Напряжение в конструкции критическое

Коррозионное растрескивание под напряжением может вести к особенно быстрым и серьезным разрушениям. Чтобы механические напряжения могли вызвать коррозионное растрескивание, они должны превысить критический уровень, который зависит от нескольких факторов, таких как состав нержавеющей стали, поверхностная шероховатость, размер зерна, структура, а также состав среды и температура. Растягивающие напряжения в конструкции могут возникать, например в результате сварки и механической обработки. [c.119]

Критические обороты не стабильны и создают опасные напряжения в конструкции. При больших дисбалансах ротора их достичь не всегда удается. На подобного рода трудности при использовании данного метода ссылаются и авторы многих работ, приведенных в настояш,ем обзоре. [c.112]

Знание характеристик вязкости разрушения позволяет определять максимально допустимые напряжения в конструкции при наличии трещин определенной длины. Приложенные напряжения должны быть ниже разрушающего напряжения, найденного с помощью Одновременно может решаться и другая задача, связанная с определением критического размера дефекта при данном приложенном напряжении и сопоставлением его с максимальным размером исходных дефектов в металле. [c.73]

Очень важным является вопрос о влиянии извне приложенных напряжений. Для некоторых сплавов в определенных электролитах был обнаружен порог напряжений, ниже которо-го растрескивания не наблюдалось. На основании этого сделано заключение [I—7], что для всех сплавов имеется критическое напряжение, ниже которого они не растрескиваются, и при этом напряжении их можно безопасно эксплуатировать. ОднакО это положение является весьма дискуссионным во-первых, многие сплавы, склонные к КР, вообще не обнаруживают критического напряжения во-вторых, само понятие критическое напряжение неопределенно, поскольку оно зависит от состава коррозионной среды. Кроме того, если долго выдерживать под нагрузкой высокопрочный сплав, склонный к КР, то и при нагрузке, равной критическому напряжению, он рано или поздно разрушится. В-третьих, мы не может знать точно величину остаточных напряжений в конструкции и поэтому не- [c.121]

Перемещения IV в виде волнистости пластин возникают в результате потери устойчивости под действием сжимающих продольных или поперечных остаточных напряжений (см. рис. 1.30, д, е). Условием потери устойчивости является превышение критического уровня сжимающих напряжений в пластине. Критическое напряжение пропорционально квадрату отношения толщины пластины к меньшему из двух остальных размеров и зависит от условий закрепления ее контура. Расчетные формулы для различных плоских и прямоугольных пластин можно найти в справочниках по расчету пластин и оболочек. Расчет перемещений в конструкции после потери устойчивости -весьма сложная задача, которую рекомендуется решать с помощью компьютерных программ. [c.57]

J, Т К, J, Т — соответственно коэффициент интенсивности напряжений, /-интеграл, 7 -интеграл), посредством которых однозначно может быть определено НДС у вершины трещиноподобных дефектов как при маломасштабной текучести (размер пластической зоны мал по сравнению с линейными размерами трещины и элемента конструкции), так и при развитом пластическом течении элемента конструкции с трещиной (пластическая деформация охватывает большие объемы материала). Иными словами, при одном и том же значении параметра механики разрушения независимо от длины трещины, геометрии тела и системы приложения нагрузки НДС у вершины трещины будет одно и то же. В данном случае критическое аначение параметров, полученных при разрушении образцов с трещинами при том или ином виде нагружения, можно использовать при анализе развития разрушения в конструкции. Для этого в общем случае условие развития разрушения в конструкции (см, рис. В.1) может быть сформулировано в виде K = Kf или 1 = = Jf или т = Т, где Kf, Jf, Т — критические значения параметров механики разрушения при нагружении образца с трещиной, идентичном нагружению конструкции (статическое нагружение, циклическое, динамическое и т. д.). [c.8]

Предельное равновесие трещиноподобных дефектов в конструкции при заданных условиях эксплуатации определяется сопротивлением разрушению (трещиностойкостью) материала, из которого она изготовлена. В качестве меры трещиностойкости применительно к наиболее опасным и распространенным трещинам нормального отрыва чаще всего используют критическое значение коэффициента интенсивности напряжений Ki , соответствующее моменту старта трещины при соблюдении в ее вершине условий плоской деформации. [c.740]

