Теории прочности пластическим деформациям

Фактор времени. В предыдущих главах рассматривались законы пластической деформации, не связанной со временем t. По сравнению с уравнениями Гука новые уравнения состояния более полно описывали механические свойства реальных тел, и именно поэтому полученные результаты приобрели важное значение в решении вопросов прочности машин и сооружений. Теория упруго-пластических деформаций и теория пластического течения по введенной ранее терминологии ( 13) относятся к описанию необратимых равновесных процессов деформации. [c.298]

Рассматривается прочность конструктивных элементов, в связи с накоплением повреждений и вероятностью разрушения, теория усталостной прочности, пластические деформации в результате циклических температурных воздействий. [c.2]

Книга соответствует традиционной программе машиностроительных вузов. Излагаются следующие разделы курса сопротивления материалов растяжение, кручение, изгиб, статически неопределимые системы, теория напряженного состояния, теория прочности, толстостенные трубы и тонкостенные оболочки, прочность при переменных напряжениях., расчеты при пластических деформациях, устойчивость и методы испытаний. Даются элементарные сведения пв композиционным материалам. [c.32]

Так теория дислокаций объясняет механизм образования пластических деформаций и расхождение между теоретической и действительной прочностью металлов. [c.107]

Такая трактовка освобождает рассматриваемую теорию прочности от ограничений, связанных с областью применимости закона Гука, и дает возможность установить условия начала не только пластических деформаций, но и разрушения. [c.187]

Разрушение материалов происходит путем отрыва за счет растягивающих напряжений или удлинений и путем среза за счет наибольших касательных напряжений. При этом разрушение отрывом может происходить при весьма малых остаточных деформациях или вовсе без них (хрупкое разрушение). Разрушение путем среза имеет место лишь после некоторой остаточной деформации (вязкое разрушение). Отсюда ясно, что первую и вторую теории прочности, отражающие разрушение отрывом, можно применять лишь для материалов, находящихся в хрупком состоянии. Третью и четвертую теории прочности, хорошо отражающие наступление текучести и разрушение путем среза, надлежит применять для материалов, находящихся в пластическом состоянии. [c.189]

Расчет на статическую прочность ведется для предупреждения пластических деформаций при кратковременных перегрузках (например, в период пуска) по известной зависимости, вытекающей из третьей теории прочности [c.404]

Перечисленные выше гипотезы позволяют решать широкий круг задач по расчету на прочность, жесткость и устойчивость. Результаты расчетов хорошо согласуются с практикой, если деформации элементов конструкций не выходят за упругую зону. Решение задач, связанных с пластическими деформациями, требует особого подхода и рассматривается в теориях пластичности и ползучести. [c.18]

Рассматривая лучи, отвечающие различным типам напряженного состояния материала, можем приближенно установить вид разрушения и выбрать, таким образом, подходящую теорию прочности. Например, луч / на диаграмме пересекает раньше всего линию сопротивления отрыву. Следовательно, материал разрушится путем отрыва без предшествующей пластической деформации. Луч 2 пе- [c.211]

Изложены основные разделы курса сопротивления материалов растяжение, кручение, изгиб, статически неопределимые системы, теория напряженного состояния, теория прочности, толстостенные трубы, пластины и оболочки, прочность при переменных напряжениях, расчеты при пластических деформациях, устойчивость и методы испытаний. Для лучшего усвоения теоретического материала даны примеры с решениями. По сравнению с предыдущими изданиями опущены параграфы и главы, не получившие широкого практического применения, внесены дополнения и уточнения с учетом современных тенденций развития механики и прочности конструкций. [c.4]

Здесь Оэ, Ерэ — эквивалентное напряжение по энергетической теории прочности и эквивалентная пластическая деформация, т — [c.64]

Вообще третью теорию прочности можно рассматривать как условие наступления пластических деформаций. При этом условие текучести записывается следующим образом [c.84]

В терминах современной, дислокационной теории пластической деформации и разрушения (структурной теории прочности) предел текучести и вязкость разрушения являются функциями следующих параметров [2, 3] [c.8]

Другой фактор, который еще не учитывается в теориях сплошной среды, связан с большим различием пластических деформаций, получаемых в действительности на разных сплавах. Ясно, что для теоретического определения пластичности следует принимать во внимание большое количество металлургических параметров. Некоторые из них, например объемное содержание, размер, форма частиц и расстояние между ними, хрупкая прочность частиц и прочность связей с частицами по поверхности раздела, предел текучести и степень деформационного упрочнения матрицы, а также анизотропия формы зерен и частиц и расстояния между частицами, уже упоминались. Достигнут значительный прогресс как в теоретическом, так и в экспериментальном плане по изучению влияния основных параметров, но остается расхождение между действительным поведением и теоретическими результатами. [c.79]

Согласно теории прочности Давиденкова — Фридмана природа разрушения двойственна хрупкое разрушение от отрыва происходит под действием нормальных напряжений, вязкое — под действием касательных. Высокие напряжения, сопровождающиеся разрушением, могут возникнуть при ударе по абразиву в результате наложения падающей и отраженной волн. Разрушение абразивных зерен на поверхности контакта связано с интерференцией этих волн, поэтому создание теории напряженности контакта при ударе неразрывно связано с учетом упругой и пластической деформаций. Особые трудности возникают при аналитическом исследовании упругопластической деформации поверхности контакта при ударе. При напряжениях, превышающих предел упругости, местная деформация включает две составляющие— упругую и пластическую. Для упругой деформации справедлива приближенная зависимость Герца [c.11]

Как это ни странно, но только сравнительно недавно был осознан тот простой факт, что необходимо четкое разграничение вопросов возникновения пластических деформаций и начала разрушения (теории прочности). Часто еще и теперь критерий начала образования пластических деформаций без всякого к тому основания используется в качестве критерия прочности, а критерий прочности в качестве критерия образования пластических деформаций. Такое произвольное использование критериев часто является причиной ошибок и недоразумений в расчетной практике. [c.85]

Новые и важные результаты, достигнутые по общим методам теории малых упруго-пластических деформаций и решение конкретных задач о напряженных состояниях за пределами упругости (Н. М. Беляев, А. А. Ильюшин), предопределили успешное их применение в практике расчета высоконапряженных деталей турбин, химических и энергетических агрегатов высокого давления, а также при проектировании технологического оборудования. Это способствовало более полному использованию материала в деталях и обеспечивало более правильное определение запасов прочности. [c.37]

Интенсивность напряженно-деформированного состояния. На основании энергетической теории прочности, применительно к конечным пластическим деформациям лучше говорить о теории октаэдрического касательного напряжения, интенсивность напряженно-деформированного состояния обычно определяют величинами [c.84]

Расчет на прочность и жесткость проводится с применением теории малых упруго-пластических деформаций. [c.17]

В соответствии с энергетической теорией прочности, условие наступления пластических деформаций в этих точках имеет следующий вид [c.220]

В цилиндрической оболочке (табл. 1, п. 10) появление пластических деформаций в зоне жесткого кольца не сни кает несущей способности оболочки, и здесь, если материал способен пластически деформироваться, местные изгибные напряжения могут в расчет не приниматься. В этом случае достаточно ограничиться только определением общих напряжений по безмоментной теории и установить по ним условие прочности. [c.177]

Вместе с тем установлено, что в реальных конструкциях в зоне примыкания патрубка пластические деформации возникают при весьма низких номинальных напряжениях, составляющих примерно 0,2от- Поэтому для определения фактических внутренних усилий в этой зоне необходимо проведение испытаний крупномасштабных моделей, выполненных из натурного материала и нагруженных в упругопластической области. Кроме того, как отмечалось выше (см. гл. 1, 2, 3), для уточненных расчетов малоцикловой прочности необходимо учитывать кинетику деформированного состояния расчетных сечений при повторном нагружении. Для неосесимметричных задач теории оболочек перераспределение упругопластических деформаций на каждом цикле нагружения может быть изучено в настоящее время преимущественно экспериментальным путем. Проведение таких экспериментальных исследований сопряжено с измерением полей упругопластических деформаций, характеризующихся значительным градиентом при этом возникает необходимость измерения и регистрации больших пластических деформаций в процессе циклов нагружения и малых упругих деформаций при разгрузке. Из известных методов измерения полей упругопластических деформаций на плоскости обычно используются методы оптически активных покрытий, муаровых полос и малобазные тензорезисторы. [c.139]

Интересная теория, альтернативная к теории циклической пластической деформации, высказывается в немецких работах (Булер, Бухольц и другие). Эта теория кратко изложена Хорд-жером [131]. Было замечено, что в поверхностном слое образца, испытываемого на изгиб при вращении, постепенно развиваются остаточные сжимающие напряжения и они повышают усталостную прочность. Такие остаточные сжимающие напряжения были измерены на образцах, испытание которых прекращалось перед самым разрушением. Результаты испытаний приведены в табл. 2.5. Заметим, что указанные напряжения в поверхностном слое достаточно высоки и могут влиять на усталостные характеристики. Вполне вероятно, что величина этих напряжений есть некоторая функция размеров образца, что, таким образом, объясняет масштабный эффект. Но, к сожалению, сравнительные испытания не были проделаны. [c.60]

Прочность полимеров и других материалов обычно выше предсказываемой по уравнению (5.15). Экспериментально установлено, что для полимеров значение у лежит в области 10 —10 Дж/м против ожидаемого значения в несколько Дж/м [177—181]. Это различие обусловлено развитием пластических деформаций или холодной вытяжки полимера в процессе образования микро-трещип и роста трещин. Поверхностная энергия при этом составляет только малую долю общих затрат энергии на рост трещины. Поэтому в усовершенствованной теории, учитывающей пластические деформации при росте трещины, у рассматривается как работа пластических деформаций или как поверхностная энергия разрушения [182]. Было показано, что уравнение, аналогичное уравнению Гриффита, описывает поведение образца, содержащего много трещин [183]. Было также предложено модифицированное [c.175]

Рассматривая лучи, отвечающие различным типам напряженного состояния материала, можем приближенно установить вид разрушения и выбрать, таким образом, подходящую теорию прочности. Например, луч 1 на диаграмме пересекает раньше всего линию сопротивления отрыву. Следовательно, материал разрушится путем опрыва без предшествующей пластической деформациии. Луч 2 пересекает сначала линию текучести, а затем линию сопротивления отрыву. Следовательно, при данном напряженном состоянии разрушение произойдет путем отрыва, но с предшествующей пластической деформацией. Для напряженного состояния, соответствующего лучу 3, после пластической деформации разрушение произойдет путем среза. В тех случаях, когда лучи, изображающие то или иное сложное напряженное состояние, пересекают прежде всего линию сопротивления отрыву, расчет прочности следует производить [c.193]

Необходимо также обеспечить прочность соединяемых деталей, В этом случае расчет следует выполнять по паибольнюму допускаемому давлетио Согласно теории наибольших касательных напряжений, наиболее близко соответствующей экепернментальным данным, условие прочности детален заключается н отсутствии пластической деформации на контактной новерхности втулки при [c.224]

Уровень достижений в области получения твердых материалов с улучшенными свойствами сейчас высок. Однако эти достижения были бы невозможны без научно обоснованного подхода к проблеме улучшения механических свойств. Возможности для такого подхода появились с развитием физических методов исследования твердых тел и прежде всего структурных рентгеновского, электро-нографпческого, нейтронографического и электронно-микроскопи-ческого. Стало ясно, что. большинство свойств твердых тел зависит от особенностей их атомной структуры. Крупным шