Концентрация напряжений в в отверстиях поперечных

Ослабление концентрации напряжений около поперечных круглых отверстий при растяжении происходит при удалении материала и понижении жесткости зон около них. На рис. 7.19,а показано перераспределение напряжений и снижение их максимальных значений, достигающее 1,7 раза, в результате изменения конструктивной формы В зоне отверстия. Аналогичный эффект достигается введением в зоны концентрации напряжений материала с более низким модулем упругости, как показано на рис. 7.19,6. Запрессовка медного кольца в стальную пластину приводит li уменьщению наибо ьщи.ч 154 [c.154]

Особенно полезны различные аналоговые методы. Эти методы основаны на том факте, что в некоторых случаях задача теории упругости математически эквивалентна задаче другого раздела физики, в котором требуемые величины могут быть легко измерены. Уже было упомянуто о гидродинамической аналогии, с помощью которой Дж. Лармор определил концентрацию напряжения в скручиваемом валу, вызванную малым круглым отверстием. Очень важная аналогия была развита Л. Прандтлем ). Он показал, что задача кручения эквивалентна определению поверхности прогибов равномерно растянутой и равномерно нагруженной мембраны, имеющей такую же форму, как и поперечное сечение скручиваемого вала. Используя мыльную пленку как мембрану и замеряя оптическим путем максимальный наклон поверхности прогибов, вызванный равномерным давлением газа, можно легко получить максимальное напряжение при кручении. В дальнейшем метод мембранной аналогии был развит Г. Тейлором ) и применен к исследованию напряжений при кручении валов со сложной формой поперечного сечения. Кроме того, таким же образом была изучена концентрация напряжения в круглых валах со шпоночными канавками. [c.669]

Рпс. 8. Коэффициенты концентрации напряжений в поперечном отверстии при изгибе (а) и при кручении (а ) [c.231]

Указание. В запас прочности принять, что нагрузка изменяется по пульсирующему циклу. Учесть концентрацию напряжений, вызванную поперечным отверстием в оси. [c.203]

Влияние концентрации напряжений. В местах резкого изменения поперечных размеров детали, у отверстий, надрезов, выточек и т. п. возникает, как известно, местное повышение напряжений, снижающее предел выносливости по сравнению с таковым для гладких цилиндрических образцов. Это снижение учитывается эффективным коэффициентом концентрации напряжений Ка (или Кх), который определяется экспериментальным путем. Указанный коэффициент представляет собой отношение предела выносливости а 1 гладкого образца при симметричном цикле к пределу выносливости образца тех же размеров, но имеющего тот или иной концентратор напряжений, т. е. [c.227]

Для того чтобы понять, в чем заключается явление концентрации напряжений, рассмотрим пример пусть полоса шириной Ь и толщиной 6 (рис. 2.137) растягивается силами К н имеет небольшое сквозное отверстие диаметром (1. Заметим, что длина полосы много больше ширины Ь, а та, в свою очередь, много больше толщины полосы и диаметра отверстия Ь 5с1). В любом поперечном сечении полосы продольная сила = Р и номинальные напряжения, т. е. напряжения без учета концентрации, будут найдены по формуле [c.333]

Концентрация напряжений в круглом вале с поперечным круговым отверстием [c.295]

При расчёте коленчатого вала должно быть учтено влияние на прочность состояния поверхности, т. е. будет ли поверхность шейки или щеки гладкая или иметь следы инструмента размера сечения поперечных для циркуляции масла отверстий концентрации напряжений в местах сопряжений щёк с шейками галтелей и ряда других факторов (термообработки, напрессованных на вал деталей и пр.) . [c.502]

На рис. 6.3, б коэффициент ослабления концентрации напряжений приведен в зависимости от предела выносливости при отсутствии концентрации напряжений на основании экспериментальных результатов для цилиндрических образцов с поперечным отверстием, приведенных в табл. 6.1 и 6.2. Сравнение кривых для коэффициента ослабления концентрации напряжений на рис. 6.3, а и б, построенных с помощью предела прочности при растяжении и предела выносливости при отсутствии концентрации напрял<ений, показывает, что оба метода дают примерно одинаковый разброс. Это говорит о том, что преимущества экспериментальных результатов по определению предела выносливости при отсутствии концентрации напряжений теряются из-за неточности результатов. [c.143]

