Концентрация напряжений в телах валов

В течение последних лет теория упругости нашла широкое применение при решении инженерных задач. Существует много случаев, когда элементарные методы сопротивления материалов оказываются непригодными для того, чтобы дать удовлетворительную информацию о распределении напряжений в инженерных конструкциях тогда приходится прибегать к более совершенным методам теории упругости. Элементарная теория недостаточна, чтобы составить представление о местных напряжениях вблизи зон приложения нагрузок и вблизи опор балок. Равным образом она не может дать удовлетворительное объяснение в тех случаях, когда исследуется распределение напряжений в телах, все размеры которых представляют собой величины одного и того же порядка. Напряжения в роликах и шариках подшипников можно найти, только используя методы теории упругости. Элементарная теория не дает также способа исследования напряжений в местах резкого изменения поперечного сечения балок или валов. Известно, что во входящих углах наблюдается высокая концентрация напряжений. В результате этого именно там прежде всего начинают возникать трещины, особенно если конструкция подвергается действию знакопеременных напряжений. Большинство эксплуатационных поломок деталей машин можно отнести за счет этих трещин. [c.15]

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]

Обнаруживается, что на максимальное напряжение существенно влияет форма лишь той части поверхности выточки, которая располагается в непосредственной близости к месту наибольшей концентрации напряжений. Уже при небольшом удалении от этого очага форма поверхности тела очень мало влияет на максимальные напряжения. Значительный интерес представляют так называемые разгружающие выточки — создаваемые специально, т. е. не вызванные целевым назначением детали и эксплуатационными к ней требованиями. Если, например, на валу имеется одна выточка, требующаяся по конструктивным соображениям, то вызываемое ею возмущение в поле напряжений оказывается большим, чем возмущение, возникающее при наличии в валу двух выточек, из которых лишь одна нужна по конструктивным соображениям, а вторая создана для улучшения напряженного состояния. Эта вторая выточка и носит название разгружающей. [c.713]

Большую концентрацию напряжений в теле вала и, следовательно, снижение его усталостной прочности вызывает крепление деталей на валу при помощи стопорных винтов, установочных гаек, упругих (врезных) колец и т. п. Поэтому в напряженных сечениях вала следует избегать таких способов крепления, заменяя их осевым креплением. [c.310]

Разрушение при ползучести. В. И. Розенблюм (1957) получил решение задачи об определении времени до разрушения диска постоянной толщины с отверстием. В основу положены уравнения установившейся ползучести, распространенные на случай конечных деформаций, таким образом, рассмотрена схема вязкого разрушения. Л. М. Качанов (1960) рассмотрел на основе своей теории некоторые задачи о времени разрушения стержневых систем, сформулировал общую постановку задачи о движении фронта разрушения и определил время разрушения скручиваемого вала. Ю. Н. Работнов (1963) решил задачу о разрушении диска с отверстием по схеме хрупкого разрушения. При этом учитывалось влияние накопления поврежденности на скорость ползучести и, следовательно, на распределение напряжений. Позже Ю. Н. Работнов (1968) рассмотрел вопрос о влиянии концентрации напряжений на длительную прочность. При этом считалось, что распределение напряжений мало отличается от распределения напряжений в жестко-пластическом теле, но переменная величина степени поврежденности со фигурирует в условии пластичности, которое становится подобным условию равновесия неоднородной сыпучей среды. [c.149]

В зависимости от соотношения диаметров шестерни и вала зубья нарезают на выступающем венце (рис. 10.13, а, б, в) либо углубляют в тело вала частично или полностью (рис. 10.13, г, д). Если диаметр зубчатого венца значительно больше диаметра вала, то в целях уменьшения концентрации напряжений в местах резкого перехода сечений этот переход выполняют ступенчатым (см. рис. 10.13, а) или с выточками (см. рис. 10.13, б). Последние способствуют также более равномерному распределению нагрузки по длине зуба. При углублении зуба 328 [c.328]

Недорезов П. Ф. Кручение многослойного полого вала касательными усилиями, распределенными по боковой поверхности.— В сб. Некоторые задачи теории упругости о концентрации напряжений, равновесии и колебаний упругих тел. Саратов, изд. Саратовского уи-та, 1964. [c.272]

Необходимо иметь в виду, что не всегда наиболее нагруженные сечеппя по статическим напряжениям совпадают с сечениями, в которых появляются максимальные усталостные напряжения. Здесь зр ачптельное влияние оказывает концентрация напряжений в местах изменения форм тел, поэтому наибольшие усталостные напряжения могут возникнуть в сечениях, где приведенный момент меррьше максимального. В этой связи для повышения усталостной прочности валов и осей необходимо принимать минимальную разность диаметров смежных участков, увеличивать радиусы галтелей, избегать применения резьбы для крепления деталей на участках опасных сечений п стремиться к наименьшей шероховатости обработки даже свободных поверхностей на валах и осях. [c.424]

Распределение напряжений во фланцевом соединении вала в большой мере зависит от соотношения толщин стенок вала и фланца и отношения Гфл/Гот (рис. VII.4, б). В тонкостенных валах крупных гидротурбин толщину фланца выбирают по условиям раанопрочности. Опасным оказывается сечение 2—2 тела вала в месте примыкания к фланцу, в толстостенных валах опасным может быть сечение 3—3. Для уменьшения концентрации напряжений в сечении 2—2 в месте перехода к фланну делается галтель, обычно выполняемая радиусом р или двумя сопряженными радиусами, а для уменьшения средних значений напряжений выполняется конический переход, при котором толщина стенки вала б постепенно увеличивается до бв. [c.197]

Если по конструктивным соображениям нельзя сделать галтель с достаточно большим радиусом, рекомендуется применять поднутрение вала в тело уступа (рис. 3, а), или в тело уступа и вала (рис. 3, б) ставить дистанционное кольцо К (рис. 3, в) или вводить дополнительные разгружающие выточки В (рис. 3, г). При выполнении шпоночного паза 1 пальцевой фрезой (рис. 3, д) переход получается резким и коэффициент концентрации напряжений изгиба достигает 3. Когда паз 2 выполняют дисковой фрезой, переход имеет плавИую форму и коэффициент концентрации снижается до 1,5—2. [c.310]

Г. Н. Дубнер [561 исследовала концентрацию напряжений иа дно продольных круговых пазов при произвольном заглублении их в тело скручиваемого вала. Автор приводит аналитические зависимости, позволяющие определить коэффициенты концентрации, величина которых определяется соотношениями размеров вала и концентратора напряжений. [c.10]

Как было отмечено во введении, сначала напряженные посадки применялись только к телам цилиндрической формы, использовалось для этой цели решение задачи Ламе. Большое применение напряженные посадки имели при проектировании составных стволов артиллерийских систем (задача Гадолина). Затем накопленный опыт нашел широкое применение в машиностроении, особенно при посадке цилиндрических втулок и ступиц колес на полые и сплошные валы. При этом значительно сокращалось время на механическую обработку, так как отпадала необходимость в применении соединения с помощью шпонок, сама конструкция стала более рациональна и экономична отпадала опасность возникновения значительной концентрации напряжений (в местах шпоночных канавок. [c.7]

Так, например, перекос колец под шипников на опорах приводит к сий жению несущей способности подтип ников в связи с возможным защемле нием тел качения и концентрацией на грузки по длине роликов перекос зубь ев шестерен приводит к увеличению напряженности зубьев, прогиб вала в месте посадки шестерни — к уменьшению коэффициента перекрытия и т. д. [c.320]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...