Испытания на растяжение сложном напряженном состояни

Для сложного напряженного состояния подобный метод оценки прочности непригоден. Дело в том, что для одного и того же материала, как показывают опыты, опасное состояние может наступить при различных предельных значениях главных напряжений Ох, Оз и 03 в зависимости от соотношений между ними. Поэтому экспериментально установить предельные величины главных напряжений очень сложно не только из-за трудности постановки опытов, но и вследствие большого объема испытаний. В случае сложного напряженного состояния конструкции рассчитывают на прочность, как правило, на основании теоретических разработок с использованием данных о механических свойствах материалов, получаемых при испытании на растяжение и сжатие (иногда используют также результаты опытов на кручение). Только в отдельных случаях для оценки прочности конструкции или ее элементов прибегают к моде- [c.195]

II. По виду напряженного состояния а) испытания на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, срез б) испытания в условиях сложного напряженного состояния. [c.48]

Если перейти к более сложным задачам, то, прежде всего, возникает вопрос, как при других напряженных состояниях связать аналитически напряжения и деформации, а главное, как по результатам испытания образца на растяжение перейти к зависимостям сложного напряженного состояния. [c.379]

При сложном напряженном состоянии такую простую зависимость, как диаграмма растяжения — сжатия, в общем случае мы не имеем. Однако в случае простого нагружения в условиях сложного напряженного состояния существует единая универсальная кривая упрочнения (см. рис. 11.12). На рис. 11.1 на примере испытания тонкостенной трубки показаны различные пути простого на- [c.250]

При сложном напряженном состоянии, например, в местах концентрации растягивающих напряжений условия перехода от пластического разрушения к хрупкому другие. Поэтому и температура перехода от одного вида разрушения к другому, определенная в этих условиях, отличается от температуры перехода, найденной путем испытания гладких образцов на растяжение. Элементы многих конструкций работают именно в условиях концентрации напряже- [c.71]

Для того, чтобы избежать сложных экспериментов и дорогостоящих натурных испытаний (в отдельных случаях на это идут, например, в самолетостроении) следует исходить из испытаний стандартных образцов материала, делать на этой основе необходимые обобщения и устанавливать закономерности, подтверждаемые испытаниями образцов. Наиболее целесообразным является путь замены сложного напряженного состояния эквивалентным ему одноосным, легко проверяемый опытом, например, растяжением (рис. 7.1.1). Эта деформация наиболее изучена, а промышленность выпускает достаточное количество испытательных машин, обеспечивающих запись диаграмм растяжения. [c.92]

Универсальная машина для испытания на усталость при различных видах напряженного состояния — изгибе, кручении, растяжении и сжатии, а также сложно-напряженном состоянии при совместном действии изгиба и кручения содержит два направленных вибратора, угол между которыми можно изменять от О до 90°. Разработана машина, позволяющая проводить испытания образцов или тонкостенных элементов конструкций при программном нагружении в условиях чередования статической ползучести и циклического нагружения [76]. Для исследования влияния переменных циклических напряжений на процесс ползучести разработано устройство [120], позволяющее регистрировать деформацию ползучести в указанном режиме нагружения. Установка позволяет проводить испытания плоских образцов на усталость при знакопеременном изгибе и кручении. [c.176]

В большинстве исследований влияния сложного напряженного состояния на сопротивление разрушению (особенно разрушению в условиях ползучести) опыты проводились в ограниченном объеме при малом количестве испытаний и варьировании вида напряженного состояния в небольших пределах всего трехмерного пространства (испытания тонкостенных трубчатых образцов от чистого сдвига до двухосного растяжения), параллельные опыты на один и тот же режим в большинстве случаев отсутствуют, В связи с этим используются такие методы обработки экспериментальных данных, которые допускают совместный анализ результатов различных исследований, проведенных в разных условиях на материалах разного класса. С этой точки зрения целесообразно использование безразмерных координат, когда все параметры напряженного состояния отнесены к какой-либо характеристике механических свойств материала, например к условному пределу длительной прочности за определенный срок службы или к сопротивлению разрушения при кратковременном разрыве в условиях одноосного растяжения [c.130]

