Нагрузка предельная по деформациям — Определение

В 17.2.. . 17.4 рассмотрены способы определения предельных нагрузок для простых систем, изготовленных из пластичных материалов при действии статической нагрузки. Эти способы неприменимы для конструкций из хрупких материалов и при действии переменных напряжений, которые вызывают хрупкое разрушение материала. При расчете по предельным нагрузкам действительная диаграмма деформации материала (см. 2.4) заменяется условной диаграммой, называемой диаграммой Прандтля (по имени немецкого ученого, предложившего ее). Материал, деформация которого характеризуется диаграммой Прандтля, называется идеальным упругопластическим. [c.584]

При статическом длительном нагружении запасы прочности определяют из кривых длительной прочности и полной деформации ползучести как отношение предела длительной прочности к рабочему напряжению при расчете по разрушающим нагрузкам или как отношение условного предела ползучести к рабочему напряжению при расчете по предельным деформациям. За условный предел ползучести принимается напряжение, обеспечивающее допустимую скорость деформации или допустимую суммарную деформацию за определенный срок службы при заданной температуре. [c.539]

Поскольку по мере возрастания нагрузки зоны пластических деформаций растут, очевидно, что при определенном значении нагрузки зона пластических деформаций пересечет весь зубец от верхнего контура к нижнему. Значение нагрузки, при которой происходит прорыв зоны пластических деформаций, называется предельной Рпред- Таким образом, приведенный выше расчет дает возможность также определить Р ред как для зубцов хвостовика лопатки Р р д, так и для зубцов выступа диска [c.25]

Проверка по второму предельному состоянию заключается в определении упругой деформации или перемещении (удлинения, угла закручивания, прогиба) от нормальной нагрузки. Найденная деформация не должна превышать допустимой, предписываемой нормами величины. [c.446]

Так как при эксплуатации оборудования с эмалевым покрытием появление пластических деформаций в металле недопустимо, для расчета на прочность стальной эмалированной аппаратуры можно применять только те методы, которые основаны на определении напряжений в зоне упругой деформации. Методы расчета, допускающие появление местных пластических деформаций (расчеты по предельным нагрузкам, предельным состояниям, несущей способности и т. д.), для расчета конструкций с хрупкими защитными покрытиями (стеклоэмалевыми, стеклокристаллическими и др.) неприменимы. [c.40]

Коэффициент сопротивления в пластической области характеризует также влияние на несущую способность деталей при статической нагрузке ограничений по жесткости, налагаемых в соответствии с условиями эксплуатации конструкции. В случае, когда пластическая или остаточная деформация в детали не может быть допущена, Q p = Qp и = 1. Если предельно допустимые значения деформаций детали выше значений деформаций, соответствующих достижению предела текучести, то коэффициент сопротивления К, характеризует возрастание несу щей способности благодаря упруго-пластическому перераспределению напряжений в процессе деформирования. Это возрастание может быть использовано в соответствии с допустимыми перемещениями, уже превышающими упругие. Коэффициент зависит от распределения напряжений за пределами упругости и параметров диаграммы деформирования. Определение предельных нагрузок и по ним величин коэффи- [c.440]

Нарушение прочности происходит при переходе материала детали в предельное состояние. Для пластичных материалов нарушение прочности наступает при переходе из упругого состояния в пластическое, а для хрупких — в состояние разрушения. Пластическое состояние и соответственно состояние разрушения являются предельными напряженными состояниями. При определении прочности конструкции можно использовать как методы расчета по предельным нагрузкам, так и по напряжениям или деформациям. [c.158]

Расчет по предельному состоянию с определенным запасом проч ности не гарантирует от появления местных пластических дефор маций. Последнее еще допустимо при постоянных нагрузках, кото рые имеют место преимущественно в строительных конструкциях При переменных нагрузках, на которые чаще всего приходится рас считывать машиностроительные конструкции, появление пласти ческих деформаций во многих случаях недопустимо. Поэтому в та ких случаях следует вести расчет по допускаемым напряжениям [c.501]