На рис. 78, а приведены коэффициенты концентрации напряжений в смазочном поперечном отверстии а, и на рис. 78, б — коэффициенты относительной напряженности на кромке отверстия т). Суммарные нормальные напряжения по контуру отверстия [c.474]

Изучению влияния трещин на прочность конструкций предшествовали десятилетия изучения влияния надрезов, которые неизбежно существуют в деталях реальных конструкций и машин, на их прочность. Такими надрезами являются отверстия, шпоночные канавки и т. п. Любое резкое изменение поперечного сечения представляет собой надрез и вызывает концентрацию напряжений. В данной работе термин надрез применяется в более узком смысле для обозначения геометрической конфигурации, которая имеет определенный конечный краевой радиус, в то время как трещина характеризуется тем, что ее краевой радиус сколь угодно мал. [c.441]

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]

К основным факторам, влияющим на сопротивление усталости валов и осей, относят концентрацию напряжений в местах резкого изменения размеров и очертаний детали (места расположения проточек, канавок, отверстий, резьбы, шпоночных пазов, перехода от одного диаметра к другому по галтели и др.) абсолютные размеры поперечного сечения (масштабный фактор) качество обработки поверхности технологические методы поверхностного упрочнения эксплуатационные факторы (коррозия, температура, частота нагружения). [c.92]

При переменных нагрузках на прочность материала влияет концентрация напряжений в местах изменения формы поперечного сечения (галтель, резьба, отверстия, канавки и пр.), а также чистота обработки поверхности детали и ее абсолютные размеры. [c.276]

Ранее мы изучали закон распределения напряжений при постоянстве сечения или при непрерывном изменении сечения по длине бруса. В этом случае имеет место плавное изменение напряжений по площади сечений (например, при растяжении). Однако при резком изменении поперечного сечения (у отверстий, выточек, выкружек) происходит явно выраженное нарушение плавного закона распределения напряжений по площади сечения. Это нарушение плавного закона распределения напряжений по площади сечения называется концентрацией напряжений (или сосредоточением напряжений). Концентрация напряжений имеет отчетливо выраженный местный характер. Концентрация напряжений обнаруживается в резком повышении напряжений по сравнению со средней величиной напряжения. Между наибольшим местным напряжением при концентрации и номинальным напряжением ад имеется такая связь [c.256]

При сверловке одиночных отверстий или групп отверстий в трубах возникает концентрация напряжений и происходит ослабление поперечного сечения. Эти явления также учитываются коэффициентом прочности ф , методика определения которого изложена в 5.5. [c.332]

Так как детали машин, как правило, работают в условиях концентрации напряжений в местах галтелей, выточек, резьбы и т. д., то и в лабораторной практике необходимо предусматривать испытания, которые определили бы сопротивление исследуемогО металла концентрации напряжений. Для этого подвергают испыта- чию образцы с надрезом (рис. 246). На рис. 247 приведены в полулогарифмических координатах данные, показывающие влияние острого надреза на величину предела усталости стали при разных температурах. Надрез снижает предел усталости в среднем в два раза. Однако для больщинства сталей чувствительность к концентрации напряжения с повышением температуры уменьшается. Детальное исследование этого вопроса было проведено С. В. Серенсеном [108] на низколегированной стали испытуемые образцы имели сопряжения типа буртов, шлиц и поперечных отверстий коэффициенты концентрации напряжений в этих образцах составляли от 1,64 до 2,22. Испытания показали снижение коэффициентов концентрации напряжений при температуре 600° по сравнению с нормальной температурой на 10—15 /о. У многих высокожаропрочных сплавов наблюдается вообще малая чувствительность к концентрации напряжения при высоких температурах. [c.282]

