Несущая способность по разрушению

Несущая способность деталей при действии статических напряжений соответствует тем значениям нагрузок, при которых либо возникают перемещения, превышающие предельно допустимые (несущая способность по пере.мещениям), либо резко увеличиваются линейные или угловые относительно деформации при незначительном увеличении нагрузки (несущая способность по деформации), либо возникает разрушение детали (несущая способность по разрушению). [c.486]

При действии на деталь статических или кратковременных (не вызывающих разрушения) нагрузок в предельном состоянии должна еще обеспечиваться нормальная работа машины. Нарушение нормальной работы машины может происходить в результате разрушения детали за счет достижения значительных перемещений какого-либо узла, а также в том случае, когда при малых возрастаниях нагрузок резко увеличивается деформация детали. Поэтому несущая способность деталей при действии статических нагрузок соответствует тем их значениям, при которых возникает разрушение детали (несущая способность по разрушению), или возникают перемещения, превышающие предельно допустимые (несущая способность по перемещениям), или резко увеличиваются деформации (несущая способность по деформациям). [c.71]

Предельные нагрузки по разрушению определяются, если установлена связь между напряжениями, вызывающими разрушение, и соответствующими нагрузками, с учетом возможного перераспределения напряжений за счет пластического деформирования. Ограничение статической несущей способности по разрушению имеет место для деталей из материалов со значительным упрочнением и ограниченной способностью к пластическому деформированию (например, легированных сталей при низком отпуске). [c.72]

Несущая способность по разрушению зависит от заданного ресурса работы детали. Разрушение в случае циклического нагружения детали в условиях повышенных температур соответствует достижению предельного значения усталостных и длительных статических повреждений d = [c.214]

Определение несущей способности по сопротивлению хрупкому разрушению [c.60]

I и 2 — соответственно ад для первой и второй схем разрушения первого примера 3 — для 1-го примера 4 и 5 — полная несущая способность по первой и второй схемам разрушения в 1-м примере б и 7 — полная несущая способность по первой и второй схемам разрушения оболочки 0—1 второго примера 8 и 9 —полная несущая способность по первой и второй схемам разрушения оболочки 0—2 второго примера [c.214]

Нагружение осевой сжимающей силой оболочек без концентраторов напряжений осуществляли ступенями АР = 0,1 МН вплоть до момента разрушения, которое для всех рассмотренных схем армирования и условий испытания носило катастрофический характер и происходило хлопком с образованием в рабочей части кольцевой наклонной трещины. При осмотре разрушенных оболочек не было обнаружено явных признаков волнообразования от потери устойчивости, что, по-видимому, связано с чрезвычайной хрупкостью углепластика.. Из табл. 7.11, где представлены результаты испытаний оболочек (значения разрушающих нагрузок и соответственно им напряжения а ), следует, что при одинаковой длине оболочек нагрев до Т = 443 К снижает их несущую способность по сравнению с нормальными условиями (Т = 293 К) и умеренным нагревом (Т = 373 К) в зависимости от варианта в среднем в 1,4-1,8 раза. Следует указать на повышенный разброс полученных [c.296]

В тех случаях, когда упомянутые ранние стадии разрушения конструкционного материала по условиям эксплуатации конструкции являются допустимыми или разрушение материала рассматривается на более высоких структурных уровнях, начало разрушения композита можно, очевидно, связывать с разрушением отдельных структурных элементов соответствующего порядка. В частности, для слоистых композитов к настоящему времени хорошо развит аппарат послойного анализа разрушения [28, 109, 123, 146 и др.]. Основная идея послойного анализа разрушения слоистого композита сводится к следующему. Для каждого из М слоев пакета по тому или иному критерию предельного состояния оценивается несущая способность монослоя. Разрушенные монослои в заданном смысле исключаются из пакета, после чего производится соответствующий перерасчет НДС и анализ повторяется. Процедура прекращается после выполнения критерия макроразрушения слоистого пакета. Очевидно, что аналогичный подход легко может быть обобщен на случай произвольного структурного элемента композита, деформативные и прочностные характеристики которого известны. [c.77]

