Детали — Деформации — Экспериментальное определение напряжений

Современные методы экспериментального определения напряжений и деформаций в деталях машин обеспечивают возможность решения практических задач, возникающих в процессе конструирования, и в связи с лучшим изучением напряженного состояния детали дают возможность снизить абсолютный и удельный вес машин. [c.32]

Определение напряжений и деформаций в отдельных местах детали. Датчики при измерении динамических деформаций устанавливают в зонах наибольших напряжений (или в соседних с ними). Связь между показаниями тензометра и величинами наибольших напряжений в наиболее напряженных зонах может устанавливаться дополнительно расчетом или экспериментальным исследованием- распределения напряжений при статической нагрузке. Базу тензометра выбирают по направлению наибольшей деформации, определяемому из условия симметрии детали, по данным исследования распределения напряжений при статической нагрузке или посредством хрупкого покрытия (см. стр. 573). [c.560]

Использовать это условие в практической деятельности не рекомендуется, потому что, во-первых, при определении левой части этого неравенства было поставлено условие пропорциональной зависимости, т. е. напряжения не должны превышать предела пропорциональности и предела упругости (чтобы не возникало остаточных деформаций), во-вторых, при определении напряжений в левой части неравенства невозможно гарантировать точность из-за ограничивающих допущений и неадекватности детали и расчетной схемы, в-третьих, нельзя определить с высокой степенью точности действующие нагрузки, в-четвертых, при определении опасного напряжения используют образцы, а материал реальной детали может быть иным, в-пятых, любая экспериментально найденная величина всегда обладает погрешностью из-за погрешностей в реализации схемы и измерений. [c.346]

Во втором случае, который, как правило, возникает при экспериментальных исследованиях натурных объектов ВВЭР в стендовых условиях и при эксплуатации, проведение измерений лишь на части поверхности не позволяет, основываясь только на данных измерений, сформировать граничные условия, и делает невозможным непосредственную постановку и решение соответствующей краевой задачи для определения полей деформаций и напряжений в объеме исследуемой детали. [c.61]

При проведении исследований наряду с тензометрированием используют и другие экспериментальные методы. Применяют метод хрупких тензочувствительных покрытий. Он весьма прост и эффективен и позволяет оперативно отыскать наиболее опасные зопы исследуемой конструкции и оценить напряжения. При хорошей адгезии между поверхностью детали и тонким покрытием в последнем возникают те же деформации, что и в детали. Обладая малой пластичностью, покрытие в процессе нагружения детали разрушается под действием растягивающих напряжений, и трещины распространяются от более напряженных к менее напряженным точкам. Таким образом визуально устанавливаются зоны наибольших напряжений и их главные направления. Погрешность определения мак- [c.170]

Под действием переменных напряжений в деталях механизмов и металлоконструкций ПТМ происходит постепенное накопление повреждений. Этот процесс называется усталостью, а способность деталей сопротивляться усталости — циклической прочностью или выносливостью. В начальной стадии накопления циклических повреждений происходят пластические деформации отдельных кристаллов, из которых состоит металл. Эти пластические деформации вызывают перераспределение напряжений, и на поверхности ряда кристаллов возникают линии сдвига. Пластическое деформирование сопровождается упрочнением отдельных зон кристаллов и одновременно разрыхлением структуры в области внутрикристаллических дефектов. Под действием переменных напряжений, превышающих определенный уровень, начинают образовываться из линий сдвига микротрещины. Развиваясь, микротрещины переходят в макротрещины. Последние приводят к уменьшению прочностного сечения детали, и после того как размер трещины достигает предельного значения, наступает хрупкое разрушение детали. Таким образом, процесс усталостного разрушения можно разделить на две стадии [27]. Первая стадия — до начала образования макротрещины, вторая — от момента ее образования до разрушения детали. В настоящее время еще нет достаточно апробированных общих оценок закономерностей распространения трещин в деталях ПТМ сложной конфигурации. В связи с этим расчеты циклической прочности как до образования макротрещин, так и до полного разрушения носят идентичный характер [20]. Известно, что пределы выносливости, определенные по условию образования трещины и по условию оконча тельного разрушения, совпадают при коэффициентах концентрации аа < 2 -Ь 3. При высоких коэффициентах концентрации количество циклов, при которых происходит развитие макротрещины с момента ее образования до разрушения сечения, составляет 70—80 % от общего ресурса детали. Развитие усталостной трещины происходит в результате циклических деформаций в области вершины трещины. Установлено, что в общем случае распространение макротрещины от появления до полного разрушения детали можно разделить на три этапа [27], Первый этап характеризуется малой скоростью распространения трещины вдоль полос скольжения. На втором (основном) этапе трещина растет с примерно постоянной скоростью. На третьем этапе, когда трещина имеет уже большие размеры, скорость роста увеличивается и происходит мгновенное хрупкое разрушение (долом) детали. В то же время экспериментальные и теоретические исследования так же, как и эксплуатационные наблюдения, свидетельствуют о том, что не всегда появление трещины усталости приводит к разрушению детали (образца) [27]. В ряде случаев возникают нераспространяющиеся трещины или трещины с весьма малой скоростью роста. Очевидно, что разработка и использование возможностей уменьшения [c.121]