Для практических расчетов деталей машин и элементов конструкций значение характеристик вязкости разрушения состоит в том, что по ним, задаваясь рабочим напряжением, можно оценить критический размер трещины, при котором произойдет хрупкое разрушение, и, наоборот, определив какими-либо методами дефектоскопии размер и форму трещин, можно Найти величину разрушающих напряжений. [c.135]

Изготовление чертежей и создание модели для визуального рассмотрения. По мере создания окончательного варианта конструкции следует еще раз рассмотреть такие параметры, как толщина стенки, ребра, радиусы кривизны, точки воздействия критических напряжений. Толщина стенки изделия является одним из наиболее важных факторов, так как она определяет стоимость и эксплуатационные качества детали. Необходимо использовать ребра жесткости для повышения прочности отдельных участков, чтобы снизить расход материала, но одновременно обеспечить удовлетворительные эксплуатационные характеристики. Следует избегать в конструкции наличия больших плоских участков, а также предусмотреть возможность контроля размеров и формы детали. На данном этапе конструирования разумно изготовить модель для визуального рассмотрения. Необходимо, чтобы модель имела точные размеры конструируемого изделия или была бы близким прототипом. [c.401]

Исследования, проводимые на конструкциях, долгое время работающих при механических напряжениях в условиях повышенных температур, показывают существенную роль кинетики механических свойств. Все эти работы позволили оценить критическое время и критическую степень повреждаемости материала. [c.196]

В случае большой анизотропии свойств материала необходимо учитывать дифференцирование скорости развития усталостных трещин в зависимости от направления напряжений. Для правильной оценки количества циклов нагрузки, вызывающих в конструкции развитие трещины до критической, необходимо иметь данные о константах материала С и т в формуле Пэриса [c.269]

Во время эксплуатации многие высокопрочные алюминиевые сплавы при определенных условиях могут разрушаться при напряжениях значительно более низких, чем предел текучести, в результате КР (коррозионного растрескивания). Большие потенциальные потери несущей способности конструкций из-за КР могут быть оценены по данным, приведенным в табл. 4 (см. значения порогового уровня напряжений при КР). Так как такое растрескивание часто имеет место при напряжениях ниже уровня предела текучести, для анализа этого процесса могут быть применены основные положения линейной механики вязкого разрушения. Основным в механике разрушения является положение, согласно которому быстрое распространение механической трещины происходит при условии, что коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины будет равным или несколько превышать критическое значение Ки, характеризующее вязкость разрушения материала. [c.151]

Для увеличения изгибной жесткости тонкостенных элементов конструкций широко используют трехслойные пластины, панели и оболочки. В них два несущих тонких слоя из высокопрочного и жесткого материала (металл, стеклопластик, боро- или углепластик и т. д.) разделены толстым слоем значительно более легкого и менее прочного заполнителя (пенопласт, соты, гофры и т. д.). Внешние нагрузки воспринимаются в основном за счет напряжений в несущих высокопрочных слоях. Роль заполнителя сводится к обеспечению совместной работы всего пакета при поперечном изгибе. Основные особенности расчета на устойчивость таких элементов конструкций выявляются при рассмотрении простейшего примера определения критических нагрузок сжатого трехслойного стержня. [c.113]

При достаточно высокой температуре конструкция разрушается при весьма высоких разрушающих напряжениях и остаточные напряжения не оказывают влияния на величину последних. Когда температура работы конструкции ниже критической температуры торможения процесса распространения хрупкой трещины (для основного металла конструкции), хрупкое разрушение может возникнуть при довольно низких напряжениях, однако при этом трещина остановится после распространения на некоторую длину. Полное разрушение конструкций происходит при высоком разрушающем напряжении. В этом случае остаточные напряжения оказывают влияние на работоспособность конструкции. При температуре испытания ниже температуры торможения трещины хрупкое разрушение будет происходить так а) если напряжение от внешней нагрузки, при котором возникла трещина, ниже критического напряжения, обусловливающего хрупкое разрушение при данной температуре, распространение трещины приостановится, а полное разрушение произойдет при высоких разрушающих напряжениях. В этом случае остаточные напряжения не влияют на величину разрушающей нагрузки б) если напряжение возникновения трещины выше критического напряжения, трещина распространится на все сечение образца, конструкция будет полностью разрушена при небольших значениях разрушающего напряжения. В этом случае остаточные напряжения оказывают существенное влияние на несущую спо собность конструкции. [c.221]

