Местные напряжения при кручении

Местные напряжения при кручении призматического бруса квадратного сечения с круглыми несоосными отверстиями. Изв. АН СССР, ОТН, механ. и машиностр., № 5 (1959), 143—148. [c.638]

Местные напряжения при кручении круглого призматического бруса с эллиптическим несоосным отверстием. Докл. АН СССР, т. 119, № 6, 1958. [c.671]

Местные напряжения при кручении призматического бруса квадратного сечения с круглым несоосным отверстием. Изв. АН СССР, ОТН, Механ. и машиностр., 1959, № 5, стр. 143—148. [c.671]

Концентрация напряжений при кручении. Местное увеличение напряжений при кручении вызывается резким изменением контура [c.217]

Усталостная трещина всегда возникает в той точке металла, где отношение местного напряжения к пределу выносливости металла самое низкое. Обычно эти точки находятся на поверхности детали. Объясняется это тем, что прочность металла по его поперечному сечению сравнительно одинакова, а максимальное напряжение при кручении или изгибе находится в крайних волокнах. Иная картина наблюдается при наличии трещин или других металлургических дефектов внутри материала. Эти дефекты приводят к понижению прочности материала в окрестности дефекта. В результате внутри детали развивается трещина, которая распространяется как в направлении к поверхности, так и к центру детали. [c.60]

Концентрация напряжений при кручении. При кручении стержней наиболее распространенными концентраторами являются продольные пазы для шпоночных канавок, отверстия, резкие изменения диаметра в местах сопряжений в валах переменного сечения. Наибольшее местное напряжение прп кручении [c.310]

Между тем при неравномерном распределении напряжений (например, при изгибе, кручении) в статически неопределимых конструкциях, изготовленных из пластичных материалов, появление местных напряжений, равных пределу текучести, в большинстве случаев не является опасным для всей конструкции. Практика показывает, что при появлении местных пластических деформаций конструкция еще может удовлетворять предъявляемым к ней требованиям [c.487]

На рис. 474 дается ориентировочная зависимость масштабного фактора от диаметра вала для случая изгиба и кручения. Кривая / получена для углеродистой стали при отсутствии местных напряжений. Кривая 2 — для легированной стали (а р 10 00012 000 кГ/сдг ) при отсутствии концентрации напряжений и для углеродистой стали при умеренной концентрации. Кривая 3 относится к легированной стали при наличии концентрации напряжений, а 4—к сталям, имеющим высокую степень концентрации напряжений. Как видно из этих кривых, масштабный фактор более резко сказывается при больших местных напряжениях. [c.404]

При кручении поперечные сечения,круглого вала остаются плоскими, но в зоне переменного сечения радиус искривляется, так как угол поворота сечения вокруг осп является функцией не только радиуса, но и абсциссы, по которой меняется форма вала. В зоне резкого изменения сечения вала появляются местные напряжения, которые не пропорциональны расстоянию от его оси, как при постоянном сечении. [c.86]

Между тем при неравномерном распределении напряжений (например, при изгибе, кручении) в статически неопределимых конструкциях, изготовленных из пластичных материалов, появление местных напряжений, равных пределу текучести, в большинстве случаев не является опасным для всей конструкции. Практика показывает, что при появлении местных пластических деформаций конструкция еще может удовлетворять предъявляемым к ней требованиям и для перехода ее в предельное состояние требуется дальнейшее возрастание нагрузки. Таким образом, в действительности конструкция обладает запасом прочности, большим, чем при расчете по допускаемым напряжениям. [c.546]

В общем случае, когда напряжения и при отсутствии концентраторов распределены по сечению неравномерно (например, при изгибе или кручении), под а, понимают отношение наибольшего местного напряжения к максимальному номинальному напряжению, т. е. вычисляемому по формулам сопротивления материалов для данного вида деформации стержня. [c.71]

