Зона текучести местной

Зона текучести местной 70 [c.578]

Как показали эксперименты, о исследованных трубах слои работают почти независимо друг от друга. Благодаря относительно малой толщине каждого слоя, стенка многослойных труб при поперечном их изгибе теряет устойчивость в сжатой зоне мгновенно при напряжениях значительно ниже предела текучести. Местной потере устойчивости способствуют несовершенства формы и деформации труб в местах приложения нагрузки на опорах. Местная потеря устойчивости стенки труб происходила при напряжениях равных 0,7 —0,8 от предела текучести металла труб, а при наличии небольшого смятия [c.209]

Для пластичных материалов концентрация напряжений значительно менее опасна, чем для хрупких. Практически при статическом нагружении деталей из пластичных материалов концентрация напряжений не влияет на их прочность. При возникновении в пластичном материале местных напряжений, достигающих предела текучести, в нем появятся зоны пластических деформаций. При местном характере повышенных напряжений зоны текучести также именит местный характер. Благодаря этому резко снижается возможность распространения местных напряжений в элементе из пластичного материала. Для хрупких материалов концентрация напряжений сохраняет опасность в полной мере, так как отсутствие смягчающего концентрацию буфера — текучести — приводит к быстрому разрушению. Поэтому различают теоретический коэффициент концентрации который учитывает только форму образца, и действительный (эффективный) коэффициент концентрации а д, который, кроме того, учитывает характер материала образца. Элективный коэффициент концентрации обычно меньше теоретического и лишь для весьма хрупких однородных материалов [c.300]

Степень влияния местных напряжений на прочность детали существенно зависит от характера нагружения и материала. При расчете конструкции из пластичных материалов, работающей в условиях статического нагружения, местными напряжениями пренебрегают. Это объясняется тем, что при росте нагрузки напряжения в зоне концентрации, достигнув предела текучести, не возрастают до тех пор, пока во всех соседних точках они не достигнут того же значения, т. е. пока распределение напряжений в рассматриваемом сечении не станет равномерным. Иначе обстоит дело при циклически изменяющихся напряжениях. Многократное изменение напряжений в зоне концентратора напряжений приводит к образованию и дальнейшему развитию трещины с последующим усталостным разрушением детали. Для оценки снижения прочности вводят эффективный коэффициент концентрации, равный отношению предела выносливости о 1 гладкого полированного образца к пределу выносливости образца с концентратором напряжений, абсолютные размеры которого такие же, как и у гладкого образца [c.248]

На прочность пластичных и хрупких материалов концентрация напряжений влияет по-разному. Существенное значение при этом имеет также характер нагрузки. Если материал пластичный (диаграмма напряжений имеет площадку текучести зна чительной протяженности) и нагрузка статическая, то при увеличении последней рост наибольших местных напряжений приостанавливается, как только они достигнут предела текучести. В остальной части поперечного сечения напряжения будут еще возрастать до величины предела текучести Стт, при этом зона пластичности у концентратора будет увеличиваться (рис. 120). Таким образом, пластичность способствует выравниванию напряжений. На этом основании принято считать, что при статической нагрузке пластичные материалы мало чувствительны к концентрации напряжений. Эффективный коэффициент концентрации для таких материалов близок к единице. При ударных и повторно-переменных нагрузках, когда деформации и напряжения быстро изменяются во времени, выравнивание напряжений произойти не успевает и вредное влияние концентрации напряжений сохраняется. Поэтому в расчетах на прочность учитывать концентрацию напряжений необходимо. [c.120]

Зона БС (см. рис, 1.27) называется зоной упрочнения. Здесь удлинение образца сопровождается возрастанием нагрузки, но неизмеримо более медленным (в сотни раз), чем на упругом участке. В стадии упрочнения на образце намечается место будущего разрыва и начинает образовываться так называемая шейка - местное сужение образца (рис. 1.29). Впрочем, место будущего разрыва намечается ранее - при общей текучести. Обнаружить его можно с помощью наклеенных термопар, выявляющих место наиболее интенсивного повышения температуры образца. [c.69]