Например,-критерий типа (4.9), как отмечалось выше, не способен отразить влияние двухосных равных растяжений на сопротивление разрушению. В то же время необходимо иметь в виду, что в материале с пониженными. характеристиками пластичности и повышенным сопротивлением деформированию напряженность металла в зонах микронеоднородности сохраняется длительное время, увеличивая вероятность преждевременных (по сравнению с оценками по результатам испытаний при одноосном растяжении) хрупких разрушений при сложном напряженном состоянии. Это является еще одним подтверждением [c.139]

Методика испытания металлов на усталостную прочность приведена в ГОСТе 2860—65. В практике применяют машины для испытания на усталость при переменном нагружении на изгиб, кручение, растяжение, сжатие и сложное напряженное состояние. [c.246]

Сорокин О. В., Туляков Г. А. Установка для испытания металлов на ползучесть при сложном напряженном состоянии (растяжение с кручением) Сб. Прочность металлов. Изд. АН СССР, 1957. [c.155]

Состояние поверхности деталей, концентраторы напряжений, окружающая среда, температура и прочие факторы настолько сильно влияют на сопротивление усталости, что сама по себе усталостная прочность металла гладких шлифованных образцов не является сколько-нибудь показательной. Кроме того, между пределом выносливости a i образцов и временным сопротивлением разрыву для сталей существует довольно устойчивая зависимость (рис. 12), которую можно использовать для расчетного определения предела выносливости на основе кратковременных испытаний на растяжение [81]. В большинстве случаев испытания на усталость ведут при напряжениях от изгиба или кручения. Реже применяют осевые (растяжение-сжатие) или сложные нагрузки (изгиб -f кручение и др.). При этом различают испытания при заданных величинах напряжений (мягкая нагрузка) и деформаций (жесткая нагрузка). В последнем случае усталостной характеристикой испытуемого объекта является предельная величина [c.19]

Закономерности ползучести при переменном напряжении при сложном напряженном состоянии по существу аналогичны описанным. Экспериментально исследовали [80, 81, 82] ползучесть при переменных циклических напряжениях с изменением главных осей напряжений. Показали, что теория деформационного упрочнения, распространенная на сложное напряженное состояние, не дает удовлетворительного объяснения результатов экспериментов. На рис. 4.46 приведены результаты испытаний на ползучесть тонкостенных цилиндрических образцов из углеродистой стали при совместном воздействии напряжений растяжения и кручения. В этом случае эквивалентное напряжение постоянно о = = (o -)-Зт ) кривая ползучести, рассчитанная с помощью теории деформационного упрочнения, показана на рисунке штриховой линией. Однако в действительности скорость переходной деформации при изменении главных осей напряжений увеличивается деформационное упрочнение и возврат в направлениях, составляющих угол 45 с направлением осей, почти не связаны. [c.130]

Рис. 5.55. Результаты испытаний на распространение трещины ползучести а технически чистой меди при сложном напряженном состоянии, вызванном растяжением и кручением (400 °С, на воздухе) [61, 62]

Таким образом, пластическая деформация при цикле нагружения рс вызывает внутренний скачок деформации в направлении растяжения. В результате этого происходит разрушение, трещина образуется в объеме образца, разрушение развивается из внутренней зоны, поэтому влияние атмосферы отсутствует. При цикле нагружения ср деформация ползучести также вызывает скачок деформации в направлении растяжения внутри образца в большом количестве образуются зернограничные трещины, поэтому и в этом случае влияние атмосферы отсутствует. В отличие от этого при испытаниях о. рр м сс циклами нагружения деформация одинакового Вида возникает и при растяжении, и при сжатии, поэтому возможность обратимой циклической деформации очень большая. В этом случае повреждения накапливаются на поверхности образца с малой степенью сложного напряженного состояния, поэтому легко проявляется влияние атмосферы. [c.243]

Разрушение образцов композиционных материалов при их испытании на растяжение в продольном направлении по типам I и II зависит от соотношения прочности матрицы и волокна. Ряд исследователей [3, 2, 32] показали, что в процессе растяжения композиционного материала в поперечном направлении возникает сложное напряженное состояние, а матрица и волокна подвергаются воздействию напряжений, значительно превышающих напряжения, определенные по простым механическим моделям (например, по правилу смеси). В этом случае морфология структуры поверхности разрушения определяется поведением компонентов материала. Вначале предполагали, что разрушение по матрице при поперечном растяжении (тип I) происходит из-за более высокого предела прочности борных волокон. Однако это [c.464]

