Напряжений концентрация упругой области

Гипотезы, объясняющие ослабление эффективности концентрации напряжений по сравнению с тем, которое должно вытекать из распределения напряжений в упругой области, и зависимость коэффициентов k , kj от ряда факторов (размеров, свойств материала и т. д.), высказанные различными авторами, не позволяют пока вычислять значения этих коэффициентов для различных случаев расчетной практики исходя из первичных свойств металла. Поэтому для расчета деталей машин следует использовать экспериментальные данные, применяя в случае необходимости интерполяцию. [c.670]

Определение коэффициентов концентрации напряжений в упругой области для надрезов гиперболического профиля [c.131]

Трещины, возникающие при сварке, разделяют на горячие и холодные. Они относятся к наиболее опасному виду дефекта, поскольку создают высокую концентрацию напряжений (в упругой области металла значение а > 7) в вершине трещины, что провоцирует преждевременное повреждение (разрушение) сварной конструкции в условиях растягивающих статических, циклических и/или ударных нафузок. [c.371]

КОЭФФИЦИЕНТ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ В УПРУГОЙ ОБЛАСТИ [c.401]

Концентрация напряжений, в упругой области [c.405]

В отечественной теплоэнергетике примерно 94. .. 95 % случаев повреждений сварных соединений паропроводов свежего пара и горячего промперегрева приходится на сварные тройники и стыки паропроводных труб с толстостенными трубными элементами коническими переходами, литыми патрубками паровой арматуры, коленами, тройниками, гибами (табл. 2.3, рис. 2.16). Повреждения таких соединений развиваются в зонах высокой концентрации напряжений (в упругой области металла а = 1,5. .. 7, а в условиях ползучести К = , . .. 2) и зависят от типоразмера сварных соединений фасонных деталей, конструкционного оформления сварных деталей, формы сварных швов и зон сопряжения в местах разнотолщинности трубных элементов. [c.116]

Коэффициент концентрации деформаций Ке, как указано выше, зависит т уровня концентрации напряжений в упругой области а , интенсивности номинальных напряжений и сопротивления материала упругопластическим деформациям. [c.23]

Форму надреза обычно принято характеризовать радиусом закругления в вершине надреза г (острота надреза) и относительным уменьшением площади надрезанного поперечного сечения (глубина надреза). Концентрация напряжения в упругой области зависит не только от радиуса кривизны в вершине надреза, но также и от глубины надреза, т. е. от величины сечения нетто, и определяется отношением полуширины надрезанного сечения к радиусу основания надреза [9, 17]. Поэтому надрез одной и той же остроты и глубины вызывает большую концентрацию напряжений у более крупных тел. В этом одна из причин проявления масштабного фактора. [c.113]

Рис. 18.5. Концентрация напряжений в упругой области при растяжении широкой полосы

Дадим основные результаты по определению наибольшего нормального напряжения при осевом растяжении в случае концентрации напряжений, вызванной отверстиями. При этом определяем наибольшее нормальное напряжение в упругой области по формуле (13.1). [c.259]

Поэтому чувствительность металла к концентрации напряжений требует изучения. В специальной литературе ограничиваются обычно рассмотрением концентрации напряжений в упругой области применительно к работе под повторными и вибрационными нагрузками. О концентрации напряжений в пластической области при статическом нагружении до разрушения сведений крайне мало. По нашему мнению, оценка чувствительности металла к концентрации напряжений должна исходить из представления, что разрушающий уровень напряжений в концентраторе достигается в результате пластической деформации. Такой подход позволяет количественно выразить чувствительность к концентрации напряжений в зависимости от параметров деформационной характеристики металла и соотношения 01 и 02 двухосного растяжения [8]. Для этого достаточно данных, получаемых при испытании плоского образца методом гидростатического выпучивания. [c.29]

При более строгом решении задач теории упругости, особенно в случаях, когда напряжения в определенной области тела распределяются крайне неравномерно (случай концентрации напряжений возле отверстий и т. п.), т. е. имеется сильно выраженный градиент напряжений, в рис. 3. потребуется внести исправления, а именно полагать, что вектор напряжения на любой площадке имеет некоторый эксцентриситет относительно центра рассматриваемой площадки (рис. 6, а). [c.13]

В методиках расчета, разработанных Институтом машиноведения АН СССР, сделан ряд допущений и упрощений, позволяющих выполнить расчет прочности и долговечности в рамках инженерных возможностей — с использованием аналитических зависимостей для кривых малоциклового разрушения, базовых статических и циклических свойств материала и схематизированных режимов эксплуатационного нагружения. Расчет местных напряжений и упруго-пластических деформаций проводится на базе коэффициентов концентрации напряжений и деформаций в упругой области. Эти коэффициенты устанавливаются по теоретическим коэффициентам для заданных уровней номинальных нагружений с учетом сопротивления материалов неупругим деформациям при статическом и циклическом нагружении. Нестационарность режимов нагружения в инженерных расчетах учитывается по правилу линейного суммирования повреждений. Расчеты выполняются для стадии образования трещины в наиболее нагруженных зонах рассматриваемых элементов конструкций. [c.371]

