Деформация бесконечно малая цилиндров

Искажение поля напряжений вблизи концентратора проявляется и в площадках, перпендикулярных поперечному сечению. В таких площадках в растянутой призме, не содержащей концентраторов, напряжения равны нулю, а при наличии концентратора они отличны от нуля (рис. 2.11, б). Таким образом, даже в случае осевой деформации, например, цилиндра с концентратором, вблизи последнего возникает сложное напряженное состояние (рис. 2.11) — действуют напряжения, отличные от нуля, на всех гранях бесконечно малого элемента, мысленно выделенного из тела. Такое и з м е н е н и е [c.101]

На рис. 4.19 приведены результаты расчета распределения напряжений в случае бесконечно малой деформации толстостенного цилиндра с отношением внутреннего и наружного радиуса 1 2. Дополнительное напряжение, обусловленное осевой нагрузкой, = Р/л [(/ ) — iY увеличивает напряжения растяжения или сжатия. При этом распределение напряжений в тангенциальном направлении сге становится плоским, что является характерной особенностью для рассматриваемого случая. Такие же закономерности наблюдали [25] и в случае конечной деформации. На рис. 4.20 показано распределение компонентов скорости ползучести трубы (наружный диаметр 50 мм, внутренний диаметр 25 мм) из котельной стали с 0,14 % С при совместном воздействии внутреннего давления и осевой нагрузки. [c.113]

В случае ламинарного вращательного двин<ения, в качестве объемного элемента можно рассматривать часть тела, конечную в двух направлениях и бесконечно малую в третьем. Этот случай встречался при рассмотрении течения в трубе и в ротационном приборе, где величина у принималась постоянной по длине цилиндра и зависящей только от г. В случае однородной деформации нет надобности применять реологические уравнения к элементу объема. Если деформация однородна, то все тело в целом можно рассматривать как элемент нет необходимости в интегрировании, все реологические свойства тела содержатся в его реологическом уравнении. К таким случаям относятся простой сдвиг, простое объемное сжатие и простое растяжение. [c.81]

При деформации цилиндра на бесконечно малую величину dh смещенный объем будет dV = Fdh (F — V/h— площадь сечения). [c.357]

В полом цилиндре (или трубе), нагруженном симметрично относительно оси и равномерно по длине, главными направлениями напряжений и деформаций являются радиальное, окружное и осевое. Как и при рассмотрении двухмерных задач математической теории упругости, здесь следует различать два случая 1) осесимметричная плоская пластическая деформация в цилиндре, осевая деформация которого постоянна, и 2) плоское пластическое напряженное состояние, при котором в нуль обращаются нормальные напряжения по направлению, параллельному оси цилиндра. Первый случай относится к распределению напряжений и деформаций в длинных цилиндрах, второй—к плоским круговым дискам или кольцам, нагруженным параллельно их срединной плоскости. В каждом из этих случаев для приложений важно рассматривать вопросы, относящиеся как к бесконечно малым, так и к конечным деформациям. Ввиду той значительной роли, которую играют пластичные металлы и их сплавы в качестве технических материалов, нам надлежит рассмотреть пластическое деформирование цилиндра как из идеально пластичного вещества (представляющего случай металла с резко выраженным пределом текучести), так и из металла, который деформируется за пределом упругости прп монотонно возрастающих напряжениях (т. е. из металла, обладающего упрочнением). На практике такие случаи пластической деформации встречаются, например, в цилиндрических резервуарах, находящихся под действием высокого внутреннего или внешнего давления, при прокатке труб или их формовке из мягких металлов путем продавливания через матрицу со слегка суживающимся отверстием. [c.493]

Решение. В 2, п. 2 а) мы получили для работы пространственно однородной системы, производимой ею при расширении, формулу 6W = pdV. В пространственно. неоднородном случае эта формула нуждается в уточнении. Рассмотрим участок стенки сосуда (рис. 69), включающего газ, в окрестности точки f которой произошла бесконечно малая (но макроскопическая) деформация, приведшая к изменению объема системы на величину Давление на стенку в окрестности этой точки определяется некоторым локальным значением р г). Мысленно разбивая область на маленькие цилиндры и складывая величины 6Wi для каждого из них, получим [c.155]

