Элементы Коэффициент концентрации

Приведенные на рис. 7.13 кривые описывают кинетику изменения коэффициентов концентрации и Ка в процессе увеличения уровня номинальных напряжений в сечении испытанных сосудов и плоских образцов. Кривые 1 ж 2 построены с использованием формулы (7.2) при п = О, а кривые 1 и 2 — при п = 0,5. На этом же рисунке точками показаны экспериментальные значения Ке, полученные при испытании указанных конструктивных элементов. Коэффициенты концентрации напряжений с увеличением нагрузки снижаются до уровня, близкого к единице (кривые 3, 4). В целом приведенные выше данные позволяют сделать вывод, что определение коэффициентов концентрации напряжений и деформаций при однократном нагружении в упругопластической стадии деформирования может быть выполнено по формулам (7.2) и (7.3). [c.146]

Предел выносливости о определяется экспериментально и зависит от характеристики цикла изменения нагрузки, свойств материала, формы элемента, коэффициента концентрации напряжений. [c.101]

Для оценки степени концентрации нагрузки при жесткой и упругой передаче измерялись напряжения по торцам зубьев колеса. Для жесткой передачи при давлении на зуб шестерни 100 кН и перекосе осей зубчатого колеса и шестерни тягового редуктора 8-10 3 рад угол перекоса зубьев составил 4-10 з рад, длина полуоси эллипса контактной площади между зубьями 40 мм, коэффициенты концентрации удельной нагрузки и контактных напряжений соответственно 10,5 и 3,3. При применении упругого само-устанавливающегося зубчатого колеса контакт происходит по всей длине зуба вследствие дополнительного перекоса зубчатого колеса от прогиба резиновых элементов. Коэффициент концентрации нагрузки уменьшается в 4—5 раз. Изгибные напряжения с внутренней стороны торца зуба при жесткой передаче достигают 191 МПа, а при упругой — 47 МПа. [c.71]

Зуб рассматриваем как консольную балку, для которой справедлива гипотеза плоских сечений или методы сопротивления материалов. Фактически зуб подобен выступу, у которого размеры поперечного сечения соизмеримы с размерами высоты. Точный расчет напряжений в таких элементах выполняют методами теории упругости [351. Результаты точного расчета используют для исправления приближенного расчета путем введения теоретического коэффициента концентрации напряжений (см. ниже). На расчетной схеме (см. рис. 8.19) [c.119]

При работе машин в их деталях во многих случаях возникают напряжения, переменные во времени. Как известно из предыдущего в этих случаях расчеты на прочность целесообразно выполнять в виде проверочных, определяя расчетный коэффициент запаса прочности и сравнивая его с требуемым. Допускаемое напряжение при переменных нагрузках определяют сравнительно редко, так как оно зависит от коэффициента концентрации напряжений и масштабного фактора, которые в стадии предварительных проектных расчетов более или менее точно установить невозможно. Лишь для некоторых элементов, например зубчатых колес, у которых коэффициент концентрации напряжений можно установить до выполнения чертежа, определяют допускаемые напряжения с учетом переменности рабочих напряжений во времени. [c.331]

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]

Так или иначе, номинальное напряжение выбирают в первую очередь из соображений, связанных с простотой расчета. Теоретический коэффициент концентрации определяют для основных встречающихся на практике типовых конструкционных элементов. [c.487]

Так или иначе, номинальное напряжение выбирается в первую очередь из соображений, связанных с простотой расчета. Величина теоретического коэффициента концентрации определена для основных встречающихся на практике типовых конструкционных элементов. Данные по величине приводятся в виде таблиц и графиков в справочной литературе по машиностроению. Так, например, на рис. 415 показана зависимость теоретического коэффициента концентрации от соотношения геометрических размеров ДЛЯ ПОЛОСЫ С отверстием и для вала с выточкой. [c.396]

Численные решения этих задач, например, по способу конечных элементов на ЭВМ при существующих памяти и быстродействии машин являются трудоемкими. Поэтому для приближенного анализа распределения деформации используют решения Нейбера для зон концентрации от надрезов гиперболического профиля, которые могут быть применены и при других очертаниях резкого изменения контура нагруженного элемента. По этому решению между коэффициентом концентрации напряжений при упругом распределении а , коэффициентом К, при упругопластическом распределении и коэффициентом концентрации упругопластических деформаций /Се существует зависимость [c.91]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений k , представляющий собой отношение предела выносливости элемента размером d без концентрации напряжений к пределу выносливости такого же элемента с концентрацией напряжений, увеличивается с ростом коэффициента концентрации напряжений в пределах упругости а . [c.139]

Для гладких элементов (без концентрации напряжений) а =1, (з ,)д = (з ,)<г, где (з ,) —предел выносливости гладкого элемента диаметром d, следовательно, коэффициент влияния размеров е = (а ,) /с , в уравнении [c.142]

При определении величины расчетной нагрузки необходимо учесть неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, возникающую из-за деформации и неточностей изготовления элементов передачи, и динамическую нагрузку. В связи о этим в качестве расчетной удельной нагрузки qp принимают номинальную удельную нагрузку q, умноженную на поправочные коэффициенты /г (коэффициент концентрации нагрузки) и кц (коэффициент динамической нагрузки) [c.292]

Наиболее совершенным сварным соединением является стыковое, при котором эффективный коэффициент концентрации получается наименьшим. При правильном подборе материала электрода, флюса и метода наложения шва может быть обеспечена равнопрочность сварного соединения с основным металлом элементов конструкции. Никакого специального расчета такого шва не требуется. [c.376]

Если элемент конструкции выполняется из такого неоднородного материала, как чугун, то коэффициент концентрации напряжений не учитывается. В подобных материалах концентрация напряжений, вызванная резким [c.53]

Если главные напряжения известны, их можно использовать в критерии разрушения для сложного напряженного состояния (типа описанного Ву в томе 2), чтобы определить, произойдет ли разрушение. В [22, 23] коэффициенты концентрации напряжений были рассчитаны методом конечных элементов. [c.144]

Аналитическое решение задачи определения области суще--ствования нераспространяющихся усталостных трещин возможно с помощью метода конечных элементов [31]. Упругопластический анализ распределения напряжений и деформаций у вершины усталостной трещины при нагружении плоского элемента с двусторонним надрезом проводили при нескольких значениях длины трещины (в том числе и при отсутствии трещины), чтобы получить зависимости напряжений и деформаций от коэффициента асимметрии цикла нагружения с ростом трещины. Теоретический коэффициент концентрации напряжений в исходном надрезе исследуемого элемента 00=9,35. [c.66]

Изложенные закономерности сопротивления термоциклическому нагружению относятся к однородным напряженным состояниям растяжения — сжатия или чистого сдвига. Они являются основой для определения малоцикловой несущей способности неоднородно напряженных элементов конструкций. Эта циклическая напряженность находится в упругопластической области, являясь при стационарном внешнем нагружении нестационарной в силу процессов перераспределения деформаций и напряжений при повторном деформировании. Анализ полей деформаций в зонах наибольшей напряженности элементов, особенно в местах концентрации, связан с решением достаточно сложных краевых задач, о чем далее будут изложены некоторые данные. Применительно к задачам концентрации напряжений и деформаций представилось возможным применить решение Нейбера [23], связывающее коэффициенты концентрации напряжений и деформаций Ке, в упругопластической стадии с коэффициентом концентрации напряжений а в упругой стадии. Анализ ряда теоретических, в том числе вычислительных, решений и опытных данных о концентрации деформаций позволил [241 усовершенствовать указанное решение путем введения в правую часть соответствующего выражения функции F (5н, а, тп), отражающей влияние уровня номинальных напряжений Он, отнесенных к пределу текучести, уровня концентрации напряжений а и показателя степени т диаграммы деформирования при степенном упрочнении. Зависимость Нейбера в результате введения этих влияний выражается следующим образом [c.16]

При высоких температурах напряженное и деформированное состояние в зонах концентрации напряжений при длительном статическом нагружении оказывается зависящим от уровня концентрации, номинальных напряжений, сопротивления материала неупругим деформациям и времени нагружения. В связи со сложностью процессов местного деформирования в зонах концентрации пока не получены достаточные для практического использования решения соответствующих краевых задач. Ряд результатов в этом направлении получен в работах [46—48] увеличение скоростей ползучести в зонах концентрации сопровождается уменьшением коэффициентов концентрации напряжений. Более широко для оценки местных напряжений и деформаций при ползучести в зонах концентрации использовались приближенные методы, основанные на кинематических гипотезах или уравнении Нейбера [49—54]. Большие возможности для решения задач о ползучести в зонах концентрации связаны с применением метода конечных элементов и электронных вычислительных машин [55, 56]. [c.111]