По мере растяжения образца утонение шейки прогрессирует. Когда относительное уменьшение площади сечения сравняется с относительным возрастанием напряжения, сила Р достигнет максимума (точка С). В дальнейшем удлинение образца происходит с уменьшением силы, хотя среднее напряжение в поперечном сечении шейки и возрастает. Удлинение образца носит в этом случае местный характер, и поэтому участок кривой D называется зоной местной текучести. Точка D соответствует разрушению образца. [c.70]

Для разрушения при напряжении ак, приближающемся к пределу текучести Стт, следует использовать более точное решение (2.18) с учетом перераспределения местных напряжений в пластической зоне [c.33]

В соответствии с нормами оценка прочности корпусных конструкций проводится, в частности, по такому предельному состоянию, как пластическая деформация или деформация ползучести по всему сечению. При проведении поверочного расчета (см. гл. 2), позволяющего уточнить геометрическую форму конструкции, напряжения рассчитываются, кж правило, в предположении упругого поведения материалов и в том случае, если они по расчету превышают предел текучести материала. Местные напряжения и деформации в зонах концентрации в упругопластической области определяются через номинальные и местные в упругой области. [c.129]

Величины и распределения номинальных напряжений являются исходными для определения местных напряжений (механических и температурных) в местах конструктивной концентрации напряжений (выточки, галтели, отверстия, витки резьбы и т. д.). Местные напряжения могут быть оценены на основе обширной справочной информации по теоретическим коэффициентам концентрации напряжений, полученной из решения краевых задач теории упругости, а также из экспериментов (в частности, методом фотоупругости). Значительные возможности в определении местных напряжений в зонах концентрации связаны с расширяющимся применением ЭВМ и численных методов решения краевых задач (методы конечных элементов, конечных разностей, граничных интегральных уравнений). В большом числе случаев местные напряжения в зонах концентрации (с учетом температурных и остаточных напряжений) могут превосходить предел текучести, обусловливая повторное упругопластическое деформирование. [c.10]

Основными причинами повреждения барабанов котлов являются высокие номинальные и местные (а = 2-3,5) циклические напряжения от запусков и остановов котлов накопление циклических повреждений от термических напряжений, связанных с пульсациями тепловых потоков и регулированием мощности повышенные остаточные напряжения в зонах приварки труб наличие исходных дефектов как в основном металле, так и в сварных соединениях накопление повреждений от коррозии и деформационного старения. Хрупкое разрушение барабанов паровых котлов может происходить в процессе гидро-испытаний при напряжениях Ниже предела текучести после заварки обнаруженных трещин. Для анализа прочности барабанов котлов в эксплуатации были осуществлены обширные исследования напряжений, деформаций и температур в программных и аварийных режимах, которые выявили условия образования местных упругопластических деформаций, превышающих предельные упругие в 1,5-2 раза. При испытаниях лабораторных образцов, вырезанных из серединных слоев поврежденных барабанов котлов было обнаружено незначительное (до 10%) уменьшение характеристик механических свойств предела текучести, предела прочности и относительного сужения. Было установлено, что наличие окисных пленок существенно (до 40%) снижает сопротивление циклическому разрушению. [c.74]

Корпуса современных энергетических установок [1—3] представляют собой ответственные и сложные конструкции, к надежной работе которых предъявляются специальные требования. В соответствии с нормами [4] оценка их прочности проводится по таким предельным состояниям, как пластическая деформация или деформация ползучести по всему сечению, появление макротрещин при циклическом нагружении, разрушение (вязкое и хрупкое) и др. При проведении поверочного расчета, позволяющего уточнить геометрическую форму конструкции и определить допускаемое число циклов нагружения и ресурс эксплуатации. Напряжения рассчитываются, как правило, в предположении упругого поведения материалов и в том случае, если они по расчету превышают предел текучести материала местные напряжения и деформации в зонах концентрации в упругопластической области определяются через номинальные и местные в упругой области. При этом для удобства выполнения расчетов, принятых в инженерной практике, вместо упруго-пластических деформаций рассматриваются условные упругие напряжения, равные произведению этих деформаций на модуль упругости [4]. [c.75]

