Сжатие трехосное

Существующее многообразие принципов классификации механических испытаний [16, 45, 46] позволяет сравнительно свободно решать самые различные задачи. В частности, при изучении процесса деформационного упрочнения важно проводить испытания так, чтобы металл имел возможность максимально проявить свои пластические свойства. Предложенная Фридманом [1] оценка жесткости разных видов механических испытаний через коэффициент мягкости а, основанная на анализе всех возможных видов напряженного и деформированного состояния, позволяет расположить наиболее распространенные из них в следующий ряд (по степени увеличения способности металла к пластической деформации) трехосное растяжение — двухосное растяжение — одноосное растяжение — кручение — одноосное сжатие — трехосное сжатие. [c.30]

При поверхностной закалке (обработка ТВЧ, газопламенная закалка) и химико-термической обработке (цементация, нитроцементация, азотирование) упрочнение обуслов.чено главным образом возникновением в поверхностном слое остаточных сжимающих напряжений вследствие образования структур большего удельного объема (мартенсит при цементации и закалке ТВЧ, нитриды и карбонитриды при нитроцементации и азотировании), чем структуры основного металла. Расширение поверхностного слоя тормозит сердцевина, сохраняющая исходную перлитную структуру, вследствие чего в поверхностном слое возникают двуосные (а в цилиндрических деталях — трехосные) напряжения сжатия. В нижележащих слоях развиваются реактивные растягивающие напряжения, имеющие небольшую величину вследствие незначительности сечения термически обработанного слоя сравнительно с сечением сердцевины. [c.316]

Мы рассматривали гипотезы прочности, опираясь на данные опытов с двухосным напряженным состоянием. Опытных данных, относящихся к трехосным напряженным состояниям, значительно меньше. Имеющиеся опыты свидетельствуют о том, что при напряженных состояниях, близких к трехосному сжатию, материалы, даже хрупкие, способны выдерживать весьма значи- [c.233]

Второй распространенный класс составляет такие напряженные состояния, в которых ни одно из главных напряжении не является растягивающим. Это — так называемые трехосные сжатия. Для напряженных состояний этого класса круговые диаграммы располагаются в левой части плоскости а, т (рис. 288). [c.248]

Закон Гука, записанный в виде формул (4.16) — (4.19), определяет взаимосвязь между напряжением и деформацией в одном и том же направлении, т. е. в направлении приложения внешней силы. Такая запись носит название элементарного закона Гука. Однако деформация может возникать и в направлениях, отличных от направления приложения силы. В этих случаях закон Гука в элементарной форме уже недостаточен и необходимо воспользоваться обобщенным законом Гука. В самом деле, при одноосном растяжении цилиндрического образца происходит не только его удлинение в направлении приложенной силы, но и сжатие образца в поперечных направлениях, т. е. имеет место трехосная деформация. Поперечная деформация при упругом растяжении или сжатии характеризуется коэффициентом Пуассона V, равным отношению изменения размеров в поперечном направлении к их изменению в предельном направлении. Для большинства твердых тел значения v лежат между 0,25 и 0,35. Из рис. 4.10 следует, что [c.124]

Следует отметить, что деление материалов на хрупкие и пластичные носит условный характер. Такое деление имеет смысл по отношению к стандартным методам испытаний. При простом сжатии цилиндрических образцов мрамора деформация разрушения в среднем около 0,3%, но когда испытание проводится при одновременном действии бокового давления порядка 160 МПа, то деформация в момент разрушения достигает 9%. Если бы удалось осуществить всестороннее равномерное растяжение, то мы получили бы отрыв в чистом виде. Трехосное напряженное состояние, близкое к состоянию всестороннего растяжения, приводит к хрупкому разрыву даже в том случае, когда материал является пластичным в обычных условиях испытаний. [c.65]

Теперь усложним задачу и представим себе, что образец без зазора и без натяга помещен в жесткую обойму (рис. 53, б). При сжатии продольной силой образец должен был бы расширяться в поперечном направлении. Но этому препятствует жесткая обойма, и в цилиндрическом образце возникает трехосное напряженное состояние. Поперечное напряжение р легко определяется из условия, что деформация в поперечном направлении равна нулю, т. е. [c.83]

Наиболее интересно поведение хрупкого материала в условиях всестороннего сжатия. Если на обычное растяжение ст наложить всестороннее сжимающее напряжение, мы получим трехосное напряженное состояние = а — р [c.91]