Для проведения усталостных испытаний используются специальные усталостные машины. По способу возбуждения нагрузок в испытуемом объекте усталостные машины можно разделить на механические, гидравлические, электромеханические, пневматические, по виду нагружения образца—машины для испытаний при изгибе, кручении, растяжении-сжатии, сложном напряженном состоянии, а также универсальные. [c.24]

В связи с этим особое значение приобретают испытания на усталость образцов, по возможности избавленных от случайных дефектов, в которых создается однородное сложное напряженное состояние. Эти испытания можно, например, осуществить на тонкостенных трубчатых образцах, подвергаемых периодическому растяжению — сжатию совместно с кручением и растяжением внутренним давлением. К сожалению, в настоящее время систематические исследования усталости в сложном напряженном состоянии не развернуты достаточно широко. Имеющиеся [c.310]

Некоторые машины, называемые универсальными разрывными машинами или универсальными прессами, сочетают возможности раздельных испытаний на растяжение, сжатие и изгиб. Другие, называемые машинами на сложное нагружение или на сложное напряженное состояние, позволяют осуществлять Р—/ -, Р—М- или Р— М — р-опыты. [c.317]

Оба последних испытания родственны прежним испытаниям на изгиб, однако в этих последних материал в каждом сечении подвергается и растяжению и сжатию, вместе с касательными и местными напряжениями поэтому очень трудно установить на основании этих опытов свойства материалов. Это было бы возможно лишь в том случае, если сложное напряженное состояние при деформации изгиба будет освещено или математическим исследованием, изложенным в главе V, или экспериментами при помощи оптического метода. [c.477]

Ставились специальные опыты для определения влияния этих обстоятельств вначале испытаниям подвергался стандартный образец простейшей формы, представляющий собой полосу постоянной толщины с двумя полукруглыми выкружками, расположенными симметрично по отношению к оси. Подобного вида образцы применялись для испытаний, несмотря на то, что у таких выкружок не могло быть равномерного распределения напряжений материал находился в очень сложном напряженном состоянии, которое приближалось к чистому растяжению только в том случае, если выкружки были незначительных размеров. [c.481]

Предыдущие экспериментальные данные указывают на то, что расширенные концы тонких плоских образцов для испытаний на растяжение являются причиной появления сложного напряженного состояния в соседних с ними узких частях образца с параллельными сторонами желательно поэтому выяснить, как изменится это влияние для образца цилиндрической формы. Если развитие сложного напряженного состояния зависит от изменения поперечного сечения, то это явление должно проявиться резче в этом последним случае, так как в тонком плоском образце площадь меняется пропорционально ширине, в то время как в круглом образце переменного сечения она пропорциональна квадрату диаметра. [c.486]

Лабораторные испытания паяных соединений проводят при отработке технологии пайки, контроле механических свойств паяных изделий, при разработке новых припоев. В зависимости от степени ответственности паяемых изделий проводят лабораторные испытания отдельных узлов или полностью изделий в условиях, имитирующих эксплуатационные нагрузки. Особо ответственные паяные конструкции подвергают натурным испытаниям в условиях эксплуатации. При работе паяного соединения в конструкции в нем могут возникнуть напряжения растяжения, сжатия, сдвига и сложные напряженные состояния, когда одновременно возникают напряжения различного вида. Для паяных соединений наибольшее распространение получили испытания на срез и на отрыв. При проведении механических испытаний различают кратковременные статические испытания, длительные статические испытания, динамические испытания при ударных нагрузках, испытания на усталость. [c.218]