Определение усталостной прочности для образцов с концентраторами напряжений являлось бы несложным, если - бы нужно было лишь использовать теоретические коэффициенты концентрации напряжений для идеализированного материала. Но такой расчет оказывается непригодным, так как законы распределения напряжений в деталях реальных конструкций отличаются от теоретически выведенных для идеальных материалов. В процессе нагружения усталостного характера в зоне максимального напряжения может возникнуть местная текучесть материала, а это вызывает перераспределение напряжений и уменьшение их наибольшего значения. Надо иметь в виду также другие явления, например, наличие внутренних раковин в материале (см. разд. 5.11), также ослабляющих двумерное или трехмерное поле напряжений. Эти обстоятельства повышают выносливость при наличии концентрации по сравнению с теоретическими данными, приводящими при этом к расчету с запасом прочности, а вместе с тем, возможно, и к излишне утяжеленной конструкции. [c.114]

Появление в местных зонах ф = 90° напряжений изгиба, равных пределу текучести, и дальнейшее развитие местного пластического шарнира не приводят к потере формы трубы, т. е. к появлению ощутимых для конструкции остаточных деформаций. Такое положение сохраняется до момента достижения в точках Ф = О и ф = 180° напряжений, равных пределу текучести. Это состояние назовем предельным и соответственно давление обозначим Рпред- с дальнейшим нагружением наблюдается резкое увеличение деформаций изгиба и стремление цилиндра принять круговую форму. [c.205]

При расчете по допускаемым напряжениям за предельное состояние конструкции принимается такое, при котором максимальные напряжения достигают величины допускаемых напряжений [а] или [т]. Однако в случае неоднородного напряженного состояния возникновение пластических деформаций в одной наиболее напряженной точке еще не приводит к разрушению конструкции. При достижении напряжений текучести в местной зоне деталь еще может сопротивляться увеличению внешних сил до тех пор, пока пластические деформации не охватят значительный объем детали. Предельное состояние конструкции соответствует величинам таких перемещений, превышение которых обращает ее в геометрически изменяемую систему или нарушает условия нормальной эксплуатации. Нагрузки, соответствующие предельному состоянию, называются предельными. [c.334]

При возникновении упругопластических местных деформаций в зонах концентрации происходит перераспределение напряжений и деформаций, что вызывает изменение коэффициентов концентрации напряжений и деформаций. Это перераспределение зависит от сопротивления материала неупругим дефор.мациям (предела текучести 0т > модуля El и показателя уп- [c.21]

Определяемые при поверочном расчете напряжения с учетом местных изгибных напряжений от краевых сил и моментов существенно выше мембранных. Поэтому получающиеся по упругому расчету напряжения о и их интенсивности Ог в зонах краевого эффекта, таких, как жесткая заделка, сопряжение оболочки с плоским днищем, места приложения сосредоточенных нагрузок и т. п., могут значительно превышать предел текучести даже без учета местного повышения напряжений в местах их концентрации. Так, в жесткой заделке цилиндрической оболочки 6% вдвое выше, чем в гладкой части и превышает Ст прй давлениях р и Рг соответственно в 1,16 и 1,44 раза. Найденные в результате упругого расчета перемещения и деформации, необходимые для оценки прочности и работоспособности конструкции, оказываются ниже действительных, определенных по упругопластическому расчету, а жесткость при растяжении и изгибе — завышенной. Исходя из упругого расчета Це представляется возможным отгнить возникающую погрешность в определении наибольших деформаций в упругопластических зонах конструкций. [c.122]

Следует добавить, что в стальном стержне с острым надрезом выравнивания местных напряжений не происходит, так как развитие пластических деформаций в зоне надреза невозможно. Такие стержни разрываются хрупко, без текучести и образования шейки, как бы ни был пластичен материал. [c.232]

Упругопластическоё распределение деформации в окрестности трещины является основой для определения деформационных критериев хрупкого разрушения. Ранее приведенное выражение для коэффициента интенсивности напряжений К=Оу Y2ж) позволяет приближенно определить протяженность пластической зоны (зоны текучести) Гт на продолжении трещины. Полагая в конце пластической зоны равенство местных напряжений Оу пределу текучести От, можно записать [c.30]