В этих формулах / = Отш/с тах —коэффициент концентрации напряжений (А = 2 для поперечных отверстий, мест посадки деталей на вал, шпоночных и шлицевых канавок = 2,5 для сварных элементов) Р — коэффициент чувствительности материала (для углеродистых сталей Р 0,2 для легированных (5 лг 0,3) Аб — базовое число циклов нагружения (Лб = Ю ) А — число циклов за расчетный срок службы т — показатель степени кривой выносливости (т = 8- 9 для механических деталей т= 4-Ьб для-металлоконструкций и корпусов захватов т = 3 для деталей, рассчитываемых на контактную прочность). Методика определения эквивалентной нагрузки при расчете элементов грузозахватных устройств на выносливость изложена в [8, с. 17]. [c.55]

Иногда в резиновых деталях встречаются выточки или отверстия, уменьшающие, например, поперечное сечение пластины. Чем меньше радиус выточек, тем больше концентрация напряжений в таких местах, ведущая к значительному снижению прочности и длительности срока службы детали. Исследование напряжения в местах концентрации последнего может быть произведено методом фотоупругости [19]. Поскольку прочность резины определяется рядом факторов и условий применения, установление допустимых напряжений или деформаций для резиновых деталей пока мало изучено. Графический метод расчета допускаемых условных напряжений в резиновых деталях, подвергаемых сжатию, используется в ограниченных пределах [20]. [c.14]

Резкое изменение поперечных сечений и направления отдельных эле.ментов кривошипа, а также характер распределения действующих сил приводят к неравномерному распределению напряжений по длине вала и по его поперечным сечениям. Неравномерность напряжений усиливается концентрацией напряжений в галтелях щек и у краев масляных отверстий шеек вала. В связи с этим действительные напряжения могут значительно превышать номинальные, вычисленные по формулам сопротивления. материалов. [c.466]

I lH". 1.72. Теоретические коэффициенты концентрации напряжений в цилиндрических образцах с поперечным круговым отверстием при изгибе М плоскости, содержащей ось отверстия. [c.105]

Номинальным называют такое напряжение, которое определяется по общим формулам сопротивления материалов в предположении, что концентрация напряжений отсутствует. При этом в некоторых случаях не учитываются ослабления поперечного сечения, вызванные наличием небольших отверстий, выточек и др., т. е. имеется в виду полная площадь (брутто) поперечного сечения. [c.215]

Факторы, вызывающие концентрацию напряжений (отверстие, надрез и т. п.), называют концентраторами напряжений. Максимального значения напряжения достигают в непосредственной близости от него (например, у края отверстия или выкружки) и ограничиваются весьма небольшой частью площади поперечного сечения, т. е. имеют местный характер. Поэтому напряжения у мест концентрации и называют местными. [c.108]

Величина местных напряжений зависит от вида и размеров концентратора. Например, чем меньше радиус отверстия или выкружки в полосе, тем больше максимальные напряжения отличаются от номинальных. В случае весьма малого радиуса отверстия в полосе (рис. 118, а) у краев отверстия наибольшее напряжение равно трем номинальным (а = 3), а у краев полукруглых вырезов (рис. 118, б) — примерно двум номинальным (а = 2). Надрезы с острыми входящими углами дают еще большие коэффициенты концентрации напряжений у вершин углов. Для некоторых распространенных концентраторов напряжений в полосе прямоугольного поперечного сечения значения теоретических коэффициентов концентрации приведены на графике рис. 119, а в стержнях круглого поперечного сечения — в табл. 11. Более подробные данные о теоретических коэффициентах концентрации напряжений приводятся в справочниках по расчету на прочность и в специальных курсах. [c.109]

Наличие резких изменений площади поперечного сечения вследствие резких переходов, отверстий, выточек, надрезов и т. д. приводит к неравномерному распределению напряжений и к увеличению их в отдельных местах сечения. Это явление называется концентрацией напряжений. [c.49]

Сопротивление малоцикловому разрушению в зонах концентрации напряжения до возникновения трещины связано с упругопластическим перераспределением в них напряжений и деформаций. Один из результатов измерения перераспределения деформаций около поперечного отверстия в пластине из циклически разупрочняющей-ся стали представлен на рис. 5.9. Слева на этом рисунке показаны линии равной деформации трех уровней статической нагрузки, справа —циклической нагрузки (пульсирующий цикл) на стадии возникновения разрушения. Максимальные деформации на контуре отверстия обозначены бтах- [c.90]