Изложив общую теорию, авторы применяют свои уравнения в ряде частных случаев. Они показывают, каким образом единственную входящую в их уравнения упругую постоянную можно получить опытным путем из испытаний на растяжение или на равномерное сжатие. Далее, они ставят перед собой задачу о полом круговом цилиндре и выводят формулы для напряжений, вызываемых равномерным внутренним или внешним давлением. Эти формулы используются для вычисления необходимой толщины стенок цилиндра при заданных значениях давлений. В своих исследованиях они пользуются теорией наибольшего напряжения, но предусмотрительно обращают внимание на то, что каждый элемент цилиндра находится в условиях двумерного напряженного состояния и что предел упругости, определенный из испытания на простое растяжение, может оказаться неприменимым к этому более сложному случаю. Следующими вопросами, разобранными в этой части их работы, являются задачи о простом кручении круглого стержня, о сфере, подвергающейся действию сил тяжести, направленных к ее центру, и о сферической оболочке, нагруженной равномерно распределенным внутренним или наружным давлением. Для всех этих случаев авторами выводятся правильные формулы, которые с тех пор нашли разнообразные применения в технике. [c.142]

Большая часть наших сведений о механических свойствах пластичных материалов почерпнута из испытаний на растяжение, в то время как в отношении хрупких материалов они устанавливаются из испытаний на сжатие. Для того чтобы обосновать назначение допускаемых напряжений в различных встречающихся на практике случаях сложного напряженного состояния, выдвигались различные теории прочности ). Такие ученые, как Ламе и Рэнкин, принимали в качестве критерия прочности наибольшее главное напряжение, но впоследствии, главным образом под влиянием таких авторитетов, как Понселе и Сен-Венан, общее признание получила теория наибольшей деформации. В соответствии с ней принималось, что текучесть или разрушение при любом сложном напряженном состоянии начинается, когда наибольшая деформация достигает определенного критического значения, которое устанавливается из испытаний на растяжение. [c.440]

В большинстве работ сравнение характеристик сопротивления усталостному разрушению в условиях линейного и сложных напряженных состояний производится по результатам испытаний при наличии существенных градиентов напряжений, влияние которых само по себе может быть существенным. Анализ влияния сложного напряженного состояния и градиента напряжений на величину предела выносливости был выполнен в работе [127] с использованием результатов испытаний при растяжении — сжатии, изгибе и кручении сплошных и тонкостенных образцов. [c.281]

Кривые длительной прочности, приведенные на рис. 1.9, представляют собой линии регрессии, уравнения которых получены с помощью корреляционного анализа. Кривую длительной прочности трубчатых образцов при одноосном растяжении использовали для оценки правомочности разных критериев разрушения при сложном напряженном состоянии. Результаты испытаний трубчатых образцов при сочетании растяжения с кручением и чистом кручении объединялись в одну совокупность (табл. 1.4), для которой определяли [c.13]

Ползучесть при сложном напряженном состоянии. Известные гипотезы ползучести, описывающие связь между такими параметрами ползучести, как ее скорости, напряжения, деформации и время, разработаны на основании результатов испытаний при одноосном растяжении. Возможность использования при расчете сложного напряженного состояния основных теорий ползучести, разработанных на основании результатов испытаний на одноосное растяже- [c.27]

Перенесение такого подхода на сложные напряженные состояния потребует исследования поведения материала по меньшей мере в условиях трехосного растяжения сжатия, к которому сводится любое сложное напряженное состояние. Здесь мы попадаем в качественно новую ситуацию, связанную с неодно-осностью напряженного состояния. Так, для получения механических характеристик материала при одноосном растяжении-сжатии минимально необходимо испытать только два образца — один на растяжение, а другой на сжатие. Для получения полной информации о поведении материала при трехосном растяжении-сжатии нужны испытания при всевозможных сочетаниях напряжений по разным направлениям. А таких сочетаний бесконечное множество. [c.347]

В действительности же этот способ оказывается нереальным, так как при каждой новой комбинации главных напряжений пришлось бы снова производить эксперимент и опытным путем получать каж ь й раз свои значения главных предельных напряженни. На практике встречается такое большое количество различных сочетаний главных напряжений, что. для всех применяемых конструкционных материалов создать каждое нз них в лабораторных условиях оказывается неосуществимым не только из технических, по и экономических соображений. Поэтому возникает неббходимость оценивать прочность в сложном напряженном состоянии, основываясь на результатах испытаний материалов иа одноосное растяжение. Это становится возможным при использовании так называемых гипотез прочности — научных предположений о причинах перехода материалов в опасное состояние. [c.321]