Один из основных механизмов сухого поверхностного трения металлических тел состоит именно в пластических деформациях тонкого слоя. Вследствие шероховатости поверхностей, взаимного их сжатия и относительного скольжения даже при малых давлениях происходит непрерывное истирание и образование новых неровностей, т. е. явление пластических деформаций и разрушений выступов с образованием новых впадин . При этом, очевидно, основную роль играет кристаллическая структура тел, определяюш.ая образование новых неровностей в процессе износа. При малых давлениях р заполнение пустот будет малым, число выступов , которые удерживают давление, будет невелико и эти несущие выступы будут удалены друг от друга, т. е. будут действовать независимо. Вследствие давления и скольжения в этих выступах будут происходить пластические деформации, и их несущая способность по отношению к давлению р будет прямо пропорциональна эффективной площади Fp поперечных сечений всех выступов , приходящихся на единицу площади поверхности. Поскольку эффективная площадь сдвига определяющая несущую способность этих выступов по отношению к касательному напряжению т, будет прямо пропорциональна F , то и напряжение трения т будет прямо пропорционально давлению р (закон Кулона) [c.203]

Подчеркнем еще раз, что возникновения текучести или признаков хрупкого разрушения хотя бы в одной точке конструкции (бруса) рассматривают как нарушение прочности конструкции в целом. Расчет на прочность, основанный на таком представлении об опасном состоянии конструкции, называют расчетом по опасной точке или расчетом по допускаемым напряжениям. В современной расчетной практике применяют также другие методы расчета (по предельным нагрузкам или несущей способности, по расчетным предельным состояниям), основанные на иных представлениях об опасных (предельных) состояниях конструкции, здесь эти методы не рассматриваются (см. [12, 20,36,38,46,49,51]). [c.367]

Несущая способность по сопротивлению разрушению соответствует тем нагрузкам, которые вызывают разрушение в наиболее напряжённых местах детали. [c.333]

Несущая способность при повышенных температурах определяется либо сопротивлением ползучести, т. е. образованию развивающихся во времени пластических деформаций, либо сопротивлением хрупкому статическому разрушению, возникающему по истечении определённого времени. Несущая способность по сопротивлению ползучести может в ряде случаев определяться путём вычисления соответствующих нагрузок (см. гл. V) по характеристикам ползучести или определяться экспериментально. [c.334]

Несущая способность по сопротивлению длительному статическому разрушению определяется в зависимости от времени Т для определённой температуры, в связи с типом напряжённого состояния, наличием концентрации напряжений и других факторов. Предельные нагрузки -по статической прочности могут вычисляться по соответствующим характеристикам материалов или определяться непосредственно экспериментально на деталях. [c.334]

Использование критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) во многих случаях позволяет прогнозировать несущую способность различных конструкционных элементов в частности, результаты расчета по условию (2.1) весьма удовлетворительно соответствуют экспериментальным данным при испытании образцов с концентраторами [101] в случае реализации довольно больших пластических деформаций по достижении условия oi = = S (ef), где ef — интенсивность пластической деформации. Однако применение критерия хрупкого разрушения в виде (2.1) для прогнозирования условий разрушения образцов с острыми концентраторами или трещинами связано со значительными трудностями. В частности, моделирование температурной зависимости критического коэффициента интенсивности напряжений Ki T) на основе условия (2.1), как будет показано в подразделе 4.2, не позволяет адекватно описать экспериментальную кривую. Указанные обстоятельства приводят к необходимости дополнительного анализа условий хрупкого разрушения. Такой анализ на основе физических процессов, контролирующих хрупкое разрушение материала, представленный ниже, позволил дать новую формулировку необходимого условия хрупкого разрушения— условия зарождения микротрещин скола — и предложить физическую интерпретацию зависимости критического напряжения хрупкого разрушения S от пластической деформации [75, 81, 82, 127, 131]. [c.60]

Смещение свариваемых кромок является широко распространенным дефектом, который во многом определяет несущую способность сварных элементов трубопроводов. нефтегазовой аппарат ры, строительных и других конструкций. Ранее по результатам работы /19/ (см. 1 -й раздел) была дана методика определения допускаемых смещений кромок, основанная на анализе напряженно-деформированного состояния сварных элементов в упругой стадии их работы. При этом использовали аппарат механики разрушения. [c.116]

В настоящее время значение исследований по механике разрушения выходит далеко за рамки вопроса о несущей способности. Исследование процесса разрушения представляет самостоятельный интерес. Управление процессом разрушения и знание его закономерностей имеют огромное значение для практики. Так, например, для конструкций и сооружений желательно за- [c.6]