Определяем теоретический коэффициент концентрации. Для этого воспользуемся справочными данными ). На рис. 423 показаны графически значения теоретического коэффициента для вала с галтелью, работающего на кручение. При D/d= 50/40= 1,25 и /-/ <=2/40=0,05 получаем 1,6. Градиент местных напряжений для этого случая определяется из выражения (11.9), приведенного на стр. 403 0=0,602 мм . [c.410]

Влияние отверстия и надреза на неравномерность распределения продольных l и поперечных 02 напряжений в поперечном сечении растягиваемого плоского образца представлено на рис. 13.3, а. При этом с уменьшением радиуса дна надреза R и профиля угла надреза а местные напряжения в зоне надреза возрастают, происходит их концентрация, оказывающая существенное влияние на снижение прочности детали. При изгибе и кручении влияние подобных факторов представлено на рис. 13.3, б. [c.248]

Местная неравномерность (концентрация) напряжений в галтельном переходе определяется при изгибе отношением радиуса галтели к толщине щеки (рис. 76, а гл. 11), при кручении — отношением радиуса галтели к диаметру шейки (рис. 76, б гл. И). Коэффициенты концентрации напряжений в галтельном переходе при изгибе и при кручении г определяются по рис. 57, 58 гл. 11. [c.329]

Прежде чем конкретизировать рекомендации, поясним разницу понятий — точка замера и датчик. Если в зоне, где установлен датчик, влияние деформаций контура на напряжения невелико (местные напряжения не превышают 5—1% основных), то замеряемое этим датчиком напряжение непосредственно используют при оценке усилий, и понятия датчик и точка замера идентичны, ели местные напряжения заметно влияют на оценку внутренних силовых факторов для стержня, то для разделения местных и основных напряжений, как это ясно из анализа напряженно-деформированного стержня-оболочки, можно использовать два тензометрических датчика, установленных одном сечении на обеих поверхностях профиля симметрично относительно срединной поверхности. Тогда при оценке внутренних силовых факторов для основного нагружения используют полусумму замеров этих датчиков, а точкой замера является точка срединной поверхности между датчиками. При оценке внутренних силовых факторов от стесненного кручения отдельной полки используют полуразность показаний, а точкой приведения является один из датчиков. [c.214]

При кручении концентрация напряжений возникает не только от резкого изменения профиля по длине стержня, но и от нару-ения плавности очертания самого профиля. Мы уже видели 33), что во входящих углах профиля при кручении возникают высокие местные напряжения, для устранения которых необходимо сглаживать углы. Это явление присуще только кручению. При растяжении и изгибе очертание профиля практически не влияет на условия работы стержня и не может вызвать концентрации напряжений. При кру- [c.230]

В стержнях с иной формой профиля места максимума аит не совпадают. Так, в стержне прямоугольного профиля (рис. 305) наибольшие нормальные напряжения от изгиба в направлении наибольшей жесткости возникают в точках узких сторон, а наибольшие касательные напряжения от кручения — в серединах широких сторон. Поэтому при расчете необходимо проверять прочность два раза в середине узкой стороны (точка в), где сочетаются наибольшие значения <з с местным максимумом т от кручения ( 33), и в середине широкой стороны (точка а), где сочетаются наибольшие касательные напряжения от кручения и изгиба, а о = О (см. пример 70). [c.310]

При азотировании поверхностей коленчатых валов, изготовленных из легированных сталей, пределы выносливости их также повышаются при изгибе на 30—60% и при кручении на 30—40%. Влияние концентрации напряжений и качества обработки поверхностей на прочность при этом снижается. Однако при недостаточно качественной механической обработке после азотирования элементов коленчатого вала усталостная прочность вала вследствие образования микроскопических трещин и местных ожогов может снизиться на 20—30%. Сверление масляных отверстий после азотирования может также значительно понизить предел выносливости при кручении. [c.228]