Рассмотрим устройство универсальной машины для испытания образцов в условиях сложного напряженного состояния, которое создается совместным действием растяжения или сжатия с кручением и внутренним давлением. Предельное нагружение на растяжение или сжатие составляет 30 7, на кручение — 200 кГм и на внутреннее давление —300 кПсм . Конструкция машины позволяет создавать каждый вид нагружения отдельно и в любой комбинации с другими при независимом измерении усилий во всех случаях. Основными частями машины являются (рис. 154) станина с зажимными устройствами, цилиндром для передачи продольного усилия, приспособлением для закручивания образцов и мессдозамн для измерения крутящего момента [c.219]

Для бороалюминиевых композитов в условиях сложного напряженного состояния (осевое растяжение с изгибом) температура в интервале от комнатной до 260 °С очень слабо влияет на усталостную долговечность [2] (рис. 19) в этом случае, однако, разрушение всегда происходило у основания радиуса перехода от рабочей части. Проводя испытания на знакопеременный изгибу Бэйкер и его сотрудники [5, 8] нашли, что при повышенной температуре усталостная прочность алюминия, армированного кварцевыми волокнами (350 °С), или алюминия 6061, армированного волокнами бора (250 °С) (рис. 19), резко снижалась по сравнению, с той, которая имела место при комнатной температуре. [c.431]

Рис. 3,19. Схема стендов для испытаний на малоцякловую термическую усталость при сложном напряженном состоянии а — чистый сдвиг б — сочетание чистого сдвига с термоци лическим растяжением-сжатием

При проведении испытаний на удар образцов или элементов конструкции в условиях возникновения многоосного напряженного состояния оказывается, что разрушающее напряжение, называемое критическим нормальным разруишюи им напряжением, в этвм случае намного больше динамического разрушающего напряжения материала при одноосном состоянии. Возможно, что эти две величины связаны между собой каким-либо неизвестным соотношением. Предполагается, что наблюдаемая разница вызывается объемными ограничениями при динамическом сложном напряженном состоянии, приводящими к возникновению состояния трехосного растяжения. В настоящее время не существует, кроме экспериментальных, достаточно хороших методов оценки критического нормального разрушающего напряжения. Некоторые типичные величины приведены в табл. 15.3 [П]. [c.537]

На рис.. 4.9 приведены результаты испытаний на ползучесть при сложном напряженном состоянии, возникающем при совместном действии растяжения и кручения, причем эти результаты представлены в виде зависимости октаэдрического касательного напряжения to t(= j/2a /3) от скорости ползучести при октаэдрическом сдвиге — е ), в двойных логарифмических координа тах. Характер зависимостей различен при низком и при высоком уровнях напряжений. Однако для всех материалов уравнения, полученные при подстановке (а — 2т) = 1 в уравнения (4.39) или (4.44), т. е. уравнения типа [c.104]

При уменьшении ширины головок до 1,9 см глубина проникновения сложного напряженного состояния в рачетную длину уменьшается до величины в 0,08 м это указывает на влияние, которое имеет этот размер образца на распределение напряжений. Дальнейшее уменьшение ширины до. 1,5 см уменьшает глубину проникновения до 0,0457 см. Таким образом в образце нормальных размеров сложное напряженное состояние распространяется в расчетную длину на каждом из концов на 0,43, 0,25 и 0,15 см в соответствии с шириной головки расчетная длина будет целиком находиться в состоянии равномерного растяжения только в том случае, когда отношение между шириной головки и образца будет приблизительно 1,13 или меньше. Опыты показывают, значит, что при увеличении длины прямолинейной части на 0,86 см расчетная длина будет во всех вышеупомянутых случаях подвергаться только чистому растяжению. Увеличение длины на 1,27 см будет, вероятно, достаточным для большинства других случаев, при испытаниях по этим техническим условиям. [c.493]