Статическая теорема о предельном состоянии. Предельная нагрузка, определенная по статически возможным состояниям, не больше истинной предельной нагрузки. Пусть о —статически возможное напряженное состояние, От — предельное значение вектора напряжений, dep, du — истинные, а следовательно, и кинематически возможные приращения деформаций и перемещений. Пусть объемные силы равны нулю. Тогда по принципу возможных перемещений [c.203]

Рис. 5.12. Схема определения запаса прочности по предельным нагрузкам, амплитудам деформации и долговечности

Запасы tiQ по предельным нагрузкам назначают в диапазоне 1,5—2,5, а запасы по долговечности лг — в пределах 10—30. Большие из указанных запасов назначают в тех случаях, когда конструкции изготавливают из сталей повышенной прочности, склонных к циклическому разупрочнению, когда затруднено определение номинальных и местных деформаций. Увеличение случайных отклонений в характеристиках сопротивления металлов малоцикловому деформированию. и разрушению, в значениях коэффициентов концентрации, в значениях эксплуатационных нагрузок и числе циклов за ресурс требует повышения запасов прочности и п . [c.97]

Даже для простых структур желательно иметь вычислительные алгоритмы. Определение деформаций и напряжений и их преобразование к главным осям слоя осуществляется, как и ранее, по стандартной схеме. Ввиду того, что деформации распределяются по толщине неравномерно, построение предельной поверхности в общем случае невозможно. Послойный анализ целостности слоев, согласно расчету по максимально допустимым или предельным нагрузкам, проводится так же, как и ранее. Вычисления, связанные с последовательным анализом нарушения сплошности слоев до разрушения материала, непригодны для ручного счета. Более подробный численный анализ можно найти в работе [2], а также в руководстве [1] (раздел 2.1). [c.98]

Возможность раздельного определения упругой с , и пластической Ср составляющих деформаций с помощью соотношений (2.114) обеспечивает решение ряда прикладных задач по оценке предельного состояния элементов конструкций при статической и циклической нагрузках, а также при расчете деформаций ползучести в условиях длительного статического нагружения [ 28 ]. [c.94]

В зависимости от условий эксплуатации деталей, механических свойств материала и типа напряженного состояния предельные нагрузки для них по разрушению, перемещениям или деформациям могут иметь различную величину. Для определения запаса прочности принимается наименьшая из предельных нагрузок. [c.486]

Температура начала деформации (размягчения) огнеупора под нагрузкой fj, р, °С, учитывает воздействие на огнеупор механических напряжений и дает более достоверное (по сравнению с огнеупорностью) представление о предельной температуре его службы. При определении р согласно ГОСТ 4070-83 фиксируют пластическую деформацию стандартного образца при напряжении сжатия 200 кПа в процессе регламентированного его нагрева в электропечи. [c.349]

Состояние поверхности деталей, концентраторы напряжений, окружающая среда, температура и прочие факторы настолько сильно влияют на сопротивление усталости, что сама по себе усталостная прочность металла гладких шлифованных образцов не является сколько-нибудь показательной. Кроме того, между пределом выносливости a i образцов и временным сопротивлением разрыву для сталей существует довольно устойчивая зависимость (рис. 12), которую можно использовать для расчетного определения предела выносливости на основе кратковременных испытаний на растяжение [81]. В большинстве случаев испытания на усталость ведут при напряжениях от изгиба или кручения. Реже применяют осевые (растяжение-сжатие) или сложные нагрузки (изгиб -f кручение и др.). При этом различают испытания при заданных величинах напряжений (мягкая нагрузка) и деформаций (жесткая нагрузка). В последнем случае усталостной характеристикой испытуемого объекта является предельная величина [c.19]

При закрепленных в радиальном направлении краях sj и 2 оболочки предельная нагрузка определяется деформациями в окрестности линии излома s = I,, по каждую сторону которой возникает краевой эффект. Ограничимся определением величины (7° в нулевом приближении. [c.358]

