Напряжения — Концентрация главные

Изолинии наибольшего из главных напряжений для тех же четырех значений приложенных нагрузок (шаги № 1, 2, 5 и 10) показаны на рис. 8. Величины этого напряжения были нормированы делением на достигнутую к этому моменту величину приложенной к композиту нагрузки дх- Таким образом, значения, приведенные рядом с изолиниями, показывают уровень концентрации напряжений при данной величине внешней нагрузки. Отметим, что наибольшая величина показанного на рис. 8 главного напряжения (на середине отрезка оси х между волокнами) достигается в точке, не совпадающей с точкой максимума октаэдрического касательного напряжения (поскольку минимальное главное напряжение, которое также вносит свой вклад в величину октаэдрического касательного напряжения, достигает своего наибольшего значения вдали от оси х, в то время как максимальное главное напряжение уменьшается лишь ненамного). Рассматриваемая ситуация является именно тем примером, в котором предсказываемая зона начала пластического течения может зависеть от выбранного частного вида критерия текучести. Выше было указано, что в исследованиях Адамса [1, 2] использовался критерий Мизеса. [c.233]

Чем выше степень неоднородности поля напряжений, тем, например, в меньшей мере проявляются пластические деформации, так как при концентрации напряжений часто возникают главные напряжения одного знака — условие, при котором могут оказаться малыми касательные напряжения. Разумеется, опасность этой ситуации усугубляется высоким уровнем нормальных напряжений. [c.538]

Коррозионное поражение анодных участков на поверхности металла приводит к возникновению коррозионных язв, которые в процессе нагружения металла являются концентраторами напряжения. Вследствие концентрации напряжения, а также разрушения под их влиянием защитных окисных пленок, электродный потенциал будет перемещаться во все более отрицательную сторону, поэтому дно коррозионных язв всегда анодно по отношению к стенкам, а также к поверхностям металла. Коррозионные язвы будут иметь тенденцию углубляться до возникновения трещин это видно из фиг. 88, где показана (по Эвансу) схема развития коррозионной язвы в трещину коррозионной усталости. Таким образом, в соответствии с существующими представлениями, главная роль в разрушении при коррозионной усталости принадлежит анодным участкам металла, а теория имеет название электрохимической теории коррозионной усталости. [c.170]

Целью испытания на усталость образцов с надрезами, выточками, галтелями и отверстиями является определение сопротивления материала разрушению в условиях неравномерного распределения напряжений у поверхности, В расчете на прочность, а также при тензометрировании деталей, имеющих концентраторы напряжений, определяются номинальные напряжения. Максимальные напряжения, действующие в зоне концентрации напряжений в трех главных направлениях Oi, 02, 0з, могут быть во многих случаях определены расчетом в упругой области. [c.72]

Следует, однако, заметить, что имеются молекулярные соображения, на основании которых можно предположить, что в очень слабых растворах полимеров могут наблюдаться напряжения, которые зависят как от истории деформирования, так и от мгновенного значения скорости деформации, причем проявление вязкостных свойств в поведении материала связано с влиянием растворителя. Этот вклад не пренебрежимо мал ввиду крайне низкой концентрации полимера. Таким образом, уравнение (6-4.47) может быть, вероятно, использовано главным образом применительно к разбавленным растворам полимеров. [c.245]

При статической нагрузке концентрация напряжений зависит главным образом от пластичности материала и для пластичных материалов относительно невелика.. При повышении напряжений материал в зоне ослабления приходит в состояние текучести образуется пластический шарнир, способствующий передаче усилий на смежные, Менее напряженные, участки и вызывающий релаксацию напряжений. У высокопластичных материалов условиях статической нагрузки кз близок к 1, т. е. концентрации напряжений не происходит. У хрупких материалов выравнивающий эффект локальной пластической деформации отсутствует и коэффициент концентрации к > I. [c.299]

Заметим, что коэффициент концентрации напряжений для выточки (или надреза) при данной ее глубине н размерах детали зависит главным образом от кривизны поверхности по дну выточки. [c.236]