Многочисленные теоретические и экспериментальные исследования показывают, что в области резких изменений в форме упругого тела (внутренние углы, отверстия, выточки), а также в зоне контакта деталей возникают повышенные напряжения. Например, при растяжении полосы с небольшим отверстием (рис. 41], а) закон равномерного распределения напряжений вблизи отверстия нарушается. Напряженное состояние становится двухосным, а у края отверстия появляется пик осевого напряжения. Аналогично при изгибе ступенчатого стержня (рис. 411, б) в зоне внутреннего угла возникает повышенное напряжение, величина которого зависит в первую очередь от радиуса закругления г. При прессовой посадке втулки на вал (рис. 411, в) у концов втулки и вала также возникают местные напряжения. Подобных примеров можно привести очень много. Описанная особенность распределения напряжений получила название концентрации напряжений. Зона распространения повышенных напряжений ограничена узкой областью, расположенной в окрестности очага концентрации, и в связи [c.393]

Рис. 9. Максимальный коэффициент концентрации нормальных напряжений на поверхности раздела при поперечном нагружении композита в упругой области. Квадратное расположение волокон 0 ц/ = 120 [21], / =20 [21], X EJE =2Q [2], ф Е /Е — д [21 гексагональное расположение волокон А / =20 [21 Г.

Особенность НДС таких элементов — неравномерное распределение меридиональных напряжений и деформаций по толщине оболочки вследствие изгиба в сочетании с внутренним давлением, достаточно сильного проявления краевого эффекта в зонах, прилегающих к фланцам, а также концентрации напряжений в переходной области от фланца к оболочке. Как показывает упругий анализ НДС (см. гл. 4), определить номинальные напряжения в оболочечных элементах весьма трудно. [c.97]

Коэффициенты концентрации напряжений а и деформаций al в области упругопластических деформаций связаны с коэффициентом концентрации напряжений в упругости следующим приближенным соотношением [c.135]

В соответствии с нормами оценка прочности корпусных конструкций проводится, в частности, по такому предельному состоянию, как пластическая деформация или деформация ползучести по всему сечению. При проведении поверочного расчета (см. гл. 2), позволяющего уточнить геометрическую форму конструкции, напряжения рассчитываются, кж правило, в предположении упругого поведения материалов и в том случае, если они по расчету превышают предел текучести материала. Местные напряжения и деформации в зонах концентрации в упругопластической области определяются через номинальные и местные в упругой области. [c.129]

Бесконечная пластина постоянной толщины с отверстием под действием осесимметричного растяжения. В этом случае также имеется [ 1 ] аналитическое решение для упругопластического деформирования пластины, полученное с помощью формул для осесимметричного диска. Случай нагружения растягивающими силами на бесконечности представляет интерес с точки зрения исследования концентрации напряжений за пределами упругости. Так как радиальные напряжения на контуре отверстия равны нулю, текучесть в пластине начинается при достижении кольцевыми напряжениями предела текучести на этом контуре. С учетом коэффициента концентрации в упругой области, равного 2, получаем, что текучесть начинается при внешней нагрузке = 0,5 а , а при увеличении р вдвое, т. е. =а , несущая способность пластины исчерпывается и вся пластина переходит в пластическое состояние. Для случая материала пластины без упрочнения радиус границы Гт, отделяющей упругую область от пластической, определяется соотношением [c.213]

Теоретические (Ki)reov и экспериментальные (/С )эксп коэффициенты концентрации напряжений для различных слоистых композитов показаны на рис. 3.16 [24, 25]. Коэффициенты (К()эксп определены по величинам напряжений, измеренных при нагружении образцов с концентраторами напряжений в упругой области. Во всех случаях нагрузка прикладывалась в направлении осей симметрии материала. Как видно, применяя линейный подход, можно получить довольно хорошее [c.127]

Барабаны и камеры имеют ослабления одиночными отверстиями большого диаметра и полями отверстий малого диаметра. Около края отверстия в цилиндрическом сосуде, нагрулсенном внутренним давлением, возникает концентрация напряжений. В упругой области эти напряжения могут быть определены расчетным путем методами теории упругости. В плоской пластине большой ширины, растягиваемой в одном направлении, коэффициент концентрации напряжений достигает 3, т. е. нормальные напряжения около отверстия в 3 раза больше средних [Л. 158] (рис. 7-10). Нормальные напряжения а в пластине, направленные параллельно растягивающим силам, приложенным по ее концам, могут быть найдены как [c.397]