Из этого соотношения можно найти напряжение на внутреннем контуре объемного композитного элемента, зная коэффициент концентрации К, полученный на модели, нагружаемой наружным давлением [c.45]

Коэффициент концентрации К, вычисленный по формуле (2. 35), позволяет сопоставлять различные композитные элементы с одинаковой толщиной свода. При этом гладкое кольцо без вырезов имеет наименьший коэффициент концентрации, равный единице. Для сопоставления напряжений в элементах с разной толщиной свода коэффициент концентрации определяют но формуле [c.46]

Напряжения aij в точках толстостенного элемента при нагрузке давлениями Рн и рв, действующими одновременно, можно определить с помощью коэффициентов концентрации напряжений, найденных на модели при наличии одного давления [c.55]

Коэффициенты концентрации напряжений в элементах, нагруженных давлением, часто характеризуют с помощью соотнощения [c.55]

Одним из основных этапов расчета элементов конструкций на прочность при малоцикловом нагружении является анализ полей циклических упругопластических деформаций в зонах концентрации напряжений. Существенные изменения циклических упругопластических деформаций, а также коэффициентов концентрации напряжений и деформаций, обусловленные перераспределением полей напряжений и деформаций в этих зонах происходят при работе конструкционного мате- [c.87]

Следовательно, определив в результате решения упругой задачи значения Оу и е , нетрудно найти напряжения а и деформации за пределом упругости в наиболее опасной точке элемента конструкции, а затем и коэффициенты концентрации напряжений и деформаций по формулам (2.108). [c.89]

Если для рассчитываемого элемента, имеющего некоторый теоретический коэффициент концентрации напряжений k , выполняется условие [c.142]

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений типовых элементов металлических конструкций, полученные в лаборатории ПТМ, в виде сводной таблицы опубликованы в работах [9, 16]. [c.152]

При выборе значений эффективных коэффициентов концентрации напряжений для рассчитываемых элементов [16] надлежит иметь в виду, что при несоответствии качества изготовления требуемому возможно существенное уменьшение сопротивления усталости [25]. Опыт эксплуатации кранов дает случаи преждевременных усталостных разрушений их металлических конструкций. Часто это происходит из-за дефектов в сварных конструкциях [26]. [c.158]

Величины и распределения номинальных напряжений являются исходными для определения местных напряжений (механических и температурных) в местах конструктивной концентрации напряжений (выточки, галтели, отверстия, витки резьбы и т. д.). Местные напряжения могут быть оценены на основе обширной справочной информации по теоретическим коэффициентам концентрации напряжений, полученной из решения краевых задач теории упругости, а также из экспериментов (в частности, методом фотоупругости). Значительные возможности в определении местных напряжений в зонах концентрации связаны с расширяющимся применением ЭВМ и численных методов решения краевых задач (методы конечных элементов, конечных разностей, граничных интегральных уравнений). В большом числе случаев местные напряжения в зонах концентрации (с учетом температурных и остаточных напряжений) могут превосходить предел текучести, обусловливая повторное упругопластическое деформирование. [c.10]

В такой методике долговечность при заданных программе нагружения и свойствах материала является однозначной функцией от эффективного коэффициента концентрации напряжений а/. Для того чтобы рассчитать элемент конструкции без проведения дополнительных испытаний, в методику было введено предположение, что в диапазоне долговечностей 10 —10 полетных циклов эффективный коэффициент [c.109]

Пример 3. Галтельное сопряжение цилиндрических оболочек без радиусного перехода (рис. 6). Такие сопряжения рассмотрены в работе [13], где для ряда соотношений размеров приведены ползгченные методом конечных элементов коэффициенты концентрации в угловой точке ступенчатого сопряжения. Там же для двух вариантов оболочек — с наружной и внутренней галтелями — приведены эпюры меридиональных и кольцевых напряжений на обеих поверхностях и дано их сравнение с решением по теории оболочек и экспериментальными данными. Здесь рассмотрена оболочка с внутренней галтелью, так как для нее в работе [13], показано хорошее совпадение данных [c.96]

Несущая способность элементов конструкций по сопротивлению усталости при стационарном циклическом нагружении рассматривалась в 7 на основе вероятностных представлений. Это позволило медианное значение предела выносливости в номинальных нормальных напряжениях элемента конструкции ((Т-1)д выразить на основе уравнения (7.20) через медианное значение предела выносливости применяемого металла ( r-i), коэффициент концентрации напряжений а,, параметр неоднородности напряженного состояния L/G и чвуствитель- [c.167]

Применение методов классической механики разрушения на уровне структурных элементов слоя позволяет рассматривать композит как неоднородную среду и, но-видимому, является наиболее сильным подходом. Основная цель в этом случае заключается в определении критических коэффициентов концентрации напряжений Ки- Однако практическое применение классической механики разрушения к композитам ограничено чрезвычайной сложностью анализа напряженного состояния неоднородной среды. В большинстве случаев это практически невыполнимая задача, поэтому до настоящего времени численные результаты получены только для простейших, однонаправленных, схем армирования. [c.53]

Следовательно, решив задачу о напряжениях и деформациях конструктивного элемента численными методами (например, МКЭ) в упругой или упругопластической постановке, можно установить значение показателя и для конкретного режима нагружения. Например, таким способом для коструктивных элементов I - V (см. рис. 2.41) из разных материалов и при различных условиях нагружения (Сту), получены значения показателя п для локальных зон, характеризующихся сравнительно высоким теоретическим коэффициентом концентрации напряжений = 2,7. .. 4,0 (табл. 2.3). [c.98]

Анализ данных, приведенных в табл. 2.7, показывает, что использование интерполяционных соотношений (2.150) и (2.151) для расчета малоцикловой долговечности элементов конструкций может привести к результатам, идущим не в запас прочности расчетные значения долговечности могут превышать действительные значения в 2,5 раза и более. Однако при Оу <2,5 зависимости (2.150) и (2.151) обеспечивают погрешность долговечности не бопее 10 %. Такую же погрешность при всех исследованных уровнях нагрузок и коэффициентов концентрации напряжений дают интерполяционные соотношения. [c.119]

МИ колебаниями от главных циркуляционных насосов, гидродинамическими усилиями от изменения скоростей и направлений потоков теплоносителя в первом контуре, тепловыми пульсациями от недостаточного перемешивания потоков теплоносителя, вибрациями и колебаниями от сейсмических нагрузок. Сложный спектр высокоскоростных и вибрационных механических и тепловых нагрузок имеет место при различных аварийных режимах, связанных с возможным разрывом главных трубопроводов первого контура и динамическим смещением опор корпуса реактора при мощных землетрясениях и разрывах. Характер и анализ перечисленных выше статических и циклических нагрузок и связанных с ними напряжений приведены в нормах расчета на прочность [1,2]. Перечисленные выше нагрузки создают в корпусах и других злементах первого контура водо-водяных реакторов соответствующие номинальные нагфяжения. Учитывая сложность конструктивных форм этих элементов, неравномерное распределение температур по толщине стенок каждого элемента и между отдельными элементами, а также различие в физико-механических свойствах (коэффициенты линейного расширения, теплопроводность), суммарные местные напряжения могут значительно (в 2—3 раза и более) превосходить номинальные. По данным [1, 2, 6, 23, 29—37], коэффициенты концентрации напряжений а от механических нагрузок (равные отношению местных напряжений в различных зонах корпуса реактора к номинальным напряжениям в гладкой цилиндрической или сферической части) составляют величины порядка 1,5—5. Для некоторых из зон корпуса эти коэффициенты приведены в табл. 1.3. [c.19]

Анализ напряженных и деформированных состояний в элементах конструкции АЭУ, обычно проводо ый в соответствии с нормами прочности, основан на линейной теории оболочек и коэффициентах концентрации в предположении упругого поведения материала для всех исследуемых режимов эксплуатации АЭС. [c.104]

Корпусные детали рассчитываются на прочность и устойчивость. В расчетах на статическую прочность учет влияния сварных швов, вварных элементов не вызывает трудностей, однако для расчетов на малоцикловую усталость необходимо экспериментальное определение коэффициентов концентрации в сложных элементах корпуса. [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...