Распространенными концентраторами напряжений есть также различного рода мелкие выточки на круглых деталях, приводящие к ступенчатости стержня. Величина коэффициента концентрации в данном случае зависит главным образом от отношения радиуса закругления г к меньшему диаметру ступенчатого стержня (диаметру выточки d). На рис. 270 приведен график [c.268]

В настоящем разделе предлагается методика оценки нес> щей способности рассматриваемых сферических конструкций (см. рис. 4,1, б), базирующаяся на концентрациях и допущениях, принятых ранее при анализе толстостенных цилиндрических оболочек. Отметим, что сферические оболочки давления работают в условиях осесимметричной деформации, для которых выполняется равенство главных напряжений [c.230]

Величина предела выносливости конкретной детали конструкции зависит от ряда факторов, главные из которых концентрация напряжений, масштабный фактор (размеры детали) и состояние поверхности детали (шероховатость и поверхностное упрочнение). [c.280]

При наличии в элементе, изготовленном из хрупкого однородного материала, источника концентрации напряжений компоненты напряженного состояния, через которые выражаются главные на- [c.301]

Влияние абсолютных размеров детали (масштабного фактора). Экспериментально установлено, что с увеличением абсолютных размеров деталей их сопротивление усталости снижается. Это объясняется статистической теорией разрушения, согласно которой при увеличении абсолютных размеров возрастает вероятность попадания дефектных зерен в зону концентрации напряжений. Существуют и технологические причины, способствующие проявлению указанной закономерности. Масштабный эффект зависит главным образом от поперечных размеров деталей и оценивается коэффициентом [c.254]

Недостаток — шпоночные пазы ослабляют вал и ступицу насаживаемой на вал детали. Ослабление вала обусловлено не только уменьшением его сечения, но главное, значительной концентрацией напряжений изгиба и кручения, вызываемой шпоночным пазом. Шпоночное соединение трудоемко в изготовлении. [c.72]

Поскольку в зонах концентрации напряжений в общем случае возникает объемное НДС, то расчет ведут по эквивалентным напряжениям. К ним приводятся главные напряжения по одной из гипотез прочности, например по гипотезе (Губер-Ми-зес-Генка) затрат энергии на формоизменение при деформировании, которая, будучи выраженной через размахи главных напряжений Да и деформаций Ае, имеет вид [53] [c.40]

Коэффициенты концентрации напряжений вычисляют по отношению к номинальным напряжениям на поверхности меньшего диаметра ступенчатого образца. По измеренным тензометрированием относительным деформациям ei и Ej определяются главные напряжения при изгибе ai и a%- [c.133]

Как видно из расположения изолиний наибольшего главного напряжения на рис. 8, величина этого напряжения вне зоны наибольшей концентрации при возрастании внешней нагрузки изменяется незначительно, однако за счет локального пластического течения максимум уменьшается от 2,8 на пределе упругости (рис. 8, а) до значения, меньшего 2,1 в момент начала разрушения (рис. 8, г). [c.233]

Концентрация напряжений — местное повышение напряжений вблизи отверстий, резьбы и других изменений конструктивных форм. Картина напряженного состояния в выточке образца, подвергнутого растяжению в упругой области, показана на рис. 62. В вершине надреза имеет место объемное напряженное состояние с главными напряжениями 01, 02 и ffa. Зависимость между максимальными и номинальными напряжениями имеет вид атах= Од Он, гдеОд—теоретический коэффициент концентрации напряжений, зависящий от геометрии концентратора, размеров образца и вида напряженного состояния. [c.119]

В реальных конструкциях зоны пластической деформации возникают в первую очередь в зонах концентрации цапряжений, где напряженное состояние часто является одномерным или близким к одномерному. Для такого состояния вполне справедливым оказывается применение модели простого нагружения, при котором в каждой точке тела соотношение между компонентами напряжений в процессе нагружения остается неизменным. Модель простого нагружения не приводит к существеннылг погрешностям и в тех случаях, когда главные направления тензора напряжений (или направления главных напряжений) остаются неизменными в процессе нагружения [15, 56]. [c.127]