В зависимости от соотношения кристаллографических ориентировок двух составляющих кристаллов можно выделить следующие три типа бикристаллов, отличающихся характерными особенностями 1 — симметричные бикристаллы 7 и 2, когда при деформации растяжением и в упругой области, и после превращения на границе зерен не возникает концентрации напряжений 2 — несимметричные бикристаллы 1, 2 л 3, когда на границе зерен возникает концентрация напряжений вследствие упругой анизотропии 3 — несимметричные бикристаллы 4, имеющие специфическое ориентационное соотношение, когда не возникает концентрации напряжений в упругой области. Однако в этих бикристаллах концентрация напряжений на поверхности границы возникает из-за различия деформации превращения внутри каждого кристалла при возникновении мартенсита деформации. В таблице указаны характеристики деформации в каждом бикристалле и вид разрушения. Эти характеристики рассматриваются ниже. [c.124]

Независимо, Форрест [136] установил величины коэффициента концентрации напряжений в пластической области непосредственно при снятии динамических диаграмм напряжение—деформация и распределения напряжений в упругой области [c.184]

Краткие выводы. Из приведенного обзора литературы и анали- за состояния вопроса о концентрации напряжений можно заключить, что к настошцему времени хорошо изученными в теоретической постановке и в смысле получения решений, удобных для практических инженерных расчетов, оказались лишь вопросы о концентрации напряжений в упругой области применительно к деталям относительно простой формы. [c.15]

Дальнейшие уточнения коэффициентов концентрации осуществлялись путем введения в уравнения (41) поправочных функций и постоянных множителей, определяемых по диаграмм деформирования, а также на базе допущений о равенстве энергий деформаций в зоне концентрация для стадии упругого и упругопластического деформирования. Наибольшее распространение в расчетах максимальных местных напряжений и деформаций получили [2, 3, 7, 9, 11, 16, 2 ) формулы Нейбера и Хардрата—Омана. Анализ этих формул проведен в работах [2, 7, 16, 21 ]. Эти формулы позволяют определить коэффициенты концентрации напряжений Kq и деформаций Ке в упругопластической области по известным значениям коэффициента концентрации напряжений в упругой области [c.22]

При коррозии под напряжением с кислородной деполяризацией коррозионное растрескивание высокопрочных сталей, так же как и скорость коррозии, зависит от соотношения силы коррозионного тока п предельного диффузионного тока по кислороду. При полном погружении в нейтральный раствор хлорида натрия, морскую и пресную воду скорость коррозии стали лимитируется скоростью диффузии кислорода, и поэтому приложение растягивающих напряжений в упругой области не вызывает увеличения скорости коррозии и коррозионного растрескивания. Следует отметить, что это справедливо только в том случае, если коррозия стали в напряженном и ненапряженном состояниях идет с кислородной деполяризацией. Если же при приложении растягивающих напряжений электродный потенциал стали в местах их концентрации разблагораживается настолько, что на этих участках значительно усиливается коррозия с водородной деполяризацией, то сталь может обнаруживать коррозионное растрескивание. [c.90]

При установившемся режиме циклического нагружения задача сводится к определению размаха деформации в зоне концешрации. Эго достигается использованием соотношения (10.2.2) Нейбера [207], связывающего коэффициент концентрации напряжений в упругой области и коэффициенты концентрации напряжений и деформаций при упругопластическом нагружении [c.363]

Упрочнение первого типа обычно связывается с влиянием элементов, образующих растворы замещения и внедрения. При этом рассматривается взаимодействие дислокаций с примесью вследствие несоответствия размеров атомов, которое определяется параметром r= lla)dald (а —параметр решетки, С — концентрация легирующего элемента), а также упругих модулей, которое определяется параметром R= l/G)dG/d . Эти типы взаимодействия могут быть рассчитаны в рамках теории упругости, поскольку они обусловлены полями дальнодействия. Кроме того, возможно взаимодействие типа близкого действия, определяемое электростатическим взаимодействием ядра дислокации с а. р. э. Напряжение Тпр в области, где оно не зависит от температуры, т. е. определяется дальнодействием, может быть рассчитано из соотношения Хпр = гОг где 2=1/760 [c.220]