Следует заметить, что для необходимого ускорения развития трещины максимальное напряжение должно действовать в достаточно большом объеме материала. Даже очень высокое местное напряжение может не вызывать разрушения материала при весьма ограниченной зоне действия. В соответствии с этим могут быть созданы условия ограничения степени пластической деформации и достижения критической скорости деформации в малом объеме материала, который, однако, не должен быть меньше. минимального эффективного объема прн данно.м напряжении растяжения Чем выше тем меньше может быть объем, в пределах которого действие этого напряжения будет вызывать разрушение металла, и тем легче создаются условия хрупкого разрушения. Критический размер напряженной зоны определяется местными свойствами материала, уменьшаясь с понижением ннжнего предела работы деформации Ап.г.метш и повышением предела текучести [c.276]

Присутствие концентраторов отнюдь не всегда представляет собой опасность для работоспособности конструкции. Во-первых, влияние концентраторов на деформацию всего упругого тела вследствие их малых размеров незначительно, поэтому при расчете упругих смещений в конструкции влияние концентраторов можно не учитывать. Во-вторых, при статическом однократном нагружении сооружения или механизма, выполненного из пластичного материала, появление текучести в зоне концентратора не представляет опасности. Действительно, остаточная деформация, возникающая в малом объеме перенапряженного материала в зоне концентрации, не может вызвать остаточной деформации всего сооружения и, следовательно, повлиять на его проектные размеры. Эта местная деформация приведет лишь к некоторому изменению картины напряженного состояния в зоне концентрации. В результате максимальное напряжение не будет превышать предела текучести, но зато несколько увеличится напряжение в другн.х точках расчетного сечения. [c.166]

При эксплуатации котельных установок, работающих на безнакипном щелочном режиме, неоднократно появлялись трещины в заклепочных и вальцовочных соединениях. Характерными особенностями трещин являлись расположение их но границам зерен, отсутствие деформаций металла в зоне образования трещин, сохранение металлом механических свойств даже в непосредственной близости от места разрушения. Исследованиями установлено, что указанные трещины обусловлены каустической хрупкостью металла, возникающей вследствие одновременного воздействия на металл местных напряжений, близких к пределу текучести или превышающих его, и щелочно-агрессивной котловой воды. Повышению местных напряжений способствуют остаточные напряжения после клепки или развальцовки, а также напряжения, вызываемые неравномерным прогревом (охлаждением) металла при пусках и остановках котлоагрегатов и в случаях резких изменений нагрузки. Кроме того, повышение местных напряжений вызывается неправильным вводом и распределением питательной воды в барабане, а также ограничением свободы термических удлинений элементов котла. [c.419]

Возможность образования в наиболее нагруженных зонах (концентрации, термонапряжений, остаточных напряжений) повторных упругопластических деформаций приводит к образованию малоциклового разрушения с базами по числу циклов 10 —10 . Характерной особенностью малоциклового разрушения является относительно слабая зависимость числа циклов до разрушения от номинальных напряжений на уровне предела текучести и выше. Однако при этих напряжениях существенно изменяются местные пластические деформации. В связи с этим расчеты на малоцикловую прочность проводятся не в напряжениях, а в деформациях [2, 8, 9]. Деформационные подходы в расчетах прочности и ресурса машин и конструкций при малоцикловом нагружении подробно рассмотрены в настоящей монографии. [c.12]