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]

Уменьшение диаметра одиночного поперечного отверстия приводит к уменьшению теоретического коэффициента концентрации напряжений и, следовательно, увеличению предела выносливости. Для образцов со сдвоенным отверстием (/ = onst) теоретический коэффициент концентрации напряжений практически не меняется при изменении радиуса в довольно широких пределах. Предел выносливости образцов с некруглыми поперечными отверстиями в результате этого остается приблизительно постоянным при изменении радиуса концентратора от 0,4 до 0,15 мм. [c.86]

Из приведенных результатов видно, что с увеличением диаметра отверстия возрастает концентрация напряжений в неподкреплен-ной оболочке, соответственно увеличивается оптимальное в заданной области значение площади поперечного сечения (д Г). При этом для внутреннего давления оптимальным значением площади всегда является наибольшее из допускаемых ограничениями (j f = = l/30t ,), а для одноосного растяжения при и, < 0,215 (или оптимальное значение находится внутри допускаемого интервала (О < д < 1/ЗОиз). [c.635]

Существенно увеличивает прочность вала при изгибе перекрытие шеек, особенно при тонких и узких щеках (рис. 4, г). При степени перекрытия Аа =+0,2 (рис. 4, 5) снижение напряжения может составить 20—30%. В двигателях с малым ходом поршня, особенно при положительном перекрытии, канал в шатунных шейках приходится делать наклонным (рис. 4, е) или эксцентричным (рис. 4, ж). Эксцентричное сверление предпочтительнее, так как дает возможность еще снизить напряжение в галтели перехода к щеке снижение это может составлять при изгибе около 5%, при кручении около 10%, оптимальная величина относительного эксцентриситета e/d составляет около 0,05. Для снижения концентрации напря->йений в зонах галтелей коленчатых валов могут быть использованы те же приемы, что и для, прямых валов. В ответственных случаях галтель описывают двумя радиусами, применяют также эллиптическую (рис, 4, з) или параболическую (рис. 4, и) галтели. Так как в этих случаях сильно умень-ша гтся рабочая длина шейки, то целесообразно выполнять галтель с поднутрением в щеку или шейку (рис. 4, к). При малой толщине щеки поднутрение обычна не применяют из-за ослабления щеки. Поднутрение в шейку может дать снижение напряжений в местах перехода на 20—40%, однако уменьшает опорную поверхность шейки. Масло для смазки шатунных подшипников обычно подается под давлением от коренных подшипников через сверления в щеках. В этом случае шейки оказываются ослабленными поперечными отверстиями, вызывающими [c.316]

Меньшие значения относятся к случаю концентрации напряжений у поперечного отверстия. при условии закалки по всей зоне концентрации напряжения н при сохранении пластичной сердцевины. Обкатка подступичной части валов с напрессованными деталями, галтели прямых ступенчатых валов, обжатие пуансоном края отверстия в валу с поперечным отверстием и т. п. Обкатка галтели коленчатого вала. При нагреве и в условиях длительной службы влияние упрочнения от наклёпа ослабевает. Цифры, заключённые в скобки, нуждаются в дополнителыюй проверке [c.525]

Фиг. 1. Концентрация напряжений у поперечного отверстия в пластинке при растяжении. Линии тел и пт соответствуют номинальным (средним) напряжениям (СТп), линии т п и п т — действительному распределению нормальных напряжений в поперечном сеченпц растягиваемой полосы.