Значительный интерес представляет определение таких значений т, при которых деталь с трещиной оказывается в области нечувствительности к трещине (при этом п = Па, а = 1, разрушение пластическое). На примере испытания малоуглеродистой стали при комнатной температуре можно показать возможность появления области нечувствительности материала к трещине и определить пороговые значения т [35]. Оказалось, что при т<-п прочность тела с трещиной падает, а при т п прочность тела не зависит от длины трещины (при условии, что она меньше или равна допускаемой согласно расчету). Таким образом, был получен ответ на непростой вопрос о допускаемой длине трещины при пластическом разрушении без потери несущей способности. Следует, однако, не забывать о возможности изменения условий нагружения, приводящих к охрупчиванию. В этом случае желательно проводить расчет по Ирвину с введением вязкости разрушения К,с. Допустимая длина трещины, полученная из пластического расчета, должна быть меньше критической, следующей из условия К = К, . [c.294]

Наряду с расширением использования и усовершенствованием методов анализа напряженных и деформированных состояний, статической и динамической устойчивости конструкций существенно изменились требования к определению несущей способности не столько по критериям предельных упругопластических состояний, сколько по сопротивлению усталостному и хрупкому разрушению. Это нашло отражение в развитии нового направления в механике твердого тела — механике разрушения. [c.4]

Несущая способность элементов конструкций по сопротивлению усталости при циклическом нагружении рассматривается в свете вероятностных представлений о возникновении разрушения и об уровне действующих переменных напряжений. При этом следует иметь в виду основные условия нагруженности изделий и их элементов. Многим из них свойственны стационарные режимы переменной напряженности, уровень которой в пределах большого парка однотипных конструкций и их деталей от изделия к изделию меняется, причем отклонение уровней носит случайный характер. Примером таких деталей являются лопатки стационарных турбомашин. Условия возбуждения колебаний этих деталей в однотипных машинах зависят от изменчивости условий газодинамического возбуждения и механического демпфирования, уровня частоты собственных колебаний и эффекта их связности в роторе с лопатками (что обычно является результатом технологических отклонений). Подобные условия имеют место и для многоопорных коленчатых валов стационарных поршневых машин при укладке их на не вполне соосные опоры, для шатунных болтов из-за неодинаковости их монтажной затяжки и т. д. [c.165]

Несколько более сложная модель внезапного отказа будет иметь место в том случае, если предельное состояние изделия также меняется случайным образом (рис. 45, б). Такая схема, например, имеет место, если оценивать вероятность разрушения конструкции от статических пиковых нагрузок, учитывая вероятность сосуществования высоких нагрузок Q и низких значений несущей способности R. Запас прочности конструкции по средним значениям [c.145]

Следовательно, ни в пределах заданного ресурса конструкции, ни тем более при продлении ее ресурса невозможно обеспечить безопасную эксплуатацию без учета факта появления и развития усталостных трещин. Именно поэтому в практику введен принцип конструирования отдельных деталей и конструкции в целом по безопасному повреждению [2-4]. В ряде мест конструкции допускаются усталостные трещины. Их размер определяется предельной несущей способностью детали и всего узла. Существование трещины в такой ситуации не является браковочным признаком для замены детали. На первый план выходит представление о длительности последующего, после обнаружения, роста трещины в эксплуатации до критических размеров. Получить такую информацию наиболее достоверно можно только на основе непосредственного анализа скорости роста трещины в эксплуатации и на основе использования подходов механики разрушения к определению предельного состояния тел с трещинами. [c.18]

Связь общего баланса энергии с локальными характеристиками разрушения основана на возможности анализа напряжений и физической природы диссипации энергии. В принципе возможно предсказать прочность образца с трещиной по известной прочности гладкого образца на основе точного анализа напряженных состояний обоих образцов. Ранее исследования напряженных состояний в образцах с трещиной отставали от соответствующего анализа для гладких образцов, что приводило к неточным предсказаниям несущей способности. Однако в последнее время в этом направлении достигнут значительный прогресс, что позволило связать распространение трещины в композите под [c.208]

Каждая глава книги снабжена краткой аннотацией и подробным введением, поэтому нет необходимости останавливаться на их содержании. Хотелось бы выделить одну особенность, присущую книге. В большинстве публикаций прошедших лет по механике композитов явно или неявно используется прием замены композитов с разным законом укладки арматуры приведенной квазиоднородной средой. Этот подход оказался весьма плодотворным в задачах жесткости и устойчивости и недостаточным при оценке несущей способности конструкций из композитов, особенно с переменным по толщине законом укладки арматуры. Прочность и разрушение композитов существенно зависят от эффектов [c.5]

Возможность дать определение разрушению — вот еще одна задача любого исследования, касающегося усталости. Должно ли состояние, определяемое по достижению трещиной некоторой длины, называться разрушением или следует дать иное определение исчерпанию несущей способности в процессе усталостного нагружения. Одной из важных причин широкого использования композитов является их высокая жесткость, поэтому любое ее уменьшение в процессе эксплуатации неблагоприятно сказывается на некоторых параметрах, ограничивающих применение конструкции, в частности на основной частоте. Таким образом, изменение жесткости до определенного предельного уровня в ряде случаев также следует трактовать как разрушение. [c.85]

Для курса сопротивления материалов, отражающего развитие механики деформируемого твердого тела и усовершенствование расчета на прочность современных конструкций, все более актуальным становится освещение вопросов механики разрушения как основы оценки несущей способности по сопротивлению хрупкому и усталостному разрушению. Эти критерии несущей способности в свете закономерностей распространения макроразру-щения входят в тесную связь между собой, существенно углубляя представления о кинетике образования предельных состояний и запаса прочности в процессе исчерпания ресурса при работе изделий. [c.3]

Моделируя для композиционного материала процесс деформироваг ния или нагружения, на каждом шаге увеличения параметра процесса можно подразделить >-й компонент с долей в объеме неповрежденного композита на следующие части неразрушенный материал (р) материал, разрушенный по критерию типа 1 (pi) материал, чзг стично потерявший несущую способность по критерию типа 2 (рг) полностью разрушенные элементы структуры (ро). Очевидно, что [c.154]

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]

Так как Л зависит от температуры, то а ртакже должно зависеть от температуры. При низких температурах акр понижается и создаются условия, способствующие развитию трещин хрупкого разрушения, начинающихся от точек концентрации напряжений. В данном случае необходимо рассматривать прочность ферритных и перлитных зерен в стали в зоне у края надреза или микротрещины. Стедует отметить, что объемное напряженное состояние в поперечном сечении, ослабленном надрезом или микротрещинами, вызывает повышенное сопротивление скольжению (и повышает местный предел текучести материала). Благодаря ограниченной возможности пластической деформации и сужению поперечного сечения условный предел прочности в номинальных напряжениях надрезанных образцов повышается. Если глубина надреза и радиус закругления у его дна выбраны таким образом, что при данных условиях испытания хрупкое разрушение не может иметь места при напряжении меньше статической прочности данной стали, то надрезанный образец будет обладать более высокой несущей способностью по сравнению с гладким образцом 510 [c.510]

В зависимости от того, на какой основе проводятся расчеты прочности (по несущей способности, по местным условноупругим напряжениям или определенным с использованием теории приспособляемости, с использованием деформационных критериев малоциклового разрушения, линейной или нелинейной механики разрушения и т.д.) используется тот или иной комплекс характеристик. [c.538]

Следует также отметить, что при анализе работоспособности сварных соединений с )ггловыми швами также необходимо учитывать их механическую неоднородность. Строго говоря, угловые швы в сварных соединениях находятся под действием сложного напряженного состояния, в котором сдвиг является лишь одной из составляюпщх. Минимизация внутренней энергии при разрушении угловых швах посредством сдвига по некоторому сечению позволила получить расчетные формулы для оценки прочности данных сварных соединений /4/. При этом прочность зависит от того, является ли металл шва мягким по сравнению с основным или, наоборот, более твердым. Правильная оценка топографии механической неоднородности и соотношения конструктивных параметров позволяет расчетным путем определить несущую способность сварных соединений с угловыми швами. [c.29]

Зависимость (3.50) получена путем статистической обработки опытных данных для широкого класса констру1щион-ных сталей и сплавов. Зная механические характеристики металла шва, по соотношению (3.42), полученному для соединений с дефектом в центре шва, можно оценить несущую способность соединений при квазихрупком разрушении. Для установления допустимых размеров дефектов, не приводящих к квазихрупким разрушениям, необходимо знать уровень номинальных напряжений, действующих в сварном соединении. Из предыдущих разделов было выявлено, что вязкая прочность сварных соединений определяется нетто-сечением сварного шва (без учета эффекта контакт иого упрочнения). То есть для однородных пластин [c.112]