Под критическими напряжениями для пластинок понимаются такие напряжения, до которых исходное равновесное состояние является устойчивым. Если выпучивание пластинки как элемента конструкции считается недопустимым, то напряжения от расчетной нагрузки должны составлять известную часть критических. Для пластинок, закрепленных по контуру и подвергающихся действию сжатия или сдвига, потеря устойчивости не связана с разрушением в за критической области (после выпучивания) пластинка может нести возрастающую нагрузку. [c.158]

Отсутствие коррозии под напряжением может быть обеспечено правильным выбором материалов и чистотой воды. Для расчета критического размера трещины в корпусе необходимо знать поле напряжений и вязкость разрушения материала. Расчет напряжений в цилиндрической части корпуса (область А на рис. 12.1) относительно простой они зависят от давления, геометрии корпуса, размера трещины и распределения внешних нагрузок. Расчет интенсивности напряжения в вершине трещины в быстро меняющемся поле напряжения, например для трещины в области приварки патрубка, изображенной на рис. 12.2, значительно более трудный. В этом случае конструкцию разбивают на серии конечных элементов и далее рассчитывают, как описано в гл. 5. Результаты таких расчетов определения протяженности трещин приведены в табл. 12.1 [3]. [c.167]

При создании турбин типов АК-100-1, АВ-50-2, АП-50-1 заводом применен ряд принципиально новых решений, определивших особенности конструкций турбин ЛМЗ. По уровню напряжений в рабочих лопатках последней ступени эти турбины были агрегатами предельной мощности. В турбине АК-100-1 впервые использован гибкий ротор цилиндра низкого давления, критическое число оборотов которого составляло 1670 об мин. [c.12]

Выведем график зависимости от времени максимальных напряжения в элементах конструкции и Е , положение которых показано на рис. 12.18. На графике (рис. 12.22) видно, что приложенное к конструкции воздействие не является критическим, поскольку уровень напряжений примерно в 10 раз меньше допустимого. Для того чтобы с уверенностью судить об этом, нужно выполнить анализ конструкции на статические нагрузки и сложить полученные отклики. В данном примере этот анализ не выполняется. [c.461]

Теоретическое решение, полученное Эйлером, оказалось применимым на практике лишь для очень ограниченной категории стержней, а именно, тонких и длинных, с большой гибкостью. Между тем в конструкциях очень часто встречаются стержни с малой гибкостью. Попытки использовать формулу Эйлера для вычисления критических напряжений и проверки устойчивости при малых гибкостях вели иногда к весьма серьезным катастрофам, да и опыты над сжатием стержней показывают, что при критических напряжениях, больших предела пропорциональности, действительные критические силы значительно ниже определенных по формуле Эйлера. [c.460]

Уже в 154 указывалось на аналогию между внезапным ростом деформаций при переходе напряжений за предел текучести -и столь же внезапным увеличением прогибов при переходе за критическое напряжение. Эта аналогия приводит к мысли, что в статически неопределимых конструкциях появление критических напряжений в сжатом стержне может еще не вызвать разрушения конструкции, особенно если эти напряжения лежат в пределах упругости. [c.473]

С увеличением статической нагрузки элементы составной конструкции разрушаются последовательно при достижении в них критических напряжений. В большинстве случаев нагрузка, передаваемая элементом до образования трещины, перераспределяется на соседние элементы практически только после полного разрушения элемента. [c.424]

Основополагающими для разработки методов экспериментального определения указанных характеристик упругопластического разрушения послужили испытания по определению критических значений коэффициентов интенсивности напряжений в условиях плоской деформации К] [3, 20]. Условия плоской деформации считаются выполненными, если размер пластической зоны у вершины трещины не превышает 1/50 любого характерного размера образца (элемента конструкции), а именно толщины образца Г, размера нетто-се-чения (В - /) или длины трещины /, что достигается выполнением соотношения [c.20]

