Концентрация напряжений вокруг отверстий

В [48], например, приведены примеры решения указанным способом нескольких задач о концентрации напряжений вокруг отверстий. [c.670]

Когда радиус отверстия а стремится к нулю, максимальное окружное напряжение стремится к значению, вдвое большему того, которое действует в центре сплошного диска и определяется формулой (55). Таким образом, введение малого кругового отверстия в центре ) сплошного вращающегося диска удваивает максимальное напряжение. Другие примеры этого явления концентрации напряжений вокруг отверстий будут рассмотрены позже (см. стр. 105—112). [c.98]

Чтобы снизить концентрацию напряжений, вокруг отверстия или выреза часто используют низкомодульные накладки, например, из стеклопластика. Это позволяет понизить напряжения и перераспределить деформации аналогично тому, как этого добиваются в пластичных металлах. Подобным же образом для повышения усталостной прочности используют армирующие низкомодульные накладки в направлении, перпендикулярном к направлению возможного разрушения. Эти накладки препятствуют распространению трещин. [c.101]

В очередном выпуске приведены результаты исследований накопления повреждений и образования трещин, динамической концентрации напряжений вокруг отверстий, больших прогибов гибких оболочечных элементов и процессов газо- и гидростатического формования. Проанализированы вопросы устойчивости оболочек, включая многослойные оболочечные конструкции, при простом и комбинированном нагружениях. Рассмотрены методы расчета лепестковых упругих муфт, многослойных сосудов давления, динамических характеристик пластинчатых систем, а также другие вопросы прочности как в общей постановке для широкой номенклатуры машиностроительных конструкций, так и в виде конкретных рекомендаций для определенных узлов и деталей машин. [c.136]

Савин Г. Н. Концентрация напряжении вокруг отверстий. ГИТТЛ, 1951. [c.78]

Концентрацию напряжений вокруг отверстий в углепластике снижают низкомодульные накладки, например, из стеклопластика [ 119, с. 101 ]. Подобным же образом повышают усталостную прочность, используя армированные низкомодульные накладки в направлении, перпендикулярном направлению возможного разрушения. [c.238]

С момента выхода в свет первого издания этой книги применения теории пластинок и оболочек в практике значительно расширились, теория же пополнилась некоторыми новыми методами. С тем, чтобы оказать этим фактам должное внимание, мы постарались внести в книгу по возможности достаточное количество необходимых изменений и дополнений. Важнейшими дополнениями являются 1) параграф о прогибах пластинки, вызванных поперечными деформациями сдвига 2) параграф о концентрации напряжений вокруг круглого отверстия в изогнутой пластинке 3) глава об изгибе пластинки, покоящейся на упругом основании 4) глава об изгибе анизотропной пластинки и 5) глава, посвященная обзору специальных и приближенных методов, используемых при исследовании пластинок. Мы развили также главу о больших прогибах пластинки, добавив в нее несколько новых случаев для пластинок переменной толщины и ряд таблиц, облегчающих расчеты. [c.10]

Вокруг отверстий в связи с деформативностью ЭП возникают концентрации напряжений. Металлический патрубок выравнивает значения усилий в бетоне в окрестности ЭП, но при недостаточной его толщине полностью концентрации напряжений не снимает. Для увеличения жесткости конструкции ЭП патрубки иногда укрепляют фланцами, которые улучшают также условия заделки в бетоне оболочки. В стене оболочки могут быть установлены один или несколько фланцев с интервалом 20—30 см для повышения жесткости узлов может быть увеличена толщина стенки патрубка и т. д. Расчеты показывают, что растягивающие усилия в бетоне при одноосном сжатии конструкции отсутствуют, если толщина [c.18]

Включение с упругим заполнением можно заменить, не изменяя в существенном его влияния на пластинку, кольцевым упругим включением. Армируя отверстие кольцом надлежащим образом подобранной жесткости, можно, следовательно, значительно снизить концентрацию напряжений в материале пластинки вокруг отверстия ). [c.361]

В работе [116] для определения коэффициентов концентрации напряжений в зоне вокруг нагруженного стержнем отверстия диаметром й = 6,35 мм, созданного в пластине из углепластика (степень наполнения 60%об.) толщиной 2,4 мм и шириной id, применили метод конечных элементов. Полученные результаты хорошо сопоставимы с данными других исследователей, хотя схемы укладки и геометрические параметры образцов были не идентичны (табл. 5.13). [c.220]