Чтобы учащиеся лучше поняли, почему материал испытывает трехосное сжатие, надо провести аналогию между частицей (элементарным кубиком) материала и ею же, помещенной в жесткую форму и нагруженной по свободной грани сжимающими силами. Кубик стремится расшириться в направлениях, перпендикулярных нагрузке, но стенки формы этому препятствуют, и он оказывается в состоянии всестороннего сжатия. Для частицы материала в зоне контакта роль стенок формы играет окружающий ее материал детали, эта частица тоже лишена возможности свободно расширяться, а значит, также испытывает трехосное сжатие. [c.187]

Различают линейное (или одноосное), плоское (или двухосное) и объемное (или трехосное) напряженные состояния. При линейном напряженном состоянии только одно из главных напряжений (a при одноосном растяжении или Сд при одноосном сжатии) отлично от нуля. При плоском напряженном состоянии не равны нулю два главных напряжения и, наконец, при объемном — все три главных напряже- [c.39]

Местные напряжения распределены по своему объему неравномерно. Поэтому можно указать еще меньшие под объемы, внутри которых материал нагружен самым неблагоприятным образом. Для пластичных материалов (например, для стали) такая особо малая область располагается на оси симметрии (т. е. на оси г) под площадкой контакта на глубине, равной примерно 0,5а. Здесь элемент материала находится в условиях трехосного сжатия, см. рис. 6.11. Оказалось, что [c.153]

Чистое трехосное сжатие возникает в любом теле, независимо от его формы, при всестороннем гидростатическом давлении (рис. 7.23, а). Неравномерное трехосное сжатие характерно для точек, расположенных в окрестности контактирующих тел, таких как, например, ролики и обоймы подшипников, втулки и валы (рис. 7.23, б). Пример возникновения двухосного сжатия показан на рис. 7.23, в. Двухосное равное сжатие ((72 = (7з) возникает при нагружении давлением вала, имеющего свободные торцы (рис. 7.23, г). Одноосное сжатие также относится к рассматриваемому классу напряженных состояний и возникает, в частности, при чистом изгибе и сжатии однородного стержня (рис. 7.23, д). [c.323]

Такая последовательность смены механических состояний типична для пластичных материалов и с достаточной очевидностью вытекает из испытаний образцов на растяжение и сжатие. Возникают вопросы способны ли эти испытания в полной мере характеризовать механические свойства материала и что будет, если испытания проводить в условиях не одноосного, а, скажем, трехосного напряженного состояния [c.344]

Уравнения (11.14), являющиеся частью уравнений обобщенного закона Гука, называют законом Гука при трехосном растяжении-сжатии. Сжимающие нормальные напряжения должны подставляться в (11.14) со знаком минус. [c.47]

Чистое трехосное сжатие возникает в любом теле, независимо от его формы, при всестороннем гидростатическом давлении (рис. 298, а). Неравномерное трехосное сжатие характерно для точек, расположенных в окрестности контактирующих тел, таких как, например, ролики и обоймы подшипников, втулки и валы (рис. 298, б). Пример возник- [c.271]

Удельную энергию деформации при трехосном растяжении (сжатии) определяют из выражения [c.103]

Решение. В этой задаче трехосное сжатие, причем в направлениях осей X а у напряжения сжатия одинаковы, т. е. [c.104]

Связь между напряжением и деформацией. При трехосном напряженном состоянии на величину удлинения по главному направлению оказывают влияние все три главных напряжения. Действительно, каждое главное напряжение вызывает относительное удлинение по направлению своего действия и в то же время сужение поперечного сечения, т. е. сжатие по двум остальным главным направлениям. Поэтому для изотропного материала связь деформации с напряжением устанавливают соотношения [c.155]

Схема воздействия сил ( напряженное состоянием). Пластичность, а точнее — деформируемость металлического тела, зависит от величины и направления действия деформирующих сил. Существует девять схем действия 1) одноосное растяжение 2) одноосное сжатие 3) двухосное растяжение 4) двухосное сжатие 5) растяжение и сжатие 6) трехосное растяжение 7) трехосное сжатие 8) двухосное растяжение и сжатие 9) двухосное сжатие и растяжение. [c.192]

Если мысленно выделить бесконечно малый параллелепипед в окрестности некоторой точки, как показано на рис, 179, б, то заметим, что давление р, действующее на верхнюю грань параллелепипеда, должно вызвать деформации во всех направлениях. Но этим деформациям препятствует материал тела, окружающий мысленно выделенный параллелепипед, и, следовательно, на его гранях возникают напряжения сжатия, т. е. выделенный элемент находится. в состоянии трехосного сжатия. Наибольшее (по абсолютной величине) главное напряжение Стз равно максимальному контактному давлению р. Поскольку оценку прочности ведут по этому напряжению, то его принято называть кон- [c.212]

Под действием внешнего давления предел выносливости, как правило, возрастает. Существуют устройства, позволяющие исследовать влияние гидростатического давления на усталость при осевом нагружении, изгибе с вращением, кручении i[208]. При гидростатическом давлении образец подвергается равномерному трехосному сжатию. Внешнее давление оказывает существенное влияние на механизм развития трещины с момента зарождения разрушения в области интенсивного скольжения. [c.257]

Однако эта группа критериев не может дать достоверную оценку влияния вида напряженного состояния во всем трехмерном пространстве, так как из них вытекает, что при трехосном равном растяжении как и сжатии сопротивление разрушению одинаково. Суть этого дефекта состоит не только в том, что эти критерии не способны описать поведение материала в экстремальной точке, главный недостаток заключается в невозможности определения границы области напряженных состояний, за пределами которой состоятельность критериев не подлежит [c.138]

Совместная обработка результатов исследования чугуна разных марок (в одной группе экспериментов были испытания модифицированного чугуна в условиях трехосного сжатия) показала, что формула (4.1 ) пригодна для оценки сопротивления разрушению разных партий металла при нормальной температуре, [c.141]

Поверхностная деформация вызывает образование трещин, однако не на самой поверхности, а на некотором расстоянии от нее. Образование трещин на поверхности менее вероятно из-за состояния сильного трехосного сжатия. [c.92]

Трехосные напряженные состояния сжатия, естественно, создаются путем наложения на испытуемый образец всестороннего гидростатического давления. Исследование этого класса напряженных состояний дает наиболее интересные результаты в области высоких давлений, при которых возможны качественные изменения в характеристиках материала. [c.88]

Рис. S.I9. Поверхности Коши а) трехосное сжатие (растяжение) б) растяжение (сжатие) 8 двух направлениях и сжатие (растяжение) в третьем в) двухосное растяжение (сжатие) г) двухосное напряженное состояние — растяжение (сжатие) вдоль одного направления и сжатие (растяжение) вдоль другого д) одноосное растяжение Сжатие).

Уравнения обобщенного закона Гука для трехосного растяжения (сжатия) изотропного тела ) [c.495]

Заметим, что при равномерном трехосном сжатии материал, не имеющий пор, практически не разрушается даже при очень высоких напряжениях. [c.526]

Пример VIII.I. Проверить прочность материала (сталь 20), испытывающего трехосное сжатие оз=—500 МПа, 02=—400 МПа, ai = = —400 МП а,/а ,= 160 МПа. [c.234]

Чистое трехосное сжатие возникает в любом теле, независимо от его ([юрмы, при всестороннем гидростатическом давлении (рис. 289, а). Неравномерное трехосное сжатие характерно для точек, расположенных в окрестности контактирующих тел, таких, как, например, ролики н обоймы подшипников, втулки и валы, и др. (рис. 289, б). Пример иозникновеиия двухосного сжатия показан на рис. 289, а. Двухосное равное сжатие (o — j) возникает при нагружении давлением вала, HMeiouiero свободные торцы (рис. 289, г). [c.248]

Более затруднительно исследование трехосного напря-женного состояния. Получить трехосное сжатие можно, если вести испытание в жидкости под давлением. Создать же равномерное трехосное растяжение в чистом виде, по-видимому, невозможно. [c.62]

Теперь представим себе, что мы ведем испытание не при одноосном, а при трехосном напряженном состоянии. Примем для простоты, что насбычное растяжение у нас накладывается равномерное всестороннее растяжение, либо всестороннее сжатие, т. е. наложена шаровая составляющая тензора. Тогда для пластичного материала картина будет выглядеть следующим образом. При наложении всестороннего растяжения круг Мора (рис. 57, а), не меняя своего диаметра, сместится вправо и при дополнительном увеличении напряжения а он сначала коснется предельной кривой разрушения. Это означает, что произойдет хрупкий разрыв. Пластичный материал проявляет свойство хрупкости. [c.90]

Все точки осей Zj и 2 находятся в условиях трехосного сжатия. Зависимости напряжений 0ц, оц, Овв и Xmai = (1/2) (022— Oga) от отношения г а наглядно характеризуются эпюрами, приведенными на рис. 10.10 для случая, когда =я Ыа = 0,5 и v = 0,3. [c.360]

Диаграмма механических состояний указывает также, каким образом следует определять в опыте характеристики материгсла <Тр,,р и Трр(,з. Так как отрыв невозможен при отсутствии растягивающих главных напряжений, т. е. при 1 < О, то именно в этих условиях сдедует находить т р . Опыты, следовательно, надлежит проводить в условиях трехосного сжатия с неравными главными напряжениями. Однако высокопластичные материалы в подобных условиях не удается перевести в состояние разрушения. Поэтому для приближенной оценки Тррез проводят опыт на перерезывание цилиндрического стержня, вставленного плотно, без зазоров в специальное точно изготовленное приспособление, которое конструируется симметричным, чтобы имел место так называемый двухплоскостной срез (рис. 6.7). При этом касательные напряжения по плоскостям среза можно оценить с помощью формулы [c.145]

Используя формулы (2.10) и (2.13) для определения деформаций в случаях центрального растяжения и сжатия, а также принцип независимости действия сил, получим для случая трехосного напряженного СОСТОЯ1ШЯ [c.107]

При двухосном (плоском) и трехосном (пространственном) напряженных состояниях возможны самые различные соотношения между главными напряжениями. Для того чтобы экспериментально установить значения этих напряжений, соответствующие допускаемым состояниям, необходимо провести очень большое число испытаний при различных соотношениях между главными напряжениями. Практически осуществить такие эксперименты невозможно не только из-за больщого их числа, но также в связи с трудностью их проведения. Поэтому приходится, используя результаты опытов на одноосное растяжение и сжатие материала, теоретически (с помощью так называемых теорий прочности) определять его прочность для любых случаев двухосного и трехосного напряженных состояний. [c.342]

Оценка прочности при До сих пор рассматривали случай одноосного двух- и трехосном напряженного состояния. При оценке проч-напряженном состоянии, ности двухосного или трехосного напряжен-Гипотезы прочности ного состояния, если следовать но указанному пути, то в каждом напряженном состоянии ( ji, 02, 03) нужно было бы для каждого материала иметь соответствующие диаграммы исш.1таний с числовыми характеристиками предельных точек. Понятно, что такой подход к решению, вопроса неприемлем. Действительно, разнообразие напряженных состояний безгранично, номенклатура применяемых мат териалов чрезвычайно велика, и создать каждое из могущих встретиться на практике напряженных состояний, да к тому же для всех материалов, в лабораторных условиях невозможно как по техническим, так и по экономическим причинам. Следовательно, располагая ограниченными экспериментальными данными о свойствах данного материала — значениями предельных напряжений при одноосном растяжении и сжатии, — необходимо иметь возможность оцежвать его прочность [c.152]

Использование критерия (4.10) правомерно только при условии й < 1, в этом случае при трехосном равном сжатии разрушение невозможно, а при а>1 сГэкв или —>0, т.е. гидро- [c.140]

Кроме перечисленных выше методов в экспериментальной механике разрушения для определения предельной пластичности материалов используются более сложные методы испытаний одновременное кручение и растяжение сплошных образцов или трубчатых образцов с внутренним давлением, двухосное и трехосное растяжение, испыташ1е образцов с мягкой прослойкой, кольцевых образцов на радиальное сжатие и т. д. [c.21]

Ввиду различной ориентации зерен, при общей деформации (удлинении) образца, выражаемой каким-то определенным процентом, процент деформации (удлинения материала) внутри различных зерен оказывается весьма различным. Еще при упругой деформации всего образца в целом в,отдельных зернах могут возникнуть разрушения. Вакансии, сливаясь, могут образовывать микроскопические трещины при смещении зерен могут образовьТйаться трещины между зернами. В целом в процессе пластической деформации при растяжении происходит разрыхление металла, заканчивающееся разрушением. При трехосном же сжатии, наоборот, происходит улучшение связей между зернами, смыкаются микротрещины. Устранение множества дефектов может повысить пластичность материала и перевести материал из хрупкого состояния в пластичное. Мра- [c.270]

Критерий (8.15) хорошо соопзетствует и трехосному равиомер-и )му сжатию мятернала, при котором да,же очень высокие напряжения не приводят ни к разрушению, ни к возникновению текучести. Что касается трехосного равномерного растяжения, то при таком напряженном состоянии происходит хрупкое разрушение, тогда, как на основании критерия (8.15), предельное состояние не должно возникать. О том, что при хрупком состоянии материала критерий (8.15) не согласуется с опытом, уже говорилось. [c.531]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...