Замкнутые профили. Замкнутые (трубчатые) профили обладают несравненно большей (в сотни раз) крутильной жёсткостью, чем открытые профили той же конфигурации, и эта разница тем резче, чем стенка тоньше. Напряжения стеснённого кручения играют в них второстепенную роль и учитываются только при вытянутой форме профиля, например, в несущей конструкции крыла самолёта. В смысле общей устойчивости при сжатии стержни с замкнутым профилем не отличаются от массивных. Если ширина плоской стенки больше 40 о, необходима проверка местной устойчивости. [c.225]

При наличии по перечных отверстий эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе вала и при кручении кх принимают в зависимости от отношения диаметра отверстия к диаметру вала а/й и временного сопротивления материала сТв. Значения ка и к при а/с =0,05- -0,25 и 0в = 7Он-120 дан/ммР лежат в пределах от 1,5 до 2,5. Увеличение сТв ведет к увеличению к я к . Увеличение диаметра отверстия при данном диаметре вала ведет к снижению местных напряжений у кромок. [c.266]

Прочность и устойчивость балок проверяется, в общем случае, по нормальным напряжениям, возникающим от максимальных изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, и изгибно-кру-тящего бимомента в среднем сечении разрезной балки и первого пролета неразрезной. При этом учитываются и местные напряжения, возникающие в полках нижнего пояса от давления катков тележки. Кроме того, в неразрезных балках асимметричного сечения с узким нижним поясом проверяется устойчивость среднего пролета в условно трехпролетной балке при грузах в крайних пролетах (вызывающих сжатие нижнего пояса). Касательные напряжения от изгиба в обеих плоскостях и кручения, имеющие обычно незначительную величину, не проверяются. [c.68]

Количество промежуточных опор для кривых балок из двутавров по ГОСТ 5157—53 и ГОСТ 8239—56, обеспечивающее при угле поворота на 90° и заданном радиусе кривизны сохранение в допускаемых пределах величины суммарных напряжений от кручения, общего и местного изгиба, может приниматься по данным табл. 25. Количество опор при сварном профиле может устанавливаться по табл. 25 для прокатной балки, сечение которой наиболее близко подходит к сечению сварной. [c.74]

Фиг. 105. Теоретические коэффициенты концентрации на-Пряжений при кручении ступенчатого вала с галтелью наибольшие местные напряжения возникают в точках А.

Наибольшая концентрация напряжений в валу возникает в месте перехода от трубчатой части к фланцу. При этом нормальные напряжения растяжения, найденные по данным измерения местных деформаций в области переходного закругления, превышали напряжения в области однородных деформаций цилиндрической части в 4—6 раз (в зависимости от конструктивного варианта испытанной модели). В то же время при кручении вала экспериментальные величины касательных напряжений на переходном закруглении радиусом в 0,1 наружного диаметра вала превышали напряжения в области равномерных деформаций цилиндрической части не более чем в 1,2 раза. [c.376]

Раздел 111 содержит сведения о местных напряжениях, возникающих при кручении [c.1080]

В случаях, когда пролетное строение моста имеет настил, прикрепленный к сжатому поясу и препятствующий повороту сечения балки, проверка общей устойчивости балок не требуется. Поскольку общая устойчивость коробчатых балок, обладающих большой жесткостью при кручении, как правило, обеспечивается, то при их проектировании, после расчета на прочность и (в необходимых случаях) на выносливость производится проверка сжатых поясов и стенок на местную устойчивость. При этом учитывается, что потеря устойчивости вертикальных стенок может вызываться касательными напряжениями изгиба нормальными (сжимающими) напряжениями изгиба и нормальными (сжимающими) напряжениями от нагрузки, приложенной к верхней кромке стенки балки. [c.261]

Валы якорей тяговых двигателей подвержены действию значительных вращающих моментов, которые вызывают большие касательные усилия в местах их приложения, а также действию сил от массы якоря, магнитного притяжения и реакции зубчатой передачи. Часто меняющаяся нагрузка с мгновенными толчками в период пуска и торможения, ударная нагрузка при выходе колесной пары из состояния боксования, динамическая нагрузка от воздействия неровности пути создают исключительно тяжелые условия для работы валов. Поэтому форма вала должна по возможности исключать условия местной концентрации напряжений при работе его на изгиб и на кручение. Для этого значительно уменьшается количество переходов по диаметрам сечения вала, а где невозможно — их выполняют плавными галтелями без резких кромок и выступов, на валу не нарезают резьбу и стараются не протачивать шпоночные канавки. Поверхность вала тща- [c.84]