Увеличение мощности при сохранении габаритных размеров вызывает резкое увеличение нагрузки на детали и необходимость соответствующего повышения статической и динамической прочности. С этой целью необходимо широкое применение экспериментальных методов определения фактических напряжений и деформаций. В качестве примера может быть приведена втулка рабочего колеса Куйбышевской ГЭС весом 82 т, которая имеет сложную форму и подвергается действию сложной системы сил. Для ее расчета с помощью экспериментальных методов на моделях из пластмассы были уточнены распределение напряжений, деформации, влияние присоединенных деталей. Для расчета лопасти рабочего колеса был создан уточненный метод, проверенный на модели оптическим методом, а также тензометрическими датчиками кроме того, были исследованы вибрационные свойства лопасти. Это дало конструкторам большой материал для правильного конструирования турбин и снижения их конструктивной металлоемкости. [c.7]

Многочисленные экспериментальные данные, накопившиеся к началу XX столетия, показали, что когда переменные напряжения превышают определенную величину, то после некоторого числа перемен напряжений в материале возникает трещина. Образование трещины объясняется постепенным нарастанием местных нарушений прочности в материале, которые возникают вследствие концентрации напряжений вблизи дефектов (неоднородность его структуры, наличие зерен, микротрещин и т. п.). Интенсивная деформация в виде местных сдвигов у таких дефектов структуры и приводит к образованию трещины. Последняя развивается по мере увеличения числа циклов, ослабляет сечение детали и в конце концов вызывает ее разрушение. Поверхности развивающейся трещины многократно трутся друг о друга и шлифуются. Сечение излома всегда состоит из двух зон [c.489]

Испытания проводят при различных видах напряженного состояния и различных температурах. Испытания могут быть выполнены при кратковременном или длительном приложении нагрузок, а также с учетом влияния среды, в которой происходит работа деталей машин и конструкций, технологии их изготовления и других факторов. Однако свойства материалов, определенные при простейших напряженных состояниях и на образцах, в значительной степени отличаются от свойств реальных деталей машин и конструкций при их натурных стендовых испытаниях или в процессе эксплуатации. Реальные детали машин и конструкции находятся иод действием сложной системы напряжений, часто имеют сложную конструктивную форму и для них экспериментально трудно определить напряжения, при которых начинаются пластические деформации или наступает процесс разрушения материала. Поэтому возможно большее приближение методов механических испытаний к работе реальных изделий является одной из основных задач, решение которых позволит повысить долговечность и надежность работы деталей машин и конструкций. [c.11]

Наибольшие трудности в подсчете деформаций при механической обработке вызывает определение величины напряжений в зонах обработки, характера приложения сил к детали и собственно расчет деформаций под действием этих сил. В сложных деталях такой подсчет практически выполнить невозможно. Поэтому иногда прибегают к экспериментальным методам определения деформаций деталей в результате механической обработки. [c.51]

Существующие методы определения остаточных напряжений можно разделить на механические, физические и химические. Они могут осуществляться с разрушением или без разрушения детали. Механические разрушающие методы достаточно хорошо разработаны и получили наибольшее распространение. Они базируются на теоретических положениях о напряжениях и деформациях механики твердого тела. Механические методы могут быть теоретическими и экспериментальными. Теоретические методы находятся в стадии разработки и в большинстве случаев не позволяют с необходимой точностью определять остаточные напряжения для реальных условий обработки. [c.63]

Экспериментально определенные значенпя Ка относятся к квазихрункому разрушению, и, следовательно, эти значения отражают зависимость от пластических свойств материала. Это нельзя упускать из виду при расчете детали с трещиной, и поэтому длину трещины (иногда полудлину) в аналитическом выражении для К следует увеличивать на Гу. Указанная поправка более важна при однократном статическом нагружении в условиях плоского напряженного состояния и менее важна при усталости, так как в последнем случае размер пластической зоны сравнительно невелик. Поправкой можно пренебречь и при объемном напряженном состоянии в условиях плоской деформации. [c.130]

Затраты энергии на образование новой поверхности тела в большой мере связаны с размерами и формой пластической зоны перед вершиной трещины. Поскольку с изменением толщины плоской дета ш размеры пластической зоны также изменяются, то и величина (5 оказывается зависящей от толщины образца. Поэтому при экспериментальном определении (или Кс) же.лательис указывать и толщину образца. При достаточно большой толщине размеры пластической зоны стабилизируются, С и становятся постоянными и их в этом слунае обозначают С1с и К1 и считают постоянными материала. При этом напряженное состояние вокруг фронта трещины близко к всестороннему растяжению при плоской деформации. [c.154]

Запасы прочности при сложном напряженном состоянии. Напряженное состояние в отдельных точках детали и его влияние на термопрочность наиболее надежно учитываются при экспериментальном определении разрушающей нагрузки. Приближенная расчетная оценка запасов прочности при сложном напряженном состоянии ведется по тем же формулам, что и при одноосном состоянии, но под дейсгвуюш ими напряжениями и деформациями (или их размахами) понимаются некоторые приведенные характеристики, вытекающие из соответствующей теории прочности. [c.100]

При вытяжке деталей сложной формы оценка штампуемостй листовых металлов значительно усложняется. Понятие коэффициента вытяжки в данном случае не применимо. В большинстве случаев формообразование сложных деталей происходит за счет растяжения металла, причем предельные деформации возникают локально в отдельных очагах, а не по всей поверхности детали. Поэтому основным направлением при вытяжке деталей сложной формы стали экспериментальные методы определения предельных деформаций и напряжений методом изменения деформационных сеток и т. п. [c.502]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...