Влияние отверстий на напряжения в диске

Наиболее общие зависимости влияния температур на напряжения в дисках с отверстием позволяют рассмотреть гиперболический диск. При различных значениях показателя т профиля диска меняется массивность его центральной части, вплоть до полного отсутствия ступицы при m = 0. Массивность центральной части является основным фактором, влияющим на распределение температурных напряжений при заданном законе изменения температур. [c.300]

Концентрация напряжений влияет на долговечность дисков при циклическом нагружении это влияние возрастает с увеличением числа циклов. При оценке долговечности в местах концентрации напряжений в дисках (замковые выступы, отверстия, места соединений и т. п.) возникают некоторые проблемы. [c.141]

Можно обратить внимание на то, что при короткой ступице напряжение на контуре отверстия Оео возрастает в 1,5 раза по сравнению с максимальным напряжением в средней части полотна диска. При удлиненной же ступице в том же диске пиковое напряжение почти равно максимальному. Ступица также несколько влияет на общий характер распределения напряжений в диске, но в средней и периферийной частях полотна это влияние незначительно. Таким образом, подбором размеров ступицы можно оптимизировать распределение напряжений в диске и уменьшить пиковое значение на контуре отверстия. [c.294]

Как показывают расчеты, существенное влияние на распределение напряжений в диске оказывают наличие или отсутствие в нем центрального отверстия, а также значение температурного градиента вдоль радиуса. [c.298]

В справочнике приведены графики, номограммы и формулы коэффициентов концентрации напряжений около отверстий, выкружек и в местах изменения поперечного сечения пластин, дисков, валов и других деталей при действии сил и моментов. Рассмотрено также влияние анизотропии материала, его физической нелинейности и подкреплений на концентрацию напряжений. [c.4]

Пример напряженного и деформированного состояния в диске турбины показан на рис. 4.7 [4, 14]. Как упоминалось выше, температурные напряжения на ободе в период запуска и стационарной работы сжимающие суммарные окружные напряжения в этой зоне поэтому оказываются незначительными. Основную нагрузку на обод создают усилия от рабочих лопаток. Как показывает эпюра рис. 4.7, я, наиболее напряженные зоны в диске — у отверстия в ступице и в полотне, где сказывается влияние концентрации напряжений. На рис. 4.7, б показано распределение пластических деформаций по радиусу как видно, наибольшие деформации развиваются на контуре отверстия в ступице. Зоны перехода в полотне также имеют повышенную деформацию. Кинетика напряженного состояния в течение первых семи циклов, установленная авторами [4, 14], показана на рис. 4.7, в. Как видно из этого рисунка, размах деформаций и их величина в экстремальных точках цикла, а также коэффициент асимметрии цикла деформирования существенно изменяются уже в первых циклах деформирования. Очевидно, что для расчета циклической долговечности следует использовать размах деформаций в стабилизированном цикле, если стабилизация вообще происходит. В ином случае необходимо использовать представления о закономерностях суммирования повреждений от нестационарных нагрузок, например, так, как это будет показано ниже на примере расчета диска малоразмерного газотурбинного двигателя. [c.86]

Часть задачи о распределении напряжений в клепаных соединениях заключается в определении влияния заклепки, заполняющей отверстие, независимо от какой-либо нагрузки, приложенной к соединению. При опытах, поставленных для изучения этого вопроса, в отверстие в растянутой пластинке вставлялся прозрачный диск при отсутствии нагрузки на пластинку диск по всему своему контуру плотно соприкасался с контуром отверстия, без какого-либо давления между ними. [c.425]

Чтобы показать влияние механических характеристик материала на напряженно-деформированное состояние враш аюш.егося диска, были рассчитаны одинаковые по форме диски диаметром 610 мм с различными диаметрами центрального отверстия, изготовленные из трех материалов с различными характеристиками напряжение деформация (рис. 18). В каждом случае скорость увеличивали до тех пор, пока пластическая деформация не [c.93]