Предельная несущая способность де -талей конструкций при вязком состоянии материала рассматривается как такая стадия их нагружения, после которой существенное изменение размеров происходит без значительного увеличения нагрузки, т. е. наступает быстро развивающееся формоизменение. В ряде конструкций предельное состояние такого типа определяется наибольшими допустимыми остаточными перемещениями из условий сопряженной работы с другими узлами. Например, допустимая вытяжка диска турбомашины зависит от регламентируемых зазоров между ротором и корпусом. Образованию предельных состояний предшествует существенное упруго-пластическое перераспределение деформаций и напряжений, поэтому расчетное определение усилий, отвечающих предельным состояниям, требует решения соответствующих задач методами теории пластичности и в частных случаях способами сопротивления материалов. При повторном, ограниченном по числу циклов нагружении за пределами упругости перераспределение напряжений и деформаций может приводить к затуханию накопления пластической деформации, т. е. приспособляемости. [c.5]

В зависимости от условий эксплуатации деталей, механических свойств материала и типа напряженного состояния наблюдаются различные соотношения между предельными нагрузками по разрушению, перемещениям или деформациям и между запасами прочности, определенными по этим нагрузкам. [c.74]

Скорость деформации, вероятно, еще один фактор, изменяющий температуру вязкохрупкого перехода при инициировании разрушения. Рост трещины, как рассматривалось ранее, представляет собой медленный равновесный процесс, когда влияние скорости деформации незначительно. По этой причине общепринятые динамические испытания по определению температуры перехода (например, испытание образцов Шарпи с V-образным надрезом, испытание падающим грузом для определения температуры нулевой пластичности и т. д.) имеют лишь косвенное отношение к температуре перехода при инициировании разрушений. Однако если скорость деформации или скорость нагружения заметно повышаются (например, в результате давления волны или ударной нагрузки какого-либо вида), следует ожидать, что и температура вязкохрупкого перехода будет повышаться, достигая предельного значения, установленного при ударном испытании. [c.170]

Внецентренное сжатие стержней большой жесткости в пластической области. Так как при внецентренном сжатии, так же как и при чистом изгибе, нормальные напряжения, а следовательно, и соответствующие им деформации изменяются пропорционально расстояниям волокон от нейтральной плоскости, то пластические деформации впервые появляются в волокнах, наиболее удаленных от этой плоскости, в большинстве случаев — в сжатых. По мере роста деформаций пластическое состояние охватывает все большее и большее число волокон, так что в се-чении образуются целые зоны пластичности, охватывающие все большую и большую часть сечения. Граница между упругой и пластической зонами постепенно приближается к нейтральной оси, которая в свою очередь меняет свое положение. В зависимости от поведения материала при пластической деформации окончание этого процесса может иметь различный характер. Мы рассмотрим только случай, когда материал деформируется пластически без упрочнения и имеет одинаковые пределы текучести при растяжении и сжатии. В этом случае пластическая деформация, начавшаяся в сжатой зоне сечения, при определенной величине нагрузки распространяется и на растянутую зону, охватывая постепенно все большую и большую ее часть. Таким образом, за предельное состояние можно принять такое, при котором та и другая зоны сечения оказываются в со- стоянии пластической деформации, т. е. напряжения во всех точках равны соответствующему пределу текучести. Тогда на основании (7.1) получим [c.257]

Расчет тяговых цепей на прочность. При работе цепи возможны три вида ее предельных состояний по критерию прочности усталостное разрушение деталей, появление в них недопустимых пластических деформаций и полное разрушение под действием кратковременной перегрузки. Расчет цепи на прочность в общем виде должен сводиться к определению нагрузок соответственно ( р у, и Ср. в, чри которых могут возникнуть эти состояния. При конструировании новых цепей необходимо определить разрушающую нагрузку Ср. в. И) которую принято считать основным паспортным параметром любой цепи, В ходе производства цепей нагрузки Ср. в. н находят путем испытании на разрыв, получаемые при этом значения должны быть не ниже паспортного, определяемого предварительным расчетом. Излагаемые в учебной и справочной литературе методы расчета цепей на прочность по допускаемым напряжениям непригодны для определения указанных нагрузок. В многолетней практике работы ЦКБ цепных передач и устройств при ВНИИПТуглемаше хорошо зарекомендовал себя метод расчета, изложенный ниже. [c.31]

Машины для испытаний при динамических (ударных) нагрузках, называемые копрами, по конструктивному оформлению п назначению подразделяются на вертикальные, маятниковые и ротационные. Вертикальные копры, используемые для определения технологических свойств материала — величины осадки, угла прогиба, имеют свободно падающий боек и обычно измерительными устройствами не оснащаются. При необходимости определения работы, затраченной на деформацию образца, копрам придаются специальные регистрирующие устройства. Наибольшее распространение в лабораторной практике получили маятниковые копры для испытаний образцов на ударные изгиб (ударную вязкость) и растяжение. Принцип работы маятниковых копров основан на деформировании образца тяжелым маятником при однократном приложении нагрузки. Па конструкции они разделяются на копры с переменным запасом работы (с одним бойком) и копры с определенным запасом работы (бойки сменные). Первые рассчитаны на работу 150—2500 дж (15—250 кГ-м). Наиболее ходовыми являются копры с предельным запасом работы 150 дж (15 кГ-м)—МК-15 и 300 дж (30 кГ-м) —МК-30. [c.8]

Металлический корпус и металлические днища РДТТ целесообразно рассчитывать по разрушающим (предельн ым) нагрузкам, дополняя в некоторых случаях этот расчет проверкой по допускаемым перемещениям и допускаемым напряжениям. Так, для днищ с несимметрично расположенными соплами дополнительной проверкой по перемещениям будет определение угла поворота оси сопла, вызванное деформацией всего днища. Значения этого угла не должны превышать задаваемого при проектировании. Корпус двигателя из стеклопластика рассчитывают по разрушающим нагрузкам и дополняют расчетом по допускаемым напряжениям, так как стеклопластик—материал хрупкий, и поэтому необходимо проверять, не превышают ли допускаемых значений местные напряжения, вызванные концентрацией напряжений в местах стыков и в местах соединения стеклопластика с металлом. [c.371]

Расчет несущей способности. Уверенность инженеров в существовании пластических свойств у используемых ими материалов которые спасают их от последствий незрелости создаваемых ими конструкций и применяемых методов расчета, в действительности представляет собой применение принципа расчета по предельным состояниям, хотя и редко признается таковым. Этот принцип, применимый только к статически нагруженным конструкциям, изготовленным из пластичных материалов, устанавливает предельную несущую способность по нагрузке конструкций как минимальную нагрузку, которой может сопротивляться в некотором поперечном сечении весь объем материала, когда напряжения в нем достигают предела текучести, вместо нагрузки, при которой максимальное напряжение достигает некоторой определенной величины. Ниже этой нагрузки часть материала, сопротивляющёгося нагружению , должна быть упругой, и поэтому деформироваться он может только при малых упругих дафорцациях отсюда следует, что общие перемещения в конструкции должны иметь величину порядка упругих перемещений. С другой стороны, при более высоком уровне нагружения перемещения могут расти без ограничения, пока не наступит разрущение. Несмотря на разумность такого теоретического допущения, очевидно, что действительные величины перемещений будут зависеть от геометрии конструкции. Представляют Ли они существенное ограничение для работоспособности конструкции или нет, зависит от предназначения конструкции для большей части конструкций — имеют значения, но для деталей мащин — зачастую нет. По поводу методов определения несущей способности следовало бы сделать некоторые замечания относительно возможности для пластических деформаций оставаться локальными, прежде чем будет достигнут предел несущей способности и как результат — образование щейки и разрушение ёще до того, как будет достигнут теоретический предел несущей способности. [c.44]