Значительные возможности в использовании методов строительной механики в расчетах напряженных состояний осесимметричных несущих элементов ВВЭР открьшаются в связи с расширением применения вычислительной техники в практике проектирования. Матричная запись и решение соответствующих дифференциальных уравнений на ЭВМ позволили в компактной и единообразной форме при сравнительно небольших затратах машинного времени (измеряемого десятками секунд) получать распределение напряжений в таких сложных зонах корпусов реакторов, как фланцевое соединение главного разъема [9, 10, 12]. В таком расчете представляется возможным учесть ступенчатое изменение толщин, несовпадение средних радиусов оболочек, условия взаимодействия между элементами. Увеличение числа сопрягаемых элементов и уменьшение их высоты (до долей толщин) позволяет заменить сложный профиль в зоне сопряжения ступенчатым и получить напряжения, характеризующие концентрацию напряжений. Вводя в такие расчеты интегральные функции пластичности или переменные параметры упругости, можно получить данные о перераспределении напряжений в упругопластической области [12, 15]. [c.35]

Определение градиентов главных напряжений основано на использовании соотношений, которые были составлены на основании уравнений равновесия деформируемого тела. Для наиболее нагруженной точки в зоне концентрации на ненагруженном участке поверхности объемной детали относительный градиент первого главного напряжения находится по зависимости, в которую входят значения радиусов кривизны поверхности детали, а также значения и разности главных напряжений в рассматриваемой точке (определяются непосредственно по данным с помощью поляри-зационноюптического метода). Указанные значения главных напряжений и разности главных напряжений определяют по порядкам полос интерференции, получаемым при прямом просвечивании в полярископе соответствующих срезов замороженной модели. [c.125]

Ударная прочность образцов с надрезом всегда меньше, чем без надреза [172, 233, 235, 245]. Главная причина этого состоит в том, что надрез является концентратором напряжения. Наибольшая концентрация наблюдается в случае острых надрезов с малым радиусом кривизны у их вершины [см. уравнение (5.13)]. Однако есть и другие причины, по которым надрез уменьшает ударную прочность, причем у одних полимеров более резко, чем у других. В образце без надреза деформация развивается по всей длине, а в образцах с надрезом большая часть деформации развивается вблизи вершины надреза, так что материал в надрезе претерпевает чрезвычайно высокую скорость деформации по сравнению с образцом без надреза [1, 245]. При высоких скоростях деформации пластичный материал может разрушаться хрупко, и его ударная прочность понижается. Поэтому различие в ударной прочности между образцами с надрезом и без надреза обычно больше для пластичных, чем для хрупких материалов [246]. Еще один фактор, обусловливаюш,ий чувствительность материала к надрезу, связан с тем, что процесс разрушения состоит из зарождения и роста трещин. В образце с надрезом трещина уже создана, и количество энергии, поглощенной при разрушении, определяется только энергией роста трещин. В случае образцов без надреза энергия, затрачиваемая на инициирование трещины, складывается с энергией, затрачиваемой на рост трещины. [c.184]

Увеличение подводимой к вершине энергии с течением времени должно было бы увеличивать скорость распространения трещины до предельной теоретической скорости, равной скорости распространения поверхностных волн Рзлея. Однако в практике такие скорости разрушения не наблюдаются, так как в теоретической модели не учитываются важные физические явления, происходящие в концевой области трещины. Упругое тело содержит в себе различного рода микродефекты типа микротрещин, пустот, пор и т. д. Число и размеры этих микродефектов существенно растут в области какого-либо концентратора, если тело, содержащее зтот концентратор, находится под нагрузкой. В частности, в окрестностях вершин макроскопической трещины, где напряжения достигают весьма больших значений, микродефекты должны существенно влиять на процесс распространения трещины. Естественно, что концентрация, размеры и расположение растущих дефектов в области вершины трещины будут зависеть от напряженного состояния в этой области. В большой степени они будут зависеть от величины и направления максимального растягивающего напряжения. Исследование распределения главных напряжений по полярному углу б в области вершины растущей трещины, показывает, что главное растягивающее напряжение Oj принимает свое максимальное значение при в = 60°. Это означает, что роста концентрации микродефектов в области вериш- [c.127]

Снижение вредного влияния концентрации напряжений — один из главных вопросов, который необходимо решать на стадии проектирования. Особенно, как показывает рис. 15.21, это важно для деталей из высокопрочных сталей. Уменьшение концентрации напряжения в деталях достигается прежде всего созданием плавности изменений их формы (увеличением радиусов галтелей, устранением острых входягцих углов, введением разгрузочных канавок (рис. 15.22 а, е)). [c.479]

Для определения приведенных теоретических коэффициентов концентрации ( 0)пр для каждой из составляющих главных напряжений Ор (механические нагрузки) используют соответствующие теоретические коэффициенты концентрации напряжений ССог oft с учетом того, что для равномерно распределённых и линейно распределенных напряжений изгиба коэффициенты концентрации напряжений (jy, различны, как и теоретические коэффициенты концентрации температурных напряжений ДЛЯ составляющих главных напряжений от температурных нагрузок. Последние определяют расчетом по коэффициентам концентрации напряжений a j, для условий равномерного одноосного растяжения, учитывающих влияние градиента температур по толщине, с использованием приближенной формулы [c.125]

Для создания сложного напряженного состояния широко используют острые надрезы. Основные параметры, характеризующие режим испытаний,— соотношение между главными компонентами тензора напряжений, их уровень и градиентальность — можно изменять за счет геометрии образца и геометрии надреза. Так, имеющиеся в литературе данные показывают, что напряженное состояние в окрестности выточки круглого образца можно изменять от линейного (очень мелкая — поверхностная — выточка) до объемного за счет увеличения глубины t выточки при постоянном диаметре, а величину местного повышения напряжений (коэффициент концентрации и градиент напряжений) — за счет радиуса р устья. [c.241]

Допускаемые напряжения в элементах главной фермы. Допускаемые апряже и 1 в элементах главной фермы при интенсивной ее работе устанавливаются с учетом характеристики цикла нагружений г и коэффициента концентрации напряжений р по формуле (302) [c.403]

Выявленные закономерности послужили основой для разработки физико-механической модели хрупкого разрушения ОЦК металлов и формулировки критерия разрушения в терминах механики сплошной деформируемой среды. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что зарождение микротрещины контролируется эффективными напряжениями, геометрией дислокационного скопления, определяющей концентрацию эффективных напряжений в голове скопления, а также наибольшим главным напряжением. С ростом температуры и пластической деформации концентрация эффективных напря- [c.146]

Большой практический интерес при кручении круглых валов представляет концентрация напряжений у продольных пазов, предназначенных для помещения шпонок. Если шпоночный паз имеет прямоугольное сечение (рис. 150, а), то в выступающих углах т касательные напряжения равны нулю, а во входящих углах п напряжения теоретически бесконечно велики (практически же их величина ограничена пределом текучести ). Как показали исследования, коэффициент концентрации напряжений для паза при заданных глубине его и размерах вала зависит главным образом от кривизны поверхности по дну паза. Поэтому углы п необходимо скруглять, причем с увеличением радиуса скругления концентрация напряжений будет уменьшаться. Так, с увеличением р1адиуса от 0,1 до 0,5 глубины паза коэффициент к снижается более чем в. 2 раза. [c.218]

В заключение рассмотрим случай концентрации напряжений вокруг малого ра-(с диального отверстия в полом тонкостенном валу при кручении (рис. 232). Двумя парами взаимно перпендикулярных площадок, наклоненных под углом 45° к образующим вала, выделим вокруг отверстия некоторый элемент (рис. 233). Эти площадки для рассматриваемой задачи кручения, как было установлено, являются главными, а поэтому по граням рассматриваемого элемента abed будут действовать только нормальные напряжения, равные по величине, но разные по знаку. Абсолютные значения их, как известно, равны касательным напряжениям, определяемым в соответствующих точках поперечного сечения по формулам теории кру-ченля. Анализируя напряженное состояние рассматриваемого элемента и полагая, что отверстие мало, а стенки вала тонкие, легко убедиться, что это напряженное состояние аналогично тому, какое имеет место для тонкой пластинки с малым отверстием, растянутой в одном направлении некоторым напряжением а = т и сжатым таким же по величине напряжением в направлении под углом 90° к первому. [c.238]

Фотоупругий метод позволил получить особенно важные результаты при исследовании концентрации напряжений вблизи отверстий и входящих углов. В таких случаях максимальное напряжение достигается на границе и может быть получено оптическим методом неносредственно, так как одно из главных напряжений на свободной границе обращается в нуль. [c.170]

На рис. 6.14,6 показан ход траекторий главного напряжения растяжения. Видно, что эти траектории, огибая внутренний угол, сгущаются около точки В и отходят от внешнего угла (от точки А). Картина траекторий объясняет природу увеличения напряжения в точках В, В. Такое увеличение напряжения называют кон1 внт-рацией, а местные особенности формы, вызывающие концентрацию, носят название концентраторов. Геометрическим коэффициентом концентрации напряжения Од называют отношение истинного наибольшего напряжения в зоне концентрации к тому напряжению о, которое находят по формулам, выведенным в гл. IV и V. Эти формулы не учитывают неравномерности распределения напряжений, [c.164]

С другой стороны, если с , то дополнительная нагрузка Рх приводит к изменению давления на поверхности разъема, но при этом нагрузка на винт остается прежней. Это важно в тех случаях, когда Рх меняется во времени, т. е. имеет вибрационный характер. Дело в том, что эффективный коэффициент концентрации в нарезанной части винта очень высок (3,5—4,5) и поэтому винт может выдерживать вибрационную нагрузку лишь при очень низких напряжениях. Если же Сд с , то главную часть нагрузки винта составляет постоянное статически действующее начальное натяжение, а амплитуда переменной части его общей нагрузки мала. Кроме того, при значительной вибрационной нагрузке легче происходит самоотвинчивание. Чтобы уменьшить Сд, применяют винты увеличенной длины, уменьшают сечение ненарезанной части, а также предусматривают специальные упругие шайбы. [c.367]

Меюд может быть рекомендован главным образом для испытания образцов с низким уровнем концентрации напряжений, а при испытании образцов с острым надрезом и деталей машин должны быть известны исходная кривая усталости и скорректированные значения критического числа циклов. При фиксации момента появления трещины точность метода возрастает. Расхождение теоретических и экспериментальных оценок при испытании надрессорных и боковых балок ележек вагонов составило всего 5—10% [12, с. 144]. Метод рекомендуется для сокращения длительности испытания крупных деталей. [c.85]

Мукоед [193 [ рассмотрел задачу о концентрации напряжений, вызванной наличием свободного или подкрепленного отвррстия, в оболочках вращения из изотропных слоев, меридиан которьгх описывается кривой второго порядка. Для таких оболочек меридиональный и окружной главные радиусы кривизны определяются равенствами [c.227]

В литературе имеются описания нескольких микрофотоупру-гих исследований, проведенных с различными целями. Одно из первых исследований выполнено Шустером и Скала [63], изучав-щими напряжения вокруг высокопрочных сапфировых (а-АЬОз) усов. В этой работе описан метод, при помощи которого по среднему значению разности главных напряжений на толщине образца вычисляется разность главных напряжений в плоскости, проходящей через ось уса. Предполагалось, что между границей раздела и областью, в которой доминируют условия свободного поля, эта разность линейно меняется с расстоянием. Максимальный коэффициент концентрации касательных напряжений, равный 2,5, был получен для уса с прямоугольным концом, что хорошо согласуется с результатами двумерных фото-упругих исследований [6, 66]. Для усов с заостренными концами концентрация напряжений оказалась значительно ниже. Умень-щение напряжений в матрице наблюдалось на расстоянии до 5 диаметров от конца уса. Наибольшая концентрация напряжений наблюдалась в точках разрушения уса, происшедшего после его заделки. Эта концентрация вызывает поперечное растрескивание матрицы. Количественный анализ напряженного состояния в окрестности разрыва волокна не проводился. [c.521]

Для расчета напряженного состояния на поверхности раздела существует несколько методов, которые могут быть также использованы и для оценки адгезионной прочности. Одним из таких методов является метод запаздывания сдвига [ 35, 63]. Это метод применяется главным образом для определения концентрации сдвиговых напряжений на конце волоиша и изменений сдвигового напряжения вдоль его оси. [c.61]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...