Серенсен Сергей Владимирович (1905—1977). лауреат Государственной премии СССР, академик АН УССР, известный ученый в области механики, ведущий эксперт по вопросам прочности и анализу разрушения конструкций. Разработал критерии усталостной прочности материалов и несущей способности элементов конструкций с учетом характера цикла напряжений, вида напряженного состояния и конструктивно-технологических факторов. Один из основоположников развития в нашей стране науки о сопротивлении материалов при повторно-переменных нагрузках. [c.655]

В восемнадцати предшествующих главах были изложены различные разделы механики деформируемого твердого тела, при этом практическая направленность каждого из них не очень акцентировалась. Но основная область приложения механики твердого тела — это оценка прочности реальных элементов конструкций в реальных условиях эксплуатации. С этой точки зре-нпя различные главы приближают нас к решению этого основного вопроса в разной степени. Классическая линейная теория упругости формулирует свою задачу следуюш им образом дано пекоторое тело, на это тело действуют заданные нагрузки, точки границы тела претерпевают заданные перемещения. Требуется определить поле вектора перемещений и тензора напряжений во всех точках тела. После того как эта задача решена, возникает естественный и основной вопрос — что это, хорошо или плохо Разрушится сооружение или не разрушится Теория упругости сама по себе ответа на этот вопрос не дает. Правда, зная величину напряжений, мы можем потребовать, чтобы в каждой точке тела выполнялось условие прочности, т. е. некоторая функция от компонент о.-,- не превосходила допускаемого значения. В частности, можно потребовать, чтобы нигде не достигалось условие пластичности, более того, чтобы по отношению к этому локальному условию сохранялся некоторый запас прочности, понятие о котором было сообщено в гл. 2 и 3. Мы знаем, что для пластичных материалов выполнение условия пластичности в одной точке еще не означает потери несущей способности, что было детально разъяснено на простом примере в 3.5. Поэтому расчет по допустимым напряжениям для пластичного материала безусловно гарантирует прочность изделия. Для хрупких материалов условие локального разрушения отлично от условия наступления текучести и локальное разрушение может послужить началом разрушения тела в целом. Поэтому расчет по допускаемым напряжениям для хрупких материалов более оправдан. Аналогичная ситуация возникает при переменных нагрузках и при действии высоких температур. В этих условиях даже пластические материалы разрушаются без заметной пластической деформации и микротрещина, возникшая в точке, где 42 [c.651]

Процесс усталостного разрушения от его возникновения (в форме начала развития трещины) до окончательного разрушения (в результате прорастания трещины до ее критических размеров) требует накопления определенного числа циклов, обычно превышающего число циклов по стадии возникновения трещин. Предельное число циклов Мсук может устанавливаться по той или иной стадии допустимого повреждения трещиной. Эта стадия повреждения определяется либо числом циклов, которое необходимо до полного разрушения, либо снижением статической прочности до уровня, вытекающего из требований обеспечения статической несущей способности. [c.174]

Исследованы механизмы разрушения материалов, армированных волокнами при статическом и циклическом нагружениях. Показана важность и Необходимость рассмотрения разрушения композитов на микроуровне. Причина этого заключается в первую очередь в присущей этим материалам неоднородности и анизотропии, приводящим к существованию многочисленных плоскостей слабого сопротивления (например, сдвигу и поперечному отрыву), по которым, как правило, распространяются трещины. В начале главы коротко рассмотрены виды разрушения однонаправленных слоистых композитов без надрезов при растяжении — сжатии в направлении армирования и перпендикулярном направлении, а также при сдвиге. Акцент сделан на особенностях разрушения этих композитов на уровне компонент. Макроповедение композитов оценивалось на основании анализа неустойчивого развития повреждений, возникших на микроуровне. При помощи модели, названной моделью сдвигового анализа, учитывающей неоднородность композита на микроуровне, теоретически обосновано аномальное влияние диаметра отверстия в слоистом композите на несущую способность. Этот метод анализа также использован для моделирования поведения слоистого композита со сквозным отверстием. [c.33]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...