Сшивные соединения с полным основанием можно рассматривать как один из способов механического крепления. Одно из основных отличительных признаков их образования по сравнению с другими разновидностями механического крепления — оформление отверстий в соединяемых деталях совмещено с введением в них крепежных элементов — ниток. Возможность образования сшивных соединений зависит от способности материалов прокалываться иглой. Из полимерных материалов такой способностью обладают пленки, мягкие пенопласты, тканые, нетканые и плетеные материалы. Среди пленок лучше сшиваются те, которые обладают высокой стойкостью к растрескиванию, критерием которой может быть прочность на раздир. К преимуществам описываемого способа соединения деталей и полуфабрикатов относятся высокая производительность, возможность получения швов различной (в том числе и пространственной) конфигурации, простота технологического процесса, доступность оборудования. Однако при этом методе соединения не удается обеспечить герметичность швов из-за образующихся перфораций и высокую прочность изделий вследствие ослабления сечения соединяемых пленок отверстиями и концентрации напряжений в зонах вокруг них. [c.311]

Прочность соединения пленок возрастает с увеличением шага между отверстиями (рис. 5.155). Если проколы сдвигаются так, что области концентрации напряжений от двух соседних отверстий перекрываются, то возникающие вокруг отверстий риски прорастают навстречу друг другу, образуя щель, и шов разрушается без приложения внешней нагрузки. Установлено, что почти не оказывает влияния на прочность пленки диаметр иглы и ее острота, если сохраняется расстояние между отверстиями. При расстоянии между отверстиями 1 мм прочность пленок снижается в среднем на 75% по сравнению с непроколотыми материалами. Однако при малом шаге (но больше критического) повышается плотность взаимного прилегания слоев материала. [c.312]

Для черных металлов характерно явление так называемой щелочной хрупкости, которая вызывается совместным воздействием на металл напряжений и щелочной агрессивной среды при температурах выше 200° и повышенном давлении. С увеличением концентрации щелочи, повышением давления и температуры коррозионный процесс ускоряется (рис. 34), причем металл не растворяется равномерно, а в местах наибольших напряжений (в частности, вокруг заклепочных отверстий) образуются трещины [c.59]

До сих пор рассматривались напряжения в рельсах, возникающие при их изгибе. Однако есть еще и другие виды напряжений, которые могут быть весьма опасными. В местах резкого изменения очертаний рельсов (например, переход от головки к шейке) и вокруг болтовых отверстий возникает концентрация местных напряжений. Чтобы уменьшить их, делают более плавные переходы по профилю рельса и стараются улучшить форму болтовых отверстий. Например, круглые отверстия лучше прежних овальных. [c.145]

Высокая концентрация напряжений на краю отверстия представляет больиюй практический интерес. В качестве примера можно упомянуть отверстия в палубах судов. При изгибе корпуса судна в палубах вызывается растяжение или сжатие, а им сопутствует высокая концентрация напряжений вокруг отверстий. Многократные циклы нагружения, производимые волнами, при- [c.108]

Часто оказывается необходимым уменьшить концентрацию напряжений вокруг отверстий, например вокруг отверстий для осмотра крыльев и фюзеляжа самолета. Это можно сделать путем добавления буртика ) или подкрепляющего кольца ). Соответствующее аналитическое решение задачи было проведено путем обобщения метода, использованного выше, а результаты сравнивались с экспериментальными измерениями, полученными с помощью тензодатчнков 3). [c.109]

Особенно эффективными оказались эти методы в задачах о концентрации напряжений вокруг отверстий. Обзор этих методов вместе с изложением результатов автора приведен в монографии Г. Н. Савина С начала XX в, во многих элементах конструкций полз или распространение тонкие пластинки и оболочки. Общая линейная теория пластинок по-прежнему основывалась на уравнении Софи Жермен — Лагранжа, и задача состояла лишь в отыскании решений этого уравнения при различных условиях опирания и нагрузках. [c.253]

Минимальное значение К обнаружили при направлении приложения нагрузки под углом 45° по отношению к ориентации упрочняющего наполнителя в материале. Вместе с тем в цитируемой работе [47] не объяснено якобы отсутствие концентрации напряжений вокруг отверстия в однонаправленном стеклопластике СВАМ на основе эластифицированного феноло-формальдегидного связующего, что не согласуется с данными других исследователей. На основании данных таблицы можно говорить лишь о положительном влиянии на величину К эластифицирования матрицы. При проектировании механического крепления необходимо учитывать, что механические характеристики материала, влияющие на прочность соединительного шва (особенно при смятии), снижаются с уменьшением толщины деталей. Заметное падение механических характеристик эпоксидных и фенолоформальдегид-ных стеклопластиков наблюдается при толщине материала менее 1,6 мм. [c.227]

Теория упругости основывается на идеализированной модели упругого кентинуума, в которой связь нагрузок между обеими сторонами поверхностного элемента описывается исключительно главным вектором рйЛ. Это предположение приводит к симметричному напряженному и деформированному состояниям. Такая модель хорошо совпадает с экспериментами, проводимыми с конструкционными материалами (сталь, алюминий, бетон) при напряжениях, остающихся в пределах упругости материала. Значительное различие между теорией и экспериментом возникает в тех случаях, когда существенными являются градиенты напряжения. Это имеет основное значение при концентрации напряжений вокруг отверстий и выточек. [c.797]

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]

В качестве примера приведем построение расчетной схемы фермы. Для стержней фермы принимаются четыре гипотезы об их материале (см. 1.2), гипотеза Бернулли и гипотеза о ненадавливаемости волокон жесткие клепаные или сварные узлы заменяются шарнирами и на основании этого доказывается, что стержни будут работать или на растяжение, или на сжатие стержни изображаются линиями, соответствующими их осям внешние силы считаются приложенными в узлах влияние концентрации напряжений вокруг заклепочных отверстий на прочность не учитывается. [c.29]

СКЛЕИВАНИЕ МЕТАЛЛОВ. Применение клеевых соединений в металлич. конструкциях позволяет надежно, достаточно прочно и просто соединять разнородные металлы различных толщин при этом исключается сверление отверстий, устраняется опасность концентрации напряжений вокруг заклепок, болтов или сварныХ точек, т. к. клеевой шов распределяет нагрузку равномерно по всей площади соединения не возникает выпучивания отдельных участков конструкции (что характерно для заклепочных соединений) клеевое соединение не ослабляет металл (что характерно для сварных соединений в результате изменения св-в металла в области сварного шва). Клеевые соединения препятствуют возникновению коррозионных явлений, создают герметичное соединение, не требующее дополнит, уплотнения, облегчают вес конструкции, допуская применение довольно тонких металлов. Склеивание эффективно в случае необходимости создать тепловую, а иногда и электрич. изоляцию. По сравнению с заклепочными и сварными соединениями клеевое соединение обладает высокой прочностью при эксплуатации в условиях умеренных темп-р, при вибрационных нагрузках и тонких сечениях металлов. Недостатки метода склеивания сравнительно невысокая теплостойкость клеевых соединений па органич. клеях, склонность к старению с течением времени, отсутствие простого и надежного контроля качества клеевых соединений, необходимость в большинстве случаев нагревания соединяемых склеиванием деталей кроме того, клеевые соединения отличаются низкой прочностью при перав-номерном отрыве. Перед нанесением клея поверхность металлов очищают от различных загрязнений, особенно от масла и жира. Прочность склеивания повышают путем создания на поверхности металла оксидной пленки. Поверхность деталей можно также анодировать. Детали из нержавеющей стали рекомендуется подвергать химич. травлению. [c.172]

Практически определяют условный предел усталости, или предел ограниченной выносливости, как напряжение, при котором металл выдерживает определенное число циклов (ГОСТ 2 860—65). Предел выносливости в значительной степени зависит от наличия концентраторов напряжений отверстий, надрезов, резких изменений сечения и т. д. Значения предела выносливости могут существенно изменяться в связи с неоднородностью структуры, наличием неметаллических включений, формой н распределрнирм кярбипов и т. п. Неметаллические включения неблагоприятной формы и ориентации, вокруг которых происходит концентрация напряжений, снижают предел выносливости металла. С уменьшением размеров зерна и упрочнением границ предел выносливости повышается. На величине предела выносливости сказывается частота нагружения при этом влияние изменений частоты характеризуется значительным разнообразием для разных металлов и сплавов, интервалов частот и видов нагружения. [c.50]

Алюминий — медь. Контактирование алюминиевых сплавов с медными недопустимо. По данным Павлова [51], контакт дюралюминия с медью вызывал сильную коррозию дюралюминия. Наиболее ярко этот эффект проявляется у неплакированного сплава и в меньшей степени — у плакированного. Даже в не слишком агрессивных атмосферах контакт алюминиевых сплавов с медными вызывает сильную коррозию алюминиевых сплавов. Такой случай описан Бровером [49]. На трансформаторных станциях для закрепления медных шин использовали зажимы из алюминия. Зажимы скреплялись стальными гайками и шпильками, а вся система покрывалась алкидной смолой. Атмосферные загрязнения быстро разрушили покрытие и это привело к сильной контактной коррозии алюминия. Алюминиевые зажимы растрескивались вокруг отверстия для шпилек в результате концентрации напряжений, возникающих за счет образования большого количества продуктов коррозии алюминия. Коррозия была предотвращена, когда все крепежные детали из алюминия были заменены на медные. [c.134]

В то же время н еобходимо учи. тывать и следующее в момент начала штамповки вокруг пробиваемых отверстий создается силовое поле, яапряженность которого меняется в отдельные промежутки времени. При высоких скоростях д еформироваиия реактивные силы, возникающие в материале под действием пуансона, концентрируются на меньшей площади. Это приводит к значительной концентрации напряжений (фиг. 54) и к прорастанию в материале микроскопических и ультрамик-роскопических трещин [12]. [c.88]

Рассматривается развитие метода малого параметра применительно к упруго-пластическим задачам теории идеальной пластичности. В настоящее время имеется сравнительно небольшое число точных и приближенных решений упруго-пластических задач теории идеальной пластичности, поскольку возникаюш,ие здесь математические трудности весьма велики. Впервые задачу о распространении пластической области от выреза, вызываюш,его концентрацию напряжений в сечении скручиваемого стержня, решил Треффтц [1]. Он рассматривал уголковый контур и при решении задачи использовал метод конформного отображения. Несколько ранее Надаи [2] была предложена песчаная аналогия, позволившая в соединении с мембранной аналогией Прандтля осуш ествить моделирование задач упруго-пластического кручения стержней. В. В. Соколовский [3] рассмотрел задачу об упруго-пластическом кручении стержня овального сечения ряд решений задач о кручении стержней полигонального сечения был дан Л. А. Галиным [4, 5]. Большая литература посвящена одномерным упруго-пластическим задачам отметим работы [2, 3, 6-8]. Точное решение неодномерной задачи о двуосном растяжении толстой пластины с круговым отверстием было дано Л. А. Галиным [9], использовавшим то обстоятельство, что функция напряжений в пластической области является бигармониче-ской. Там же Л. А. Галин рассмотрел случай более общих условий на бесконечности. Впоследствии Г. Н. Савин и О. С. Парасюк [10-12 рассмотрели некоторые другие задачи об образовании пластических областей вокруг круглых отверстий. [c.189]

Некоторые вопросы, связанные с этой аналогией между теориями пластического упрочнения и стадией установившейся ползучести металлов были в дальнейшем рассмотрены в статье автора, указанной на стр. 469. Е ней для обоих случаев приведены различные формулы для распределения напряжений в толстостенных цилиндрах и получены коэффициенты концентрации вокруг отверстия, причем для обоих случаев были приняты степен- [c.473]

Так, например, Грин и Тейлор [24] исследовали распределение напряжений в пределах упругости вокруг отверстия в плоской пластинке, нагруженной двухосным напряжением растяжения. Было установлено, что при предельных противоположных случаях ориентировки текстуры материала по отнощению к направлению нагрузок имеют место значительные отклонения от распределения напряжения в аналогичном образце из изотропного материала. В случае направления напряжения растяжения параллельно направлению ориентировки кристаллов, волокон или клеток (например, в дереве), увеличение напряжения в наиболее напряженной точке оказывается приблизительно в 2 раза больше, чем в случае изотропного материала. С другой стороны, при нагрузке, перпендикулярной направлению линий ориентировки зерен или волокон, увеличение максимального напряжения в результате концентрации напряжений оказывается приблизительно на 30% меньше, чем прн изотропном материале, однако одновременное увеличение напряжения сжатня в продольном направлении оказывается больше, чем при изотропном материале. [c.47]

Коицеитрация напряжений. На фиг. 4.5. и 4.6. иллюстрируется тестовая задача о концентрации напряжений. Исследуется распределение напряжений вокруг круглого отверстия в изотропном и слоисто-анизотропном материалах в условиях однородного напряженного состояния вдали от отверстия [6]. Чтобы можно было лучше изучить область, в которой ожидаются большие градиенты напряжений, используется неравномерное разбиение. Сравнение некоторых результатов расчета с точными решениями [3, 7] (фиг. 4.6) позволяет сделать вывод о высокой точности метода. [c.75]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...