Влияние металлургических дефектов на сопротивление хрупкому разрушению. Влияние металлургических дефектов, приводяш их к понижению пластичности, на прочностные характеристики вра-ш аюш ихся деталей зависит от их местоположения в детали и от свойств окружаюш его металла. Наибольшее влияние эти дефекты оказывают на участки, расположенные в зоне центрального отверстия диска, и на участки, на которых материал имеет низкое сопротивление хрупкому разрушению. Влияние дефектов становится критическим, когда ликвационная зона имеет нулевую пластичность. В этом случае враш аюш аяся деталь разрушается при тангенциальном напряжении в зоне отверстия, равном пределу текучести материала (номинальное напряжение составляет — 50% предела текучести). Это объясняется тем, что номинальное (т. е. среднее) напряжение приблизительно в 2 раза меньше тангенциального напряжения в отверстии. Значение этого отношения можно точно определить для диска любой геометрии путем вычисления тангенциальных напряжений в пределах упругости. [c.121]

Следует помнить, что приведенные выше результаты, выраженные через отношение p/ s действительны только для центробежных нагрузок, так как температурные напряжения отсутствовали. Если температурные напряжения действуют, то исследование хрупкого разрушения нужно проводить путем сравнения суммарных напряжений (температурные напряжения плюс механические) с прочностными характеристиками материала в данной зоне. Влияние температурных напряжений на скоростные параметры диска будет максимальным, если в центральном отверстии возникнут высокие растягиваюш ие температурные напряжения и ликвационные зоны с низкой пластичностью в сочетании с низким сопротивлением хрупкому разрушению материала. [c.122]

Влияние малого центрального отверстия в образце на коэффициенты интенсивности при сжатии [82]. При изготовлении дискового образца с центральной трещиной в центре диска сначала просверливают отверстие, от которого затем одним из способов (механическим, лазерным, электроискровым и др.) выводят трещину. Таким образом, фактически используется не дисковый, а кольцевой образец с малым отверстием. Исследуем влияние такого отверстия на коэффициенты интенсивности напряжений. [c.198]

Влияние концентраторов напряжений на длительную прочность материалов. Многие элементы конструкций имеют сложную конфигурацию, в результате которой создаются различные концентраторы напряжений в виде галтелей, надрезов, отверстий и т. д. Так, например, в паровых и газовых турбинах, т. е. в агрегатах, которые подвергаются расчетам на длительную прочность, концентраторами напряжений являются резьбовые соединения, замковые соединения турбинных лопаток, отверстия в дисках и т. д. [c.122]

Представим себе вырезанный из пластинки диск большого радиуса К. Если по контуру этого диска приложим напряжения, определяемые фор- мулами (а), то распределение напряжений у контура отверстия будет, на основании вышесказанного, приблизительно такое же, как и в случае пластинки неограниченных размеров. Таким образом, вопрос о влиянии круглых отверстий на распределение напряжений в неограниченной пластинке сводится к отысканию напряжений в круговом кольце, наружный радиус которого равен Н, а внутренний — радиусу отверстия р. Причем [c.102]

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

Рядом исследований, проведенных в России и за рубежом, установлено положительное влияние остаточных напряжений, инициированных в процессе прокрутки дисков, на их работоспособность. Одной из причин такого положительного влияния является уменьшение рабочих напряжений в центральной части диска, обычно загрязненной разного рода включениями и иногда содержащей различного рода дефекты, развитие которых в трещины тормозится при уменьшении напряжения. В связи с этим все турбинные диски фирмы Дженерал электрик подвергаются холодной и горячей прокрутке при напряжениях в районе центрального отверстия, несколько превышающих предел текучести, что обеспечивает гарантию отсутствия хрупких разрушений в процессе эксплуатации. [c.240]

Образование начального участка излома у отверстия под штифт было обусловлено созданием высокой напряженности диска в результате неудовлетворительной запрессовки штифта в отверстие. Именно это обусловило начальный этап развития трещины. Далее остаточные напряжения уже не оказывали влияния на рост трещины, но уровень напряжения от внешних нагрузок создавал достаточную напряженность диска, чтобы трещина могла развиваться. [c.529]

Высокие значения коэффициентов концентрации, обнаруживаемые во вращающихся дисках методом фотоупругости, потребовали экспериментального изучения действительного влияния эксцентричных отверстий на прочность путем проведения разгонных испытаний с доведением дисков до предела текучести и последующего разрыва. Наблюдение за разрушением дисков с эксцентричными отверстиями, расположенными в зонах с < 1, подтвердили, что разрыв дисков происходит вдоль радиальных сечений, проходящих через центры отверстий. Исследования [581 показывают, что у дисков других профилей, имевших вдоль радиуса зоны с aja > 1, даже при отсутствии эксцентричных отверстий, наблюдались не радиальные, а кольцевые трещины, возникшие под действием радиальных напряжений. Если эксцентричные отверстия разместить в зонах, где ajof > 1, то роль радиальных напряжений еще более возрастет и склонность вращающихся дисков к образованию кольцевых трещин усилится. [c.104]

Существенный недостаток соединения с натягом — зависимость его нагрузочной способности от ряда факторов, трудно поддающихся учету 1пирокого рассеивания значений коэффициента трения и натяга, влияния рабочих температур на прочность соедине-ния и т. д. К недостаткам соединения относятся также наличие высоких сборочных напряжений в деталях и уменьшение их сопротивления усталости вследствие концентрации давлений у краев отверстия. Влияние этих недостатков снижается по мере накопления результатов экспериментальных и теоретических исследований, позволяющих совершенствовать расчет, технологию и конструкцию соединения. Развитие технологической культуры и особенно точности производства деталей обеспечивает этому соединению все более широкое применение. С помощью натяга с валом соединяют зубчатые колеса, маховики, подшипники качения, роторы электродвигателей, диски турбин и т. п. Посадки с натягом используют при изготовлении составных коленчатых валов (рис. 7.9), червячных колес (рис. 7.10 и пр. На практике часто применяют соединение натягом совместно со шпоночным (рис. 7.10). При этом соединение с натягом может быть основным или вспомогательным. В первом случае большая доля нагрузки в>.х принимается посадкой, а шпонка только гарантирует прочность соединения. Во втором случае посадку используют для частичной разгрузки шпонки и центрирования деталей. Точный расчет комбинированного соединения еще не разработан. Сложность такого расчета заключается в определении доли нагрузки, которую передает каждое из соединений. Поэтому в инженерной практике используют приближенный расчет, в котором полагают, что вся нагрузка воспринимается только основным соединением — с натягом или шпоночным. Неточность такого расчета компенсируют выбором повышенных допускаемых напряжений для шпоночных соединений. [c.113]

Городецкий В, II., Козлов И. А., Лещенко В. М. О влиянии аксцситрич-но расположенных отверстий на иротаость диско турбин.— В кн. Концентрация напряжений. Киев Наук, думка. 1971, выи. 3. [c.133]

В упомянутых выше монографиях Г. Н. Савина (1951), Д. В. Вайн-берга (1952), М. П. Шереметьева (1960) и Г. Н. Савина и Н. П. Флейш-мана (1964) рассмотрены также некоторые другие задачи о плоском напряженном состоянии и изгибе пластинок как в изотропном, так и анизотропном случае. Наиболее полно изучены, например, вопросы, связанные с влиянием анизотропии материала на концентрацию напряжений вблизи эллиптических отверстий, о рациональном подборе параметров подкрепляющих элементов, о влиянии контурных сосредоточенных нагрузок в многослойном диске. [c.66]