Если напряжение в конструкции а, то степень риска от появления рещины длиной L указывает интенсивность напряжений = o ML. 1гновенное разрушение наступит, когда будет достигнуто критическое Для практических расчетов конструкций по допустимому размеру трещины 1 р = накоплены тома вычисленных значе-мй М и экспериментально измеренных для разных материалов значе-(Не очень удобное для сопоставлений соотношение еди-шц 1 Н/мм /2 = 10 / МПа м или 1 кг/мм / = 0,316 МПал м). [c.333]

Предполагается, что, зная величину Ki для данного материала и заданное среднее напряжение о в конструкции, можно определить допустимую критическую длину трещины и, наоборот, зная минимальную длину трещины, выявляемую дефектоскопически, можно вычислить максимальное безопасное напряжение в конструкции по формуле [c.131]

В конструкциях нередко встречаются стержни, у которых кс <Хпред. Расчет таких стержней ведется по эмпирическим формулам. В частности формула для критического напряжения стальных стержней [c.315]

Теория устойчивости упругих систем. Достижение нагрузкой величины критической эйлеровой силы может считаться за момент разрушения. Правда, как мы выяснили на примере сжатого стержня и на некоторых упрощенных искусственных примерах ( 4.5), достижение критической силы не всегда означает потерю несущей способностп. Но при Р> э прогибы начинают, как правило, расти чрезвычайно быстро, поэтому практически эйлерову силу можно принимать за разрушающую нагрузку. В отдельных случаях допускается и работа конструкций в после-критической области. В крыле самолета, например, под действием сжимающих напряжений, обшивка в эксплуатационных условиях может терять устойчивость, но силовая конструкция крыла — лонжероны и нервюры — продолжают сохранять несущую способность. [c.652]

Сравнивая эти соотношения, находим критическую силу,, отвечающую опрокидыкгшию конструкции. Проверяем, лежит ли критическое напряжение в пределах упругости. [c.394]

Рассмотрим условия, опреде.пяющие долговечность элемента конструкции на стадии развития трещины. Как указывалось, число циклов, соответствующее росту трещины от начальной длины и до критической /с, определяет долговечность данного элемента конструкции по числу циклов. Чтобы обеспечить прочность конструкции, долговечность должна быть больше числа перемен заданной нагрузки. Таким образом, наряду с оценкой материала по классической кривой Велера, существенную информацию о поведении элемента конструкции с трещиной в условиях усталости должна дать механика разрушения. Следовательно, в данном случае, как обычно, надо исходить из того, что начальный трещиноподобный дефект существует в конструкции с момента ее изготовления (несмотря на дефектоскопический контроль, который, как известно, имеет определенный допуск на размер не-обиаружпваемых дефектов). К сварным конструкциям это относится в большей мере, и в этом случае желательно иметь критические значения коэффициентов иитеисивиости напряжений (Кс или Я/с) для основного материала, материала шва и материала переходной, термически поврежденной, зоны. Кроме этого, для сварных конструкций я елательно в области сварного шва знать величину и распределение остаточных напряжений. Все это вместе взятое способствует уточнению расчетов. [c.272]

Необходимость расчета на сопротивление хрупкому разрушению определяется существованием хрупких или квазихрупких состояний у элементов конструкций. Основным фактором, определяющим возникновение таких состояний для сплавов на основе железа в связи с присущим им свойством хладноломкости, является температура. На рис. 3.1 показаны области основных типов сопротивления разрушению в зависимости от температуры. При температуре, превышающей первую критическую Гкрь для сплавов, обладающих хладноломкостью, а также для материалов (сплавы на основе магния, алюминия, титана), не обладающих хладноломкостью, в диапазоне рабочей температуры имеют место вязкие состояния. В этом случае предельные состояния наступают лишь после значительной пластической деформации и существенного перераспределения полей деформаций и напряжений в элементах конструкций. Скорость распространения возникающих вязких трещин в этих состояниях оказывается низкой. Вопросы несущей способности и расчета на прочность в этих условиях рассматривают на основе представлений о предельных упругопластических состояниях, анализируемых на основе методов сопротивления материалов и теории пластичности. Позднее возникновение и медленное прорастание трещин при оценке несущей способности, как правило, не учитываются. [c.60]