При наличии в теле трещины для суждения о характере ее распространения и тем самым для суждения о прочности также необходимо знание напряженного состояния. Задача онределения нанряжешюго состояния около конца трещины отличается от обычных задач онределения концентрации напряжений тем, что геометрически линеаризованная постановка краевых условий и физически линейная теория упругости приводят к бесконечным напряжениям и бесконечным градиентам напряжений в конце тонкого разреза. При этом понятие коэффициента концентрации напряжений теряет смысл. Разумеется, мол<ио было бы пытаться сохранить числовое безразмерное выражение коэффициента концентрации напряжений посредством учета сложных детальных особенностей деформации материала у конца разреза. Однако для решения задач о трещине совсем не обязательно интересоваться, детальными процессами, идущими в весьма малой окрестности конца разреза [155, 168]. Достаточно знать характер и интенсивность напряженного состояния в области, окружающей конец разреза вместе с малым объемом, где сосредоточен механизм разрушения (рис. 12.1). Это означает отказ от использования коэффициента концентрации напряжений в пользу a HMntoTH4e Koro [c.79]

Концентрация напряжений — местное повышение напряжений вблизи отверстий, резьбы и других изменений конструктивных форм. Картина напряженного состояния в выточке образца, подвергнутого растяжению в упругой области, показана на рис. 62. В вершине надреза имеет место объемное напряженное состояние с главными напряжениями 01, 02 и ffa. Зависимость между максимальными и номинальными напряжениями имеет вид атах= Од Он, гдеОд—теоретический коэффициент концентрации напряжений, зависящий от геометрии концентратора, размеров образца и вида напряженного состояния. [c.119]

Для определения коэффициентов концентрации напряжений в упруго-пластической области необходимо знать кривую деформирования материала. Методика расчета значения коэффициентов концентрации для указанного случая предложена Л. Б. Гецовым >[28]. [c.131]

Общие теории упругопластического пове.д,ения материалов построены относительно недавно, поэтому приложения этих теорий к специальным задачам микромеханики композитов пока ограничены. Хорошо известно, что вследствие высоких концентраций напряжений в локальных областях между волокнами предел упругости материала матрицы может быть превзойден задолго до заметного проявления нелинейных свойств композита в целом. Эта локализованная упругопластичность оказывает существенное влияние на перераспределение напряжений внутри композита и, как следствие, на начало разрыва композита. В данной главе обсуждаются возможные подходы к реше- [c.196]

Значительные возможности в использовании методов строительной механики в расчетах напряженных состояний осесимметричных несущих элементов ВВЭР открьшаются в связи с расширением применения вычислительной техники в практике проектирования. Матричная запись и решение соответствующих дифференциальных уравнений на ЭВМ позволили в компактной и единообразной форме при сравнительно небольших затратах машинного времени (измеряемого десятками секунд) получать распределение напряжений в таких сложных зонах корпусов реакторов, как фланцевое соединение главного разъема [9, 10, 12]. В таком расчете представляется возможным учесть ступенчатое изменение толщин, несовпадение средних радиусов оболочек, условия взаимодействия между элементами. Увеличение числа сопрягаемых элементов и уменьшение их высоты (до долей толщин) позволяет заменить сложный профиль в зоне сопряжения ступенчатым и получить напряжения, характеризующие концентрацию напряжений. Вводя в такие расчеты интегральные функции пластичности или переменные параметры упругости, можно получить данные о перераспределении напряжений в упругопластической области [12, 15]. [c.35]

Для перехода от значений внешних нагрузок (номинальных напряжений) к локальным напряжениям и деформациям необходимо располагать в соответствии с нормами расчета энергетических конструкций на малоцикловую усталость [2] значениями кэффициен-тов концентрации напряжений (при упругих деформациях) и коэффициента концентрации деформаций К , если местные напряжения превышают предел текучести материала. Если для геометрических концентраторов напряжений типа отверстий, галтелей, выточек и т. п. такие данные в области упругих деформа ий широко представлены в работах [3, 4], то применительно к сварным соединениям строительных конструкций такая систематизация до настоящего времени отсутствует. В связи с этим были проведены исследования зон концентрации напряжений и деформаций в стыковых и угловых швах при простейших способах нагружения (растяжение, изгиб) с применением [5] методов фотоупругости и фотоупругих покрытий. При исследованиях варьировались следующие величины, характеризующие геометрию сварного шва и определяющие уровень концентрации напряжений для стыковых швов — относительная высота наплавленного металла к его ширине q e, относительная ширина шва е/5, радиус перехода р и толщина свариваемых пластин з для угловых швов — соотношение катетов, радиус перехода р и толщина з. Диапазон изменения этих параметров был выбран на основе стандартных допусков на геометрию швов, выполненных ручной дуговой сваркой плавящимся электродом, автоматической и полуавтоматической под слоем флюса и дуговой сваркой в защитных газах. Было принято, что в стыковых сварных соединениях относительная высота валика шва не превышает 0,7, а относительная ширина шва находится в пределах 0,03 е/з 3,4. С увеличением толщины свариваемых пластин относительная высота и относительная ширина шва. [c.173]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...