Принципиально иной подход к определению деформаций, напряжений и смещений в условиях приспособляемости упругоидеальнопластической конструкции (лишенный указанных недостатков, но более трудоемкий) развит В. А. Икриным [30, 31, 33]. Исходя из соотношений инкрементальной теории пластичности, при заданных интервалах изменения нагрузок определяется область допустимых состояний конструкции, в которой отыскивается траектория деформирования, доставляющая максимум перемещению рассматриваемой точки (при некоторых программах нагружения оказывается возможным найти точное значение перемещения). Весьма существенно, что данный метод (в отличие от рассмотренных выше) дает конечные значения для перемещений при нагрузках, сколь угодно близких к-предельным по приспособляемости. Его использование позвол ило на примере простейших конструкций установить некоторые особенности процесса приспособляемости (например, возможное несовпадение программ нагружения, определяющих минимальные параметры предельного цикла и максимальные накопленные деформации [30, 33]). [c.33]

Для элементов машин и конструкций в экстремальных условиях нагружения (в зонах концентрации, в местах действия высоких температ рны5в и остаточных напряжений, в окрестности трещин) традиционно применяемые в инженерной практике расчеты прочности, основанные на определении номинальных и местных напряжений (методы сопротивления материалов), оказываются недостаточными и в целом ряде случаев неправол1ерньдаи-Поэтому запасы прочности и долговечности в рамках поверочных расчетов устанавливают на базе деформационных критериев разрушения, т. е. по предельным нагрузкам, местным упругопластическим деформациям, коэффициентам интенсивности напряжений и деформаций по размерам дефектов типа трещин. [c.6]

Это уравнение учитывает только упругие деформации провода, принимаемые пропорциональными тяжениям, действующим по нему. Для определения предельных нагрузок, выдерживаемых проводами и тросами, необходимо учесть и неупругие деформации провода. Провод, работающий как нить, вследствие неупругих деформаций получает большую стрелу провеса и потому может выдержать ббльшую нагрузку, чем получилось бы при учете только упругих деформаций [Л. 44 и 45]. [c.131]

При определенных значениях относительной деформации е > Бт (или Еод) зависимость a(s) отклоняется от прямолинейного закона (Гука). Основные прочностные характеристики материала по ГОСТу 1497 (рис. 5.2) -условный предел текучести ао,2, где достигается остаточнм деформация в 0,2%, физический предел текучести Gj - напряжение в минимуме диаграммы a(s), если он существует, временное сопротивление разрыву ( условный предел прочности ) = Pg/Fo (номинальное напряжение при максимальной нагрузке Рв характеризует предельную прочность материала). Предел тек учести [c.282]

Расчет на прочность по максимальным и предельным нагрузкам, предусматривающий последовательный анализ предельного состояния всех слоев, выполняется так же, как и ранее усложняется лишь процедура определения напряжений в главных осях каждого слоя. Однако метод построения предельной поверхности основан на предположении о равномерном распределении деформаций по толщине и не может быть использован в рассматриваемом случае. Исключение составляют комбинации плоского и из-гибного нагружений, которые сводятся к безмоментному напряженному состоянию материала. В таких условиях работают несущие слои трехслойных панелей и цилиндрические оболочки при специальном характере нагружения. [c.93]

Следует проанализировать еще возникновение скачков трещины в условиях плоской деформации. Если бы оно могло быть подтверждено для какого-либо сплава, то можно было бы измерить критический коэффициент интенсивности напряжений при разрушении по типу нормального отрыва образцов значительно меньшей толщины, чем требуемая стандартом для получения критического значения G p. Во-первых, предположение базируется на постоянстве ширины губ среза при зарождении прямого излома, означающем, что увеличение (Т33 от нуля на свободных боковых поверхностях до значения, соответствующего плоской деформации в центре образца, происходит на постоянной длине, во-вторых — на поведении многослойного материала, при котором как плоскодеформационное , так и плосконапряженное разрушение происходят в однозначно определенных условиях. К сожалению, прямой излом не всегда характеризует плоскую деформацию по всей толщине. Показано, что в мягкой стали макроскопически плоский излом происходит при нагрузках, уменьшающихся с увеличением толщины до достижения ими некоторого постоянного значения, соответствующего условиям плоской деформации (см. гл. VII, раздел 5). Опасность для алюминиевых сплавов заключается в том, что скачок трещины в центре образца может возникать в относительно тонкой полосе при критической интенсивности напряжений, превышающей предельное значение, так что вязкость материала в условиях плоской деформации оказывается завышенной [6]. [c.117]