Для перехода от значений внешних нагрузок (номинальных напряжений) к локальным напряжениям и деформациям необходимо располагать в соответствии с нормами расчета энергетических конструкций на малоцикловую усталость [2] значениями кэффициен-тов концентрации напряжений (при упругих деформациях) и коэффициента концентрации деформаций К , если местные напряжения превышают предел текучести материала. Если для геометрических концентраторов напряжений типа отверстий, галтелей, выточек и т. п. такие данные в области упругих деформа ий широко представлены в работах [3, 4], то применительно к сварным соединениям строительных конструкций такая систематизация до настоящего времени отсутствует. В связи с этим были проведены исследования зон концентрации напряжений и деформаций в стыковых и угловых швах при простейших способах нагружения (растяжение, изгиб) с применением [5] методов фотоупругости и фотоупругих покрытий. При исследованиях варьировались следующие величины, характеризующие геометрию сварного шва и определяющие уровень концентрации напряжений для стыковых швов — относительная высота наплавленного металла к его ширине q e, относительная ширина шва е/5, радиус перехода р и толщина свариваемых пластин з для угловых швов — соотношение катетов, радиус перехода р и толщина з. Диапазон изменения этих параметров был выбран на основе стандартных допусков на геометрию швов, выполненных ручной дуговой сваркой плавящимся электродом, автоматической и полуавтоматической под слоем флюса и дуговой сваркой в защитных газах. Было принято, что в стыковых сварных соединениях относительная высота валика шва не превышает 0,7, а относительная ширина шва находится в пределах 0,03 е/з 3,4. С увеличением толщины свариваемых пластин относительная высота и относительная ширина шва. [c.173]

Местная деформация смятия на опорных поверхностях грибков хвостов, в шпонках и в некоторых других зонах может достигать больших величин, поэтому коэффициенты запаса прочности допускаются минимальными. Допускаемые напряжения смятия не должны превышать 80% от величины предела текучести на растяжение при рабочей температуре и превосходить величину предела длительной прочности. Чрезмерно высокий уровень напряжений смятия может затруднить раз-лопачивание дисков при ремонтах и т. п. [c.271]

Влияние температуры испытаний на долговечность на стадии образования трещин при (Хд = 3 и амплитуде номинальных напряжений Оан, равных пределу текучести Стт (Оав = 1), показано на рис. 7.10. Точки на рис. 7.10 нанесены по результатам расчета на ЭВМ с учетом кинетики местных упругопластических деформаций в зоне концентрации. Предельное число циклов для. заданных Оа и Пон зависит от типа стали и температуры испытаний. Минимальными разрушающие числа циклов оказываются для циклически разупрочняющейся стали ТС (II), а максимальными — для стали Х18Н10Т (III), склонной к циклическому упрочнению. Различие долговечности при этом достигает 20—50 раз. Это различие объясняется разными скоростями накопления повреждений в зонах концентрации, а также абсолютными значениями местных деформаций (их величина для стали II в 2,1— 3,1 раза больше, чем для стали III. Для циклически стабильной при 20° С и склонной к деформационному старению стали 22к (I) при температурах старения долговечность уменьшается в 2—2,5 раза за счет снижения пластичности. [c.263]

Для клепаных барабанов характерны повреждения металла, связанные с щелочной коррозией. Особенности таких повреждений — межкристаллитное расположение начальных трещин, отсутствие деформации металля в зоне образования трещин, сохранение металлом механических свойств даже в непосредственной близости от места разрушения. Такие повреждения являются следствием одновременного воздействия на металл высоких местных механических напряжений (близких или превышающих предел текучести) и щелочно-агрессивной котловой воды. Механические напряжения слагаются из напряжений от внутреннего давления, остаточных напряжений после клепки и развальцовки и дополнительных термических напряжений, которые особенно значительны при резкопеременных условиях работы котла. Воздействие на металл щелочных концентратов щелочно-агрессивной котловой воды становится опасным при Концентрации щелочей, равной 100 г/л. Такие большие концентрации создаются в заклепочных и вальцовочных швах в местах неплотностей вследствие упаривания воды (рис, 8.4). [c.242]

Экспериментальные исследования пределов текучести, прочности, усталости и других характеристик образцов и деталей свидетельствуют о существенном их разбросе [20, 36]. Важнейшими причинами этого разброса являются структурная неоднородность металлов одной плавки, обусловленная искажениями кристаллической решетки, случайными включениями, порами и т. п. межплавочное рассеяние механических характеристик, случайные изменения режимов механической и термической обработки, сварка и т. п. разброс размеров, влияющих на механические характеристики (радиусы галтелей, диаметры в зонах посадок, катеты сварных швов и т. п.) случайные отклонения от проектных форм (непрямолинейность стержней, местный изгиб листовых поверхностей и т. п.). [c.124]