В монографии с привлечением теории двухточечных полей и метода конвективных координат изложены основы нелинейной теории упругости. Приведены решения задач устойчивости равновесия шара, сферической оболочки, параллелепипеда, цилиндра. Детально исследованы акустические волны различного рода, в том числе волны ускорения, плоские синусоидальные волны и др. Решены задачи о бесконечно малых и конечн1 1х колебаниях при заданных начальных деформациях. В приложении даны необходимые сведения по тензорному анализу, теории поверхностей. [c.4]

Полная поверхность трубки не должна изменяться. Следовательно, постоянный член равен го с точностью до бесконечно малых второго порядка. Величины а и являются функциями от t, независимыми от р и очень малыми, поскольку были предположены очень малые деформации. Функция ф с точностью до константы является потенциалом притягивающей материи, которая создается гравитирующим цилиндром, [c.126]

Рассмотрим сперва теченпе в цилиндре, когда деформации остаются бесконечно малыми. Пользуясь зависимостями между напряжениями и деформациями [c.501]

Результат этого упражнения также имеет большое значение для теории. Во-первых, он показывает, что при малых кручениях растяжение пропорционально квадрату угла закручивания. Во-вторых, было много попыток вычислить величину эффекта Пойнтинга, используя частные и необоснованные предположения, в рамках понятий теории упругости при бесконечно малых деформациях. В этой теории для изотропных несжимаемых материалов существует, однако, один-единственный модуль упругости, а именно ц. Точный и общий результат (12) показывает, что любая такая попытка безусловно обречена на провал, поскольку необходим не один модуль, а два, ц и 3-1(1) Таким образом, невозможно правильно описать эффект Пойн тинга, не выходя за рамки теории бесконечно малых деформа ций. В-третьих, (12) предсказывает, что кручение твердого ци линдра из несжимаемого изотропного упругого материала при водит к удлинению, еслиЗ-1 (1)<ц., и укорочению, если Э 1(1)> > ц.. Эксперименты по однородным деформациям резиновых полосок дают значения 3 1(1,П), отрицательные для всех значений I и II. Поэтому мы ожидаем, что цилиндры из тех же самых резин, всегда будут удлиняться при кручении так и происходит, что и наблюдал Пойнтинг в 1913 г. [c.289]

Сформулированный в конце 2 закон суперпозиции может быть обобщен ввиду линейности дифференциального уравнения (15) и граничных условий для перемещений и усилий. А. именно, для данного тела в данной естественной конфигурации любая линейная комбинация решений также является решением. Поэтому весьма общие задачи могут быть разбиты на более простые задачи, которые можно решить по отдельности, и затем сложение решений этих более простых задач друг с другом даст искомое решение. Например, для того чтобы исследовать задачу о совместном кручении и растяжении цилиндра, мы решаем задачи о кручении й растяжении отдельно и затем складываем решения в силу закона суперпозиции решение комбинированной задачи ёсть сумма решений двух отдельных задач. Таким образом, кручение и растяжение не оказывают влияния друг на друга, в рамках классической теории бесконечно малых деформаций. В частности, бесконечно малое растяжение не изменяет модуль кручения. Как мы видели при рассмотрении задачи. Кулона в Vin.5, ника сое подобное разделение воздействий невозможно, если либо угол закручивания, либо растяжение велики. Хотя закон суперпозиции свидетельствует об аналитической простоте и удобстве классической теории бесконечно малых деформаций, в равной мере oii свидетельствует 66 ограниченности этой теории как модели механического поведения материалов. [c.300]