Таким образом, эволюция процесса деформирования классического гладкого образца с приложенной нагрузкой в определенном смысле совпадает с эволюцией наших представлений о критериях предельных состояний и процессов и с этой точки зрения появление работы Гриф-фитса вполне закономерно. Однако, работа Гриффитса, так же как и более ранняя работа Вигхарда [386], поначалу имели чисто академический интерес, поскольку инженерные знания на тот период времени пребывали в области упругих деформаций и только еш,е подбирались к расчетам по предельному состоянию. И только после определенного уровня овладения упругопластическим анализом и его применением к расчету предельных состояний оказалось возможным постепенное осознание и внедрение расчетов уже по стадии разрушения и по достоинству оценить работы Гриффитса с точки зрения их практической [c.76]

Для правомерного определенияна материалах средней и низкой прочности требуются образцы большой толщины. Так для сталей с ffg = 400—700 МПа для обеспечения условий плоской деформации приг комнатной температуре необходимо проводить испытания на образцах толщиной 250 мм, высотой 610 мм, шириной 635 клм для титановых сплавов средней прочности в США используют листовые образцы длиной 400 мм, шириной 120 мм, и толщиной до 80 мм. Это приводит к большому расходу металла и затрудняет испытания из-за необходимости использования машины с большими предельными нагрузками. Не всегда имеются в наличии полуфабрикаты необходимой толщины для определения и, самое главное, механические свойства, определенные на одинаковых стандартных образцах с диаметром 10 мм, но взятых в разных ly e Tax заготовки, существенно различаются, особенно по пределу текучести (это обстоятельство приводит к необходимости регламентировать правила отбора проб из крупных заготовок для того, чтобы можно было надежно сопоставлять результаты испытаний этих образцов на растяжение). Тождественность комплекса механических свойств в крупном и мелком сечении иногда невозможно получить из-за ограниченной прокаливаемости сечения, необходимого Для выполнения критериев правомерности определения Ку , Кроме того, испытания по определению для конструкционных сталей, алюминиевых, титановых и других сплавов низкой и средней прочности и повышенной пластичности должны проводиться при таких температурах и тоЛ-щинах образцов, которые не отражают реальные условия конструирования и эксплуатации. Таким образом, признается необходимость "полунатурных" испытаний, что затрудняет использование этой важной характеристики для широкого практического применения при оценке сопротивления хрупкому разрушению таких важных конструкционных материалов, как низко- и среднеуглеродистые стали. [c.35]

Номер профиля ходового пути, обусловливающий толщину ездовой полки, определяют по максимальной расчетной нагрузке на каретку в зависимости от несущей способности ездовой полки пути. Следовательно, для каждого заданного профиля пути можно установить предельные нагрузки на каретку по прочности ездовой полки (см. ниже). При выбранном профиле расчет ходового пути сводится к определению максимального допускаемого расстояния между креплениями различных участков пути конвейера, т. е. свободного пролета балки пути. Пролет балки пути определяют из расчета на прочность от поперечного и местного изгиба, деформацию прогиба и устойчивость. При расчете на прочность следует учитывать, что при работе конвейера возможен значительный износ ездовых поверхностей путевой балки. Для надежной работы конвейера требуется повышенная жесткость ходового пути, особенно на участках, примыкающих к поворотным устройствам. Поэтому для балок из стали СтЗ рекомендуется принимать допускаемое напряжение на изгиб (поперечный и местный) Оп.д 1200 кгс/см , допускаемый прогиб fmax = 1/500 длины пролета коэффициент запаса по устойчивости % = 1,7 -h 2,0. Для стали 14Г2 можно принять Оп.д = 1400 к,гс/см . [c.101]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...