В шестой главе рассмотрена неправильность в распределении напряжений, вызываемая резкими изменениями поперечных сечений вследствие наличия отверстий и вырезов, и рассмотрено практическое значение концентрации напряжений. - Описан также оптический метод, который оказался весьма полезным при исследовании концентрации напряжений. Объяснена мембранная аналогия в задачах кручения и ее приложение к исследованию концентрации напряжений во входящих углах, а также в прокатных и трубчатых сечениях. Рассмотрены также валы переменного диаметра, и при объяснении местных напряжений у выкружек таких валов использована электрическая аналогия. [c.7]

Эти напряжения быстро затухают, т. е. носят местный характер. У тонкостенных стержней (типа швеллера, двутавра) искажение напряженного состояния в районе заделки затухает медленно н при расчете следует учитывать стесненное кручение. Это составляет предмет исследований теории тонкостенных стержней. Если для сечения стержня параметр [c.426]

Причиной концентрации напряжений может быть также местный износ, возникающий в результате трения при переменных деформациях изгиба или кручения, при наличии давления на поверхность вала края насаженной на него детали. При этом концентрация напряжений оказывается особенно сильной в тех случаях, когда деталь посажена на вал с натягом и когда соединение работает под нагрузкой. [c.315]

Имеется формула для определения наибольших местных напряжений при кручении валов, имеющих части различных диаметров. Эта форл ула имеет следующие вид [c.109]

Так как в результате деформации кручения круглого бруса происходит поворот (сдвиг) одного сечения относительно другого, то величину допускаемого напряжения при кручении [т ] назначают такой же, как и при сдвиге, т, е. 0,5—0,6 от основного допускаемого напряжения [а] на растяжение и сжатие (см. 29). На практике при выборе допускаемого напряжения учитывают качество материала, характер действия нагрузки (постоянная, временная, статическая, динамическая, ударная и т. д.), а также величину местных напряжений, возникающих в местах гнезд для шпонок, выкружек и других резких изменений формы сечения. Поэтому величина допускаемых напряжений при кручении колеблется в очень широких пределах для углеродистой конструкционной стали [rj -- 20 -i- 120 MhIm . [c.178]

ПРОЧНОСТИ ПРЕДЕЛ — напряжения или деформации, соответствующие максимальному (до разрушения образца) значению нагрузки (мера прочности твёрдых тел). При растяжении цилиндрич. образца из металла разрушению (разрыву) обычна предшествует образование шейки, т. е. местное уменьшение поперечных размеров образца, при атом необходимая для деформации растягивающая сила уменьшается. Отношение иаиб. значения растягивающей силы к площади ноне речного сечения образца до нагружения наз. условным П. п. или временным сопротивлением. Истинным П. п. наз. отношение значения растягивапощей силы непосредственно перед разрывом к наименьшей площади поперечного сечения образца в шейке. При одноосном растяжении условный П. п. меньше истинного. В хрупких материалах местное уменьшение поперечных размеров перед разрывом незначительно и поэтому величины условного П. п. и истинного П. п. различаются мало. При продольном сжатии цилиндрич. образца разрушению не предшествует уменьшение сжимающей силы. Условный и истинвый П. п. при этом вычисляются как отношения значения сжимающей силы непосредственно перед разрушением к начальной (до сжатия) площади поперечного сечения и к площади сечения при разрушении соответственно. При кручении тонкостенного трубчатого образца определяется П. п. при сдвиге как наибольшее касательное напряжение, предшествующее разрушению образца. [c.168]

Коррозионные и усталостные эффекты действуют одновременно для части цикла нагружения. Если на вал надета с натягом деталь, то при усталостных испытаниях на кручение с изгибом кривизна вала может стать причиной местного отделения вала на поверхности, имеющей растягивающие напряжения. Это приводит к ограничению поверхности контакта на сжатой стороне и уменьшению повреждений из-за контактной коррозии, имеющих большую величину, чем в случае (1). Этот эффект зависит от прогиба и геометрии детали. Усталостная прочность при кручении с изгибом может уменьшиться на 507о по сравнению с гладкими образцами, не находившимися в условиях контактной коррозии, как было показано Кортеном [471] для алюминиевого сплава, а также для стали с высоким пределом прочности при растяжении. [c.217]

Некоторые успехи были достигнуты в решении задачи кручения круглого вала переменного диаметра. Дж. Мичелл ) и, независимо от него, А. Фёппль ) установили, что распределение напряжений определяется при этом функцией напряжений, и указали такую функцию для конического вала. Тем же методом были решены и случаи вала, имеющего форму эллипсоида, гиперболоида или параболоида вращения. К. Рунге ) дал приближенный метод расчета местных напряжений у кольцевой галтели в месте соединения двух цилиндрических валов различных диаметров. [c.483]

При резких изменениях поперечного сечения обычно имеет место значительная концентрация напряжений, и потому практически необходимо особое исследование местных напряжений. Особенно большое значение имеет случай кручения вала переменного кругового поперечного сечения. Общая теория кручения такого вала разработана Дж. Мичеллом i). Она была вновь развита А. Фёпплем ), применившим теорию к осесимметричному конусу и цилиндрическим валам переменного сечения с круговыми выточками. Последняя задача для практики особо важна дальнейшая ее разработка дана Ф. Виллерсом ). С помощью графического интегрирования ему удалось определить численные значения коэффициента концентрации напряжения при различных соотношениях радиуса выточки р [c.573]

Влияние градиента по. ш-нального напряжения на предел прочности связано с наличием поверхностного слоя металла 5, в пределах которого градиент напряженпя изменяется из-за большей дефор-мируелюсти этого слоя (рис. 221). Следует отметить, что в области испытаний на усталость исследователи стремятся найти объяснение влияния абсолютных размеров на предел усталости гладких образцов, испытываемых прн изгибе п кручении, а также деталей с концентраторалш напряжений. При этом в ряде случаев они исходят из представления о влиянии градиента напряжения с учето.м размеров зерен металла. Одним из факторов является толщина поверхностного слоя, в котором до наступления предельного состояния понижаются пики напряжения и возникают местные пластические деформации [189, 193, 8]. В соответствии с теоретическими и экспериментальными данными толщина поверхностного слоя стальных деталей бывает не менее 10 диаметров зерна (5 0д, см. рис. 140) [138]. Не следует смешивать эту величину с толщиной 5 пластически деформированного слоя металла на поверхности хрупкого излома стальных деталей. [c.337]

ШИ относительных перемещений точек при деформации можно пренебречь. Остальные гипотезы, к-рыми пользуется С. м., здесь устранены первоначально в развитии теории упругости они или подтверждаются вполне, или частью, с известным приближением, или отвергаются в связи с анализом отдельных деформаций. Элементарные теории растяжения, кручения круглых брусков, чистого изгиба вполне согласуются с теорией упругости. Изгиб в присутствии срезывающих сил, как оказывается, подчиняется закону прямой линии гипотеза Навье), но не закону плоскости (гипотеза Бернулли). Касательные напряжения при изгибе распределяются по закону параболы, но только в тех сечениях, которые имеют незначительную толщину при большой высоте (узкие прямоугольники). В других сечениях закон распределения касательных напряжений совершенно иной. Для балок переменного сечения, к к-рым в элементарной теории прилагают закон прямой линии и параболы, теория -упругости дает другие решения в этих решениях значения напряжений и деформаций гораздо выше, чем по элементарной теории следует. Общепринятый способ расчета пластин по Баху как обыкновенных балок не оправдывается теорией упругости. Ф-лы С. м. для кручения некруглых стержней не соответствуют таковым в теории упругости. Теория изгиба кривых стержней решительно не совпадает с элементарной теорией Баха-Баумана, но результаты расчета по строгой теории и на основании гипотезы плоских сечений достаточно близки. Поставлена и разрешена для ряда случаев задача о распределении местных напряжений (в местах приложения нагрузки или изменения сечения), к-рая совершенно недоступна теории С. м. Вопрос об устойчивости деформированного состояния, элементарную форму которого представляет в С.м. продольный изгиб, получил в теории упругости общее решение Бриана (Bryan), Тимошенко и Динника. Помимо многочисленных форм устойчивости стержня, сжатого сосредоточенной силой, изучены также явления устойчивости стержней переменного сечения под действием равномерно распределенных сил и другие явления устойчивости балок при изгибе, равномерно сжатой трубы, кольца, оболочек, длинного стержня при скручивании и пр. Теория упругого удара— долевого, поперечного—занимает большое место в теории упругости и включает все большее и большее чис-чо технически важных случаев. Теория колебаний получила настолько прочное положение в теории упругости и в практи-тсе, что методы расчета на ко.чебания проникают область С. м., конечно в элементарном виде. Изучены распространение волны в неограниченной упругой среде (решение Пуассона и Кирхгофа), движение волны по поверхности изотропной среды (решение Релея), волны в всесторонне ограниченных упругих системах с одной, конечно многими и бесконечно многими степенями свободы. В связи с этим находятся решения, относящиеся к колебаниям струн, мембран и оболочек, различной формы стержней, пружин и пластин. [c.208]

Величину а определяют методами теории упругости, поэтому теоретический коэффициент концентрации а зависит только от геометрии детали и вида нагружения, и не зависит от свойств материала, который предполагают однородным, сплошным, упругим и изотропным. Реальные металлы неоднородны по своему строению и наряду с упругиВкШ обладают и пластичными свойствами. Вследствие этого в зоне концентрации напряжений может возникнуть местная текучесть металла, которая приведет к перераспрост-ранению местных напряжений в сторону более равномерного их распределения. Поэтому фактическое снижение предела вьшосливости детали вследствие влияния концентрации напряжений соответственно при изгибе и кручении [c.347]

Глубина закаленного слоя задается конструктором, исходя из условий работы детали, требований к ее прочности (общей и местной). Оптимальная изгибняя усталостная прочность и прочность на кручение для цилиндрических деталей достигаются при глубине закаленного слоя, составляющего -- 10% от диаметра. Для высокой контактной усталостной прочности максимум контактных напряжений не должен выходить из пределов термообработанного слоя, С возрастанием глубины закалки растут поводки, приходится вводить правку, увеличивать припуски на шлифование. Для деталей, работающих на истирание, пе подверженных деформации при закалке, целесообразно задать глубину закалки в пределах 1—2 мм. Глубина закаленного слоя не должна быть выше указанного в табл, 1, [c.5]

В. Сиделко рассматривал четыре вида напряженного состояния изгиб в вертикальной плоскости, кручение, боковой изгиб и закручивание или местная депланация отдельных лонжеронов. Последний вид напряженного состояния возникает главным образом вследствие консольного крепления отдельных агрегатов, таких как двигатели, топливные баки, аккумуляторные батареи, а также вследствие присоединения подвесок. Закручивание устраняют правильным размещением поперечин. Боковой изгиб может быть вызван, например, реактивной силой сопротивления повороту управляемых колес в процессе преодоления естественной тенденции сдвоенных задних ведущих мостов сопротивляться поворачиванию. Основной интерес представляют следующие данные о состоянии конструкции деформация конструкции при различных нагружениях интенсивность нагружения, которая может вызвать первые остаточные деформации или текучесть интенсивность нагружения, которая может привести к первым ощутимым деформациям выпучивания и к проявлению влияния цикличности нагружения на сопротивление усталости. [c.171]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...