Для учета влияния на критические напряжения в хрупком состоянии размеров трещины по отношению к размерам элементов конструкций используют поправочные функцйи из табл. 2.1. При определении по уравнению (4.1) запасов прочности в хрупком состоянии следует иметь в виду возможность сильной температурной зависимости Ki или бк (см., например, рис. 4.1) для мягкой углеродистой стали. При столь резком падении Ki со снижением температуры следует основываться на минимальных значениях коэффициентов интенсивности напряжений K i , соответствующих закритической области (см. рис. 3.4). [c.64]

В работе [49] исследованы стеклоэпоксидные сосуды со специальной намоткой для создания равнонапряженной конструкции [48]. Сосуды нагружались внутренним гидростатическим давлением, построена зависимость времени, прошедшего до момента разрыва сосуда, от напряжения, которому подвергалось стекло. Экспериментальные результаты показали в логарифмическом масштабе линейную связь между напряжением и временем до разрушения. Далее было принято, что существует начальная трещина длиной Сц в пучке волокон и что скорость роста трещины прямо пропорциональна и-й степени растягивающего напряжения в волокне. Затем была использована теория Гриффитса для определения критической глубины трещины, приводящей к разрушению волокон и сосуда. Численное значение показателя п определялось обработкой экспериментальных результатов с предложенных позиций. [c.315]

Были предложения использовать для аккумулирования электроэнергии сверхпроводящие катушки индуктивности. Они должны представлять собой крупные устаповки на прочных фундаментах с жестким креплением, чтобы противостоять механическим нагрузкам, возникающим под действием циркулирующего тока. В конструкциях должны использоваться сверхпроводники II рода, рассмотренные в гл. 7, поскольку они имеют более высокие значения критических напряженностей магнитного, поля. В таких катушках возникают небольшие потери однако это несущественно, поскольку аккумулирования энергии на время, большее 10—12 ч, от таких устройств и не требуется. [c.254]

Практически коррозионное растрескивание происходит только тогда, когда к детали или конструкции приложены напряжения, превышающие некоторый критический для данных условий предел. Существует мнение, что важен не столько уровень приложенных напряжений, сколько скорость их приложения, вернее скорость деформации. Снижение скорости деформации ведет к снижению скорости развития трещин [27]. В реальных условйта, когда общая нагрузка на деталь или конструкцию во многих случаях постоянна, растрескивание возможно в связи с ростом интенсивности напряжений перед вершиной трещины по мере ее коррозионно-механического подрастания. [c.42]

Более того, возможны случаи, когда пренебрежение начальными перемещениями, связанными с изгибом системы в докрити-ческом состоянии, приводит к недопустимо большим погрешностям определения критической нагрузки. Например, если в задаче устойчивости сжатой в осевом направлении тонкой цилиндрической оболочки с малыми начальными неправильностями формы (см. гл. 6) не учитывать начальное напряженно-деформированное состояние, вызванное докритическим изгибом оболочки, то можно получить качественно неверный результат. Но тонкостенные элементы правильно спроектированных силовых конструкций в докритическом состоянии обычно работают без заметных изгибов. Изгиб таких элементов — это чаще всего результат потери устойчивости, вызывающий резкий рост напряжений и перемещений в конструкции и приводящий к частичной или полной потере ее работоспособности. Для расчета на устойчивость таких тонкостенных элементов допущение о пренебрежении изменением начальной геометрии вполне оправдано. [c.38]

Исключительно интенсивное возрастание напряжений при Р Рцр требует рассмотрения критической силы как предельной (разрушающей) нагрузки. Как правило, в конструкциях и сооружениях допускаются нагрузки тол.ько значительно меньшие критических. Отношение критического значения нагрузкн к ее фактической величине носит название запаса устойчивости [c.309]