Для проверки правильности мнения о том, что при нормальной температуре стальные детали без остаточных напряжений менее склонны к хрупким разрушениям, даже при наличии значительных исходных дефектов и трещин, автором были проведены испытания поковок из углеродистой стали с пределом прочности 60 кГ/л1Л1 с площадью поперечного сечения 250 и 350 В ослабленном сечении каждого образца было просверлено отверстие для создания концентрации напряжений при нагружении растягивающей нагрузкой. В процессе ковки и термической обработки в образце возникала сеть трещин, положение и величина которых определялись перед испытаниями ультразвуковым методом. Площади трещин и других дефектов в наиболее нагруженном сечении образца были просуммированы и отнесены к общей площади поперечного сечения. Были учтены также дефекты, ориентированные перпендикулярно направлению растяжения, так как наличие их уменьшает площадь поперечного сечения образца. В первой, наиболее недоброкачественной поковке (/) отношение площади дефектов к площади всего поперечного сечения составляло 0,9, т. е. несущая площадь составляла 10% поперечного сечения. Во второй поковке II) это отношение составляло 0,75, т. е. несущая площадь составляла 25% поперечного сечения. В третьей поковке III) отношение площади дефектов к площади всего сечения составляло 0,4. [c.415]

В местах резкого изменения призматической фермы бруса (в гал талях прп переходе от одного размера поперечного сечения к дру тому, вблизи надрезов, отверстий и т, п.) возникают напряжения, которые значительно превышают номинальные напряжения а г, определяемые по формуле (46), Эта концентрация напряжений развивается в очень небольших объемах, причем в последних не голыми увеличи вается интенсивность напряжения, но меняется и характер напряженного состояния При статическом нагружении местные напряжения не оказывают существенного влияния на прочность детали как из пластичного материала (конструкпионная сталь), гак и из хрупкого неоднородного материала (чугун). В случае хрупкого однородь-ого материала (инструментальные стали) концентрация напряжений понижает прочность и при статическом нагружении. [c.64]

В теории упругости рассматривается также вопрос о концентрации напряжений, вызванных отверстием, ослабляюшим поперечное сечение. В случае задачи о распределении напряжений во врашаюшемся диске осесимметричное отверстие приводит к возрастанию окружных напряжений. Если для сплошного диска при г = О окружное напряжение [c.27]

При вычислении наибольшего касательного напряжения на практике также принимают в расчет ослабление сечения Заклепочными отверстиями. Можно видеть, что площадь поперечного сечения стенки благодаря отверстиям уменьшается в отношении (е — где е есть расстояние между центрами отверстий ц d — диаметр отверстий. Поэтому для вычисления х у в стенке двутавровых балок в правую часть уравнения (64) обычно вставляется множитель еДе — й). При этом необходимо заметить, что этот способ учета влияния ослаблеькя заклепочными отверстиями является грубым ириОлижением. Действительное же распределение напряжений около отверстий весьма сложно. Рассмотрение концентрации напряжений у краев отверстия будет приведено ниже (см. том II). [c.118]

I li . 1.73. Теоретические коэффициенты концентрации напряжений в 1и.м1111дрических образцах с поперечным круговым отверстием при кручении (ti и Tj — касательные напряжения в точках 1 и 2). [c.105]

После онределення диаметров и д. шн участков вала, а также его кон-структивтах з.. )ементов производят расчет вала иа выносливость (см. 10.3). Надо иметь в виду, что шпоночные пазы, резьбы иод установочные гайки, поперечные сквозные отверстия НОД штнфт1)1 и 1и отверстия иод установочные винты, канавки, а также резкие изменения сечений вала вызывают концентрацию напряжений, уменьшающих еп) усталостную прочность. Поэтому, если вал имеет небольшой запас уста- [c.143]

Метод имплант , предложенный французскими исследователями, предусматривает испытание цилиндрического образца-вставки (импланта) с винтовым надрезам, (рис. 13.37) (ГОСТ 26388—84). Образец монтируют на скользяш,ей посадке в отверстие пластины, на которую наплавляют сварной валик и одновременно переплавляют верхнюю часть образца СТЦ регулируют, изменяя q/v. За стандартный СТЦ принят цикл с h/ъ,, равным 10 с. В процессе охлаждения в диапазоне 420... 370 К образцы нагружают постоянным растягивающим усилием. Разрушающие напряжения рассчитывают относительно поперечного сечения образца в надрезе без учета концентрации напряжений. [c.542]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...