состояния, мы совершенно обошли молчанием вопрос о том, каким образом определить напряженное состояние в телах, подверженных действию сил. Общая задача об определении напряжений и деформаций в упругом теле произвольной формы, подверженном действию произвольных внешних сил, является предметом теории упругости, которая представляет собою раздел механики сплошной среды и развивается в направлении создания и усовершенствования методов решения соответствующих краевых задач для некоторых систем дифференциальных уравнений в частных производных. Несмотря на огромные успехи математической теории упругости, далеко не все задачи, представляющие практический интерес, удается решить во многих случаях, даже когда точное решение или метод его отыскания известны, практическое использование этого решения для расчета на прочность затруднительно ввиду чрезвычайной сложности и громоздкости вычислений. с другой стороны, знания распределения напряжений в теле в упругой стадии его работы еще недостаточно для суждения о прочности. Как мы убедились на примере статически неопределимых стержневых систем, переход некоторых элементов в состояние текучести еще не означает разрушения системы в целом. Тем более это относится к телу, находящемуся в условиях сложного напряженного состояния. Достижение состояния текучести в одной или нескольких точках само по себе не является опасным окруженный упругими областями, материал не имеет фактической возможности течь. В то же время, после того как состояние текучести где-та достигнуто, дальнейшее увеличение нагрузки приводит к образованию пластических зон конечных размеров. [c.104]

В 1885 г. итальянский ученый Э. Бельтрами высказал предположение, что опасное состояние материала для сложного напряженного состояния наступает при достижении удельной потенциальной энергией некоторого предела (итах=и). Согласно этому предположению прочность материала при сложном напряженном состоянии обеспечивается в том случае, если удельная потенциальная энергия деформации не превосходит допускаемую удельную потенциальную энергию, установленную из опытов с одноосным (линейным) напряженным состоянием [c.99]

Первая теория (теория максимальных нормальных напря жений). Первой теорией предельного состояния материала в локальной области принято называть теорию, в основу которой положена следующая гипотеза предельное состояние материала, независимо от того, находится ли он в линейном или сложном (плоском или пространственном) напряженном состоянии, наступает при достижении максимальным нормальным напряжением в окрестности рассматриваемой точки тела предельной (опасной) величины а . [c.524]

Вторая теория (теория максимальных относительных линейных деформаций). Впервые гипотеза, положенная в основу теории, назынае.мой второй, была предложена Мариоттом еще в XVII в. Позднее по сути дела эта же гипотеза использовалась Ж. В. Пон-селе II Сен-Венаном. Сущность ее состоит в следующем п р е-дель[[ое состояние материала, независимо от того, находится ли он в линейном или сложном (плоском или пространственном) напряженном с ост о. i-н и и, наступает при достижении максимально / линейной относительной деформацией в окрестности рассматриваемой точки тела предельной (опасной) величины 8о . [c.526]

Четвертая теория (энергетическая). Поскольку при пластическом деформировании материала и доведении его до разрушения вполне естественно в качестве фактора, ответственного за наступление в материале предельного состояния, полагать удельную потенциальную энергию деформации, польский ученый М. Т. Губер 1) предложил в 1904 г. в качестве фактора, определяющего наступление в материале предельного состояния, считать удельную потенциальную энергию формоизменения, мотивируя это тем, что при трехосном одинаковом во всех направлениях сжатии предельное состояние не возникает даже при очень высоких сжимающих напряжениях. Соответствующая гипотеза может быть сформулирована следующим образом предельное состояние материала, независимо от того, находится ли он в линейном или сложном (плоском или пространственном) на пряженном состоянии, наступает при достижении удельной потенциальной энергией формоизменения в окрестности рассматриваемой точки тела предельной (опасной) величины IFjr, on [c.532]

Весьма поучительна история возникновения и развития четвертой теории. Основная ее идея, по-видимому, впервые, еще до Губера, возникла у Дж. К. Максвелла, который в письме к У. Томсону (лорду Кельвину) писал у меня имеются веские основания думать, что когда энергия (искажения формы) достигает известного предела, элемент выходит из строя . Эта идея, к которой Максвелл больше не возвращался, оставалась неизвестной до опубликования писем Дж. К. Максвелла У. Томсону, происшедшего уже после ) возникновения первого варианта энергетической теории предельного состояния материала. Упомянутый первый вариант возиик в 1885 г, в работе Е. Бельграми2), когда он выдвинул гипотезу, согласно которой предельное состояние материала, независимо от того, находится ли он в линейном или сложном (плоском или пространственном) напряженном состоянии, наступает при достижении удельной потенциальной энергией деформации в окрестности рассматриваемой точки тела предельной (опасной) величины WОбращаем внимание на то, что здесь речь идет не об удельной потенциальной энергии формоизменения, а о полной удельной потенциальной энергии деформации. [c.534]

Испытание на выдавливание сфгрн-ческой лунки происходит при двухосном растяжении и сопровождается сильиы.м утонением материала в центральной части заготовки. Аналогичный характер де-формации имеем при вытяжке сферических, параболичэских, конических и других детален, при гидравлической вытяжке, а также при вытяжке деталей сложной фэрмы в штампах с вытяжными ребрами. В том и другом случае схемы напряженно-деформированного состояния в опасном сечении (м сге возможного разрыва) аналогичны. Следовательно, для данных случаев [c.498]