Актуальность темы диссертационной работы обусловлена следующими основными причинами 1) в больших городах наблюдается дефицит территорий и необходимо осваивать неудобные с неблагоприятными инженерногеологическими условиями - заовраженные и подрабатываемые территории, что требует повышения точности расчетов и возможности учета как можно большего числа факторов, влияюптих на устойчивость откосов и склонов 2) задача обеспечения устойчивости естественных склонов тесно связана с проектированием противооползневых удерживающих конструкций, поэтому (как отмечено в монографии Л.К. Гинзбурга Противооползневые удерживающие конструкции ) важное практическое значение имеет возможность определения напряженно-деформированного состояния грунта (НДС) и призмы обрушения массива в момент перехода склона в предельное (критическое) состояние, что позволяет вычислить величину оползневого давления, наиболее соответствующего действительному, но в настоящее время это сопряжено с рядом трудностей, так как существующие теоретические методы не предназначены для решения данной проблемы. [c.3]

Количественной характеристикой трещиностойкости материала является критический коэффициент интенсивности/напряжений в условиях плоской деформации в вершине трещины На практике используют для 01д)еделения связи между разрушающими напряже-ниями и размерами дефектов в элементе конструкции. Определяют Ки-испытанием специальных образцов с предварительно выращенной усталостной трещиной (ГОСТ 25506—85). На рис. 2.11 изображена схема компактного образца с надрезом и выращенной усталостной трепщной для огфеделения АГь. Образец подвергается внецентренному растяжению (рис. 2.12, а) с автоматической регистрахщей диаграммы нагрузка (Р) — раскрытие берегов нгцфеза образца (Г) [c.40]

При помощи традиционного метода расчета по напряжениям устанавливают опасные сечения и опасную точку с расчетным напряжением Ор. Далее определяют коэффициент запаса прочности п по сГд (или сгд 2). Для этого используют ту или иную теорию прочности в зависимости от состояния детали (хрупкое или пластичное). Предположим, что в опасной точке возникла трещина. Если при данном Стр она достигнет критической длины то произойдет разрушение, т.е. такую трещину допускать нельзя. Однако в конструкции могут появляться трещины некоторой длины. При наличии трещины длиной /о номинальное разрушающее напряжение будет меньше (или даже Стод) и равно Ос (рис. 3.4.2). Запас прочности о при этом станет меньше запаса п, и если задать степень падения запаса я ( 20 %), то это может быть условием для определения допустимой длины трещины /о, а, следовательно, и запаса по пределу трещиностойкости т с помощью расчетного уравнения [c.167]

Необходимо определить (спрогнозировать) нагруженность (реализаютю напряженно-деформированного состояния) критического места конструкции в типовых (осредненкых) условиях эксплуатации. Наиболее надежно и удобно выполнить эту задачу последовательно, а именно определить характеристики типовых условий эксплуатации (параметры типового полета) определить связи между характеристиками условий эксплуатации и нагруженносгью в рассматриваемом критическом месте наконец, осуществить сборку типовой нагруженности. [c.444]

Например, если расчетчик установил, что возможным видом разрушения исследуемой им детали 1вляется появление текучести, он, вероятно, выбрал бы в качестве характеристики состояния напряжение айв качестве критического значения параметра сопротивления материала предел текучести при одноосном состоянии Оур. Затем он оценил бы качество конструкции, исходя из утверждения, что разрушение произойдет, если [c.72]

При проведении испытаний на удар образцов или элементов конструкции в условиях возникновения многоосного напряженного состояния оказывается, что разрушающее напряжение, называемое критическим нормальным разруишюи им напряжением, в этвм случае намного больше динамического разрушающего напряжения материала при одноосном состоянии. Возможно, что эти две величины связаны между собой каким-либо неизвестным соотношением. Предполагается, что наблюдаемая разница вызывается объемными ограничениями при динамическом сложном напряженном состоянии, приводящими к возникновению состояния трехосного растяжения. В настоящее время не существует, кроме экспериментальных, достаточно хороших методов оценки критического нормального разрушающего напряжения. Некоторые типичные величины приведены в табл. 15.3 [П]. [c.537]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...