Основные приложения этих результатов относятся к случаю, когда Fo соответствует однородной деформации однородного изотропного тела из естественной конфигурации. При этом 3o + 3i + 3-i = 0, если I = П = 3, П1 = 1 и тензор В постоянен. Наиболее важным из полученных здесь конкретных результатов является общее решение Грина — Шилда задачи Кулона для однородного изотропного тела найти соотношение между крутящим моментом и бесконечно малым углом закручивания и сопутствующие бесконечно малое удлинение и растягивающую силу для цилиндра произвольного односвязного поперечного сечения, который растянут вдоль образующих, возможно очень сильно, из естественной конфигурации. Однородная мера деформации, соответствующая упомянутому растяжению v вдоль направления J3, такова [c.303]

Как уже отмечалось, применение закона, Гука к однородному изотропному упругому телу предполагает, что среда обладает одинаковой сопротивляемостью в любом направлении. Этим свойством в действительности обладают упругие тела, все три размер-ности которых имеют примерно одинаковый порядок, и то, вообще говоря, в достаточном отдалении от границы (к таким телам относятся, например, шар, куб, цилиндр конечных размеров и т. п.). В таких телах две одинаковые системы сил, действующие в разных направлениях, вызывают в каждом направлении деформацию одинакового характера. Это свойство, как правило, в случае тонких оболочек глобально не соблюдается. Простые эксперименты показывают, что степень сопротивляемости деформации тонких оболочек, обычно применяемых в технических конструкциях, в поперечном направлении явно слабее, чем в продольных направлениях. Например, всякое тонкое упругое тело сравнительно легко гнется и изгибается. Приложенные к таким телам продольные силы сжатия, если они по величине превосходят некоторое критическое значение, могут вызвать изгибания конечного порядка, хотя деформации в продольных направлениях остаются бесконечно малыми. В связи с этим следует заметить, что изгибные деформации часто осуществляются под действием продольных сил. Действие поперечных сил, очевидно, вызывает кроме изгибгяий также деформацию в продольных направлениях, но, как правило, бесконечно малые продольные растяжения и сжатия. Иначе говоря, тонкие упругие оболочки являются гораздо более гибкими относительно изгибаний и менее податливы растяжениям и сжатиям в продольных направлениях. Благодаря этому часто вовсе пре-небрегают последними и составляются уравнения, определяю- [c.153]

В этой главе мы ограничимся в основном рассмотрением распространения упругих волн в изотропной упругой пластинке п изотропном упругом цилиндре. Для этих двух случаев точные решения уравнений движения можно получить пз классической теории упругости, которая имеет дело с бесконечно малыми деформациями. Эти решения удовлетворяют уравнениям упругого движения и граничным условиям на свободных поверхностях, параллельных направлению распространения волны. Такими поверхностями для пластинки являются две параллельные плоскости, а для цилиндра — криволинейная внешняя поверхность. Кроме того, решения представляют собой распространяюш,иеся нормальные волны ), которые существуют в этпх двух типах упругих волноводов. Основное внимание в этой главе уделено распространению нормальных волн в неограниченных пластинках и цилиндрах. Одиако кратко рассматриваются танзке специальные задачи, связанные с удовлетворением граничш,1х условий на торцевых поверхностях пластинок и.т]и цилиндров конечной длины для различных нормальных волн. [c.140]

Связи между различными звеньями механизма могут осуществляться также нитями или шнурами, которые гассматривагот как идеально гибкие и нерастяжимые. Когда говорят, что нить идеально гибкая и нерастяжимая, под этим понимают 1° что нить совершенно не имеет жесткости, т. е. не оказывает никакого сопротивления обвертыванию ее вокруг цилиндра или блока 2 что длины элементарных дуг между двумя бесконечно близкими точками нити остаются неизменными при различных деформациях нити. Материальные точки нити, достаточно близкие для того, чтобы между ними могли действовать молекулярные силы, сохраняют при этом расстояния между собою неизменными. Это заключение может быть закон-Р1ЫМ, очевидно, лишь при том условии, если сечение нити достаточно мало, и им можно пренебречь по сравнению с радиусами кривизны, которые нить вынуждена иметь при наматывании ее на цилиндр. [c.299]

Общая постановка задач о трещинах продольного сдвига, где распределению смещений соответствует случай так называемой антиплоской деформации (напряженное состояние в бесконечном цилиндрическом теле, возникающее под действием постоянных нагрузок, направленных вдоль образующих цилиндра), рассмотрена в работе Г. И. Баренблатта и Г. П. Черепанова (1961). В отличие от трещин нормального разрыва и трепщн поперечного сдвига, в этом случае возможно получить эффективные точные решения многих задач, так как единственное отличное от нуля смещение w удовлетворяет в этом случае уравнению Лапласа. Здесь возможно непосредственное применение широко развитых методов и результатов гидродинамики благодаря очевидной аналогии задач теории упругости для антиплоской деформации и задач плоской гидродинамики. В указанной работе были получены точные решения задач для бесконечного тела, содержащего круговое отверстие с одной или двумя трещинами, нагруженного на бесконечности постоянным касательным напряжением (аналог задач О. Л. Бови для трещин нормального разрыва),и смешанной задачи для изолированной прямолинейной трещины, на части которой задано постоянное смещение (аналог задачи о расклинивании клином конечной длины, рассмотренной И. А. Маркузоном. в 1961 г.). Здесь же исследованы задачи взаимодействия бесконечной системы одинаковых трещин, расположенных вдоль действительной оси, и случай, когда равные трещины расположены в виде вертикальной однорядной решетки. При рассмотрении задачи о развитии криволинейных трещин продольного сдвига, а также трепщн, форма которых мало отличается от прямолинейной или круговой, авторы использовали гипотезу о том, что развитие криволинейной трещины продольного сдвига происходит по направлению максималь- [c.386]

В работе Морлэнда [76] в рамках плоского напряженного состояния рассмотрена задача о качении жесткого цилиндра с постоянной скоростью по однородному изотропному вязкоупругому полупространству. Скорость качения полагалась достаточно малой, так что инерционные эффекты не учитывались кроме того, касательные силы на поверхности контакта считались отсутствующими и, таким образом, контактная деформация была обусловлена лишь распределением нормального давления. Длина линии контакта полагалась малой по сравнению с диаметром движущегося цилиндра. Выведены интегральные выражения для перемещений и напряжений в вязкоупругом полупространстве. Математически задача свелась к совместному решению двух пар двойных интегральных уравнений относительно некоторых вспомогательных функций с ядрами, содержащими косинус и синус. Решение этих уравнений осуществлялось путем разложения искомых вспомогательных функций в бесконечные ряды по функциям Бесселя, в то время как для определения коэффициентов ряда требовалось решить бесконечную систему алгебраических уравнений. Если использована связь искомой функции контактного давления с найденными вспомогательными функциями и учтено, что распределение давления не имеет особенностей на краях контактной зоны, то окончательный вид распределения контактного давления представим тригонометрическими рядами. Полученные теоретические результаты проиллюстрированы числовым примером, когда реологические свойства полупространства характеризуются одним временем ретордации. Расчеты дают картину несимметричного распределения нормального давления, являющегося следствием влияния фактора времени. [c.402]

J. Pres ott [1.283] (1942) рассмотрел также колебания пластины (плоская деформация) и колебания кругового цилиндра на основе уравнений теории упругости и подробно исследовал предельные случаи дисперсионных уравнений с целью сравнения с приближенными теориями. Были рассмотрены также и напряжения. Анализ обнаруживает, что колебания стержней, как поперечные, так и продольные, при коротких длинах волн очень сильно изменяют свой характер и при бесконечно коротких длинах волн вырождаются в поверхностные волны Релея. Установлено, н пр мер, что при малых с [c.32]

Простейшим сложно-напряженным состоянием является сложный сдвиг, который называют также продольным сдвигом, чистым сдвигом и антиплоской деформацией. Под сложным сдвигом понимается Напряженное состояние в цилицдрическом теле бесконечно большой высоты, возникающее под действием нагрузок, направлен-. ных по образуюшдм цилиндра и постоянных вдоль образующих. Такое напряженное состояние возникает также при кручении, когда исследуемая область мала по сравнению с характерным размером скручиваемого контура. [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...