В плавильных шахтных печах, в которых на определенном горизонте (в нижней половине печи) происходит изменение агрегатного состояния материалов—образование металла и шлака, процесс схода материала существенно изменяется. В некоторой зоне по высоте плавильные материалы находятся в состоянии размягчения, и поэтому между частицами слоя начинают действовать дополнительные силы сцепления. В этом месте шахты слой, строго говоря, перестает быть сыпучим телом и движение его подчиняется более сложным закономерностям. В дальнейшем после образования жидкоподвижных шлака и металла, стекающих в горн и опережающих движение топливной составляющей шихты, сечение шахты заполнено практически кусками кокса или нерасплавившейся пустой породы шихты, между которыми и просачиваются жидкий шлак и металл. Движение кусков кокса или нерасплавившейся пустой породы происходит, как и в верхней части, по законам движения сыпучего тела. Можно предположить, что при очень высокой нроизводительности шахтной печи стекающие вниз потоки расплавленного шлака и металла могут существенно увеличить сопротивление слоя в этой части шахты и привести к увеличению противодавления газов (слой захлебывается ). Однако особенно опасно заплывание проходов между кусками слоя малоподвижными тестообразными массами плавящихся материалов. Подобное заплывание может привесги к очень серьезным подстоям печи. В промежутках между окислительными зонами и по центру шахты потоки кусков кокса спускаются до зеркала шлаковой ванны. Этот кокс передает в горн часть активного веса слоя и участвует в циркуляционном движении в фурменной зоне. В случае отсутствия кокса эту роль (передачу активного веса) должны выполнять нерасплавившиеся сыпучие материалы. [c.335]

В последнее время выполнено достаточно много работ по экспериментальному исследованию ползучести и длительной прочности при неодноосном нагружении. Большинство из них проводится для проверки теоретических зависимостей между компонентами тензора скоростей ползучести и компонентами тензора на-прялч ений или между компонентами тензора деформаций и компонентами тензора напряжений, а также для уточнения инвариантных к напряженному состоянию феноменологических соотношений между компонентами тензора скоростей ползучести и компонентами тензора напряжений. Исследование инвариантных соотношений между компонентами тензора напряжений даст фактический материал для установления критериев длительной прочности при сложном напряженном состоянии, на основе которых можно сопоставлять степень опасности различных напряженных состояний при высокой температуре и заданном сроке службы материала. [c.279]

При работе зубчатой передачи между зубьями сопряженных зубчатых колес возникает сила давления f рис. 12.15), направленная по линии зацепления. Кроме того, от скольжения зубьев между ними образуется сила трения = где / — коэффициент трения. Сила невелика по сравнению с силой Р, поэтому при выводе расчетных формул ее не учитывают, т. е. принимают, что сила взаимодействия между ЗЫБЯМИ направлена по нормали к их профилям. Под действием силы F и F зубья находятся в сложном напряженном состоянии. На их работоспособность оказывают влияние напряжения изгиба в поперечных сечениях зубьев и контактные напряжения Стд в поверхностных слоях зубьев. Оба эти напряжения, переменные во времени, и могут бьггь причиной усталостного разрушения зубьев или их рабочих поверхностей. Напряжения изгиба Tf вызывают поломку зубьев, а контактные напряжения Он — усталостное выкрашивание поверхностных слоев зубьев. Поломка зубьев — опасный вид разрушения, так как при этом может выйти из строя не только зубчатая передача, но и валы и подшипники из-за попадания в них отколовшихся кусков зубьев. Поломка зубьев возникает в результате больших нагрузок, в особенности ударного действия, и многократных повторных нагрузок, вызывающих усталость материала зубьев. Во избежание поломки зубьев их рассчитывают на изгиб. Усталостное выкрашивание поверхностных слоев зубьев — распространенный и опасный вид разрушения большинства закрытых и хорошо смазываемых зубчатых передач. Выкрашивание заключается в том, что при больших контактных напряжениях на рабочей поверхности зубьев обычно на ножках, вблизи полюсной линии) появляются усталостные трещины. Это приводит к выкрашиванию мелких частиц материала зубьев и образованию небольших осповидных углублений, которые затем под влиянием давления масла, вдавливаемого с большой силой сопряженным зубом в образовавшиеся углубления и трещины, растут и превращаются в раковины. Для предотвращения выкрашивания зубьев их рассчитывают на контактную прочность. [c.181]

Ранее было показано, что накопление экспериментального материала для непосредственной оценки прочности любого сложного напряженного состояния даже в условиях статических напряжений есть задача, практически неразрешимая (см. гл. VIII), поэтому вопрос об оценке прочности решался иначе принятием той или иной гипотезы, которая дала бы возможность распространить действие прочностных характеристик, полученных из опыта на растяжение, на все случаи напряженного состояния опасной частицы. [c.299]

Таким образом, коэффициент запаса для различных участков бака будет различным и мепяющи.мся во времени. Даже опытный специалист не всегда может сразу сказать, какой участок бака проектируемой ракеты следует считать более опасным. В задней части бака давление выше, но ниже температура. В передней части внутреннее давление меньше, по в.месте с тем ниже хмеханические характеристики материала. Только после достаточно длительных расчетов, после анализа напряженного состояния, проведенного для нескольких сечений бака, начинают прорисовываться (как на проявляемой фотографии) основные контуры этой сложной картины. И когда она становится достаточно отчетливой, есть смысл подумать и о том, на каких участках длины бака толщину можно уменьшить, а где, быть может, ее следует и увеличить. [c.356]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...