Попытки распространить гюлучеиные в теории упругости решения краевых вадач для тел е траншами на случай образования paBjaHiejibHO небольших 80И пластичности, размеры которых меньше размеров трещин, в первую очередь связаны с предложеайсы Д. Ирвина определять фиктивную длину трещины как сумму фактической длины трещины и радиуса пластической зоны. При этом радиус для пластической зоны получают из упругого решения, приравнивая напряжения (в уравнении для описания распределения напряжении у вершины трещины) к пределу текучести для идеально упругопластического материала или материала со степенным упрочнением. Эти подходы к оценке роли местных пластических деформаций в зонах трещин позволили использовать основные соотношения линейной механики разрушения при номинальных напряжениях по неослабленному сечению до 0,7 от предела текучести и о ослабленному — до 0,8—0,9 от предела текучести. [c.35]

Характеристики и aj 2 используют при определении параметров диаграмм статического деформирования при высоких температурах о ). По этим диаграммам анализируют кинетику местных упругопластических деформаций в зонах и вне зон концентрации напряжений, а также в окрестности трещин. Как следует из, экспериментов, с понижением (по Отношению к комнатной) температуры и увеличением скорости деформиро-. вания сопротивление упругопластическим деформациям и разрушению увеличивается по экспоненциальному или степенному закону [2, 10, 12, 17]. По мере приблил ения предела текучести к пределу прочности гладкого образца разрушающие деформации для гладкого образца уменьшаются. Зависимость пределов текучести [c.47]

Расчет местных максимальных деформаций (напряжений) в зонах концентрации Св отверстиях, резьбах, пазах, радиусах скруглений, буртиках и усилениях сварных швов и т. д.) проводят о учетом названных напряжений. По компонентам деформаций (напряжений) вычисляют приведенные (по той или иной теории прочности) деформации (напряжения). При определении напряженно-деформированного состояния конструктивного элемента для исходного (статического) нагружения в случаях, когда приведенные максимальные деформации (напряжения) превышают предел текучести, расчет выполняют по компонентам деформаций, устанавливаемым экспериментально или из упругопластическото расчета. При этом используют диаграмму статического растяжения конструкционного материала при расчетной температуре. [c.123]

После окончания стадии текучести материал вновь начинает сопротивляться деформации, здесь связь между силой и удлинением нелинейна удлинение растет быстрее нагрузки. Этот участок диаграммы называют зоной упрочнения. При силе, равной Р ,, на образце появляется местное утоньше-ние — шейка, в результате сопротивление образца падает и его разрыв происходит при силе, меньшей [c.68]

Допуская, что и в зоне течения, и вне ее можно пренебречь упругими деформациями, можно поставить вопрос Какие доказательства, помимо полученных путем наблюдения, представлены в подтверждение предположения, сделанного Прандтлем и многими другими исследователями этих задач, о действии распределенного давления, а именно, что граница или поверхность зоны местного течения должна проходить по линии скольжения — последней в зоне пластичности — за которой тело остается жестким . Мы видели на многих случаях частичного течения, описанных в первом томе, что когда области течения окружены участками, деформированными упруго, их граничная линия или поверхность совпадает не с направлением линий или поверхностей скольжения, а с поверхностью, на кот ой Токт раньше всего достигают своего предельного значения Токт = (V 2/з) Qq (оо предел текучести при растяжении). [c.574]

Аналп з имеющихся расчетных и экспериментальных данных показывает, что уровень остаточных напряжений отпуска в первую очередь зависит от разности Коэффициентов линейного расширения и свойств свариваемых материалов, жесткости конструкций и температуры ее работы. В отдельных случаях остаточные папряжения еще до полного охлаждения изделия могут достигнуть предела текучести. Тогда последующее охлаждение до комнатной температуры приведет к развитию местных пластических деформаций в первую очередь вблизи зоны сплавления. В отдельных случаях возможно также развитие обратных ио знаку пластических деформаций и во время нагрева изделия до рабочих температур. В этом случае циклические нагревы и охлаждения при периодических пусках и остановках изделия могут приводить к накоплению местных [c.201]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...