Большой интерес среди инженеров вызвала серия экспериментальных исследований, проведенных Фойхтом и его учениками с целью разъяснить понятия, относящиеся к прочности материалов. Работая на образцах, вырезанных из крупных кристаллов каменной соли, Фойхт нашел, что сопротивление растяжению весьма сильно зависит от ориентации оси образца относительно кристаллографических осей. Оно зависит также и от характера поверхности образца. Фойхт показал, что легкое травление боковой поверхности стеклянных образцов приводит к резкому повышению их сопротивления. Равным образом им было показано, что при неоднородном поле напряжений сопротивление в точке зависит не только от величины напряжений в этой точке, но также и от степени их изменений от точки к точке. Сравнивая, например, предельные сопротивления растяжению изгиба для каменной соли и для стекла, он находит, что наибольшее напряжение разрушения при изгибе почти вдвое превышает соответствующее напряжение при разрыве. Много испытаний было проведено им в условиях сложного напряженного состояния с той целью, чтобы проверить теорию Мора. Все эти испытания выполнялись на хрупких материалах, и результаты их не совпадали с теорией. Фойхт пришел к заключению, что вопрос о физической сущности прочности слишком сложен и что построить единую теорию, которую можно было бы с успехом применять ко всем видам строительных материалов, невозможно. [c.413]

Дюге построил теорию растяжения ), сходную с теорией Кулона, предложенной последним для сжатия (стр. 67). Теория наибольших касательных напряжений, учитывающая разнообразные случаи сложного напряженного состояния, была предложена Гестом ) для мягкой стали. Эта теория представляет собой частный случай теории О. Мора, на которой мы останавливались раньше (см. стр. 344). Опыты с хрупкими материалами, как, например, с песчаником, показали, что теория Мора не может быть приведена в соответствие с результатами испытаний на хрупкий разрыв ). [c.441]

Большая часть наших сведений по вопросам усталости черпается из испытаний на изгиб или на осевое растяжение— сжатие поэтому весьма важно установить правила, как пользоваться этими данными при наличии сложного напряженного состояния. В связи с этим Гафом и Поллардом ) были поставлены [c.455]

В процессе длительного статического нагружения в результате-действия высокой температуры и накопления деформаций ползучести в большинстве конструкционных материалов, особенно в жаропрочных никелевых сплавах, являющихся метастабильными, происходят структурные изменения, связанные с выпаданием, коагуляцией и растворением упрочняющих фаз, в результате чего изме-HHef H соотношение между прочностью зерен и их границ, происходит охрупчивание материала, изменяется тип разрушения. При-наличии указанных изменений в механизме разрушения, трудно ожидать, что критерий длительного разрушения при сложном напряженном состоянии окажется независимым от температурно-временного диапазона испытаний и свойственных ему изменений в структуре и особенностях разрушения материала. Большая серия опытов Джонсона, проведенных при сочетании растяжения с кручением на молибденовой стали при Г=500°С, меди при 7 = 250°С [c.12]

Уравнения g t p=A—m Ig ra. где Лит — коэффициенты, определяемые расчетом, приведены в табл. 1.5. Из кривых, приведенных на рис. 1.10, и данных табл. 1.5 следует, что из однопараметрических критериев oi, ш, (о1 + сг )/2 лучшее соответствие результатов испытаний при сложном напряженном состоянии данным, полученным при одноосном растяжении, дает использование Oi (кривая 3) наихудшее соответствие получено в случае применения в качестве критерия разрушения сгц (кривая 2) как в области до перелома на кривой, так и, особенно, после перелома. Использование критерия СдобЫрева аэ= ( С] + аг)/2 (кривая 4) несколько улучшает сходимость результатов в области до перелома, однако за переломом кривая, построенная с использованием критерия, прохо- [c.15]

Влияние жесткости напряженного состояния на деформационную способность вопокон композиционного материала. Формоизменение композитов с высокомодульными волокнами представляет собой сложную проблему из-за хрупкости волокон, которую они проявляют, например, при испытании на растяжение. Подходя к понятиям хрупкости и пластичности не как к свойствам материала, а как к его состоянию, можно попытаться осуществлять формоизменение композитов при таких схемах деформирования, при которых обеспечивается повышение деформационных свойств их компонентов. Для этого может быть использован эффект повышения деформационной способности материала, если на имеющуюся схему напряженного состояния накладывается гидростатическое сжатие [153]. В общем случае влияние схемы напряженного состояния на деформацион-254 [c.254]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...