Центрирование насадных деталей. Задача температуронезависимого центрирования встречается при посадке на валу роторов турбин, центробежных и осевых компрессоров и других агрегатов. Если температура ротора высока (рабочие диски турбин) или роторы изготовлены из легкого сплава (центробежные и аксиальные компрессоры), то на посадочном поясе образуется зазор, приводящий к дисбалансу и. биениям ро,тора. У многооборотных роторов зазор увеличивается еще действием центробежных сил, вызывающих напряжения растяжения, имеюи1 ие наибольшую величину у отверстия ротора. В таких случаях необходимо парализовать влияние и температурных деформаций и растяжения ступицы. [c.387]

Повышение требований к параметрам и стремление к снижению веса авиационных ГТД обусловили усиление термической и механической напряженности их деталей, в том числе и дисков турбин. Особенности применяемых на некоторых типах ГТД конструкций дисков турбин (наличие центрального отверстия, расположение крепежных отверстий в напряженной зоне ступицы) приводят к тому, что материал дисков — ЭИ698ВД в зонах концентрации напряжений у отверстий работает в упругопластической области. При этом температурный режим диска в зоне крепежных отверстий является относительно умеренным. В связи с этим для таких дисков влияние процесса ползучести в наиболее напряженных зонах невелико, а основным фактором, определяющим долговечность дисков, являются процессы малоцикловой усталости материала в районе крепежных отверстхп . [c.541]

Свинцовые батареи следует хранить в сухих помещениях при температуре выше 0° устанавливать в один ряд не ближе 1 м от нагревательных приборов и вне влияния солнечных лучей. Пробки должны быть плотно завернуты уплотнительные диски и трубочки в вентиляционных отверстиях не должны удаляться. Перед установкой на хранение батареи надо полностью зарядить, довести плотность электролита до 1,285 и раз в месяц подзаряжать током нормального (указанного в инструкции) заряда. Кроме того, один раз в три месяца проводить контрольнотренировочный цикл в таком порядке батарею заряжают током нормального заряда, а по окончании проверяют и доводят до нормы уровень электролита затем батарею током 10-часового режима разряжают до напряжения 1,7 в на одном из аккумуляторов. Если батарея при таком разряде отдала меньше 90 /о емкости (ст нормальной), то на дальнейшее длительное хранение оставлять ее не следует (зарядить и сдать в эксплуатацию). [c.100]

Для оценки влияния концентраторов напряжения на сопротивление термической усталости дисков в работе [273] используются модели дисков диаметром 120 мм, имеющие 60 прорезей, шириной 0,5 мм на глубину 5" мм, в концах которых засверливались отверстия диаметром 2 мм. Испытания на термоусталость проводились в условиях различного емени выдержки при максимальной температуре цикла 700 С. Долговечность дисков с концентраторами из стали ЭИ612 оказалась в три раза меньшей, чем у дисков без концентраторов (рис. [c.445]

Рассмотрим расчет условий приспособляемости дисков, имеющих эксцентричные отверстия, пазы для крепления лопаток и т.д., которые являются концентраторами напряжений, влияющими на условия знакопеременного пластического течения, а также снижающими несущую способность за счет перфорации диска [308]. Концентрация напряжений определяется по данным упругого расчета либо с использованием МКЭ [303], либо с помощью упругого коэффициента концентрации [306]. Влияние множественного концентратора (пазов на ободе) на снижение несущей способности диска без учета ослабления полотна за счет перфорации рассматривалось в работе [308]. Учет перфорации диска целесообразно проводить с помощью коэффициента заполнения к г) цилиндрических сечений диска на радиусе г. Коэффициент Л" (г) равен отношению длины дуги окружности для диска к длине окружности 2тгг [310]. [c.501]

Ранее отмечалось, что пальцевые муфты с упругим резиновым диском отличаются сравнительно низкой нагрузочной способностью вследствие возникновения на контурах отверстий под пальцы значительных растягивающих напряжений. Существуют различные конструктивные способы улучшения их работоспособности, в том числе и за счет армирования дисков втулками (см. рис. 1.3, б), привулканизированными к основному материалу (резине). Качественное влияние армирования описано в ряде литературных источников, например в работе [34], однако количественная сторона этого конструктивного решения ранее в публикациях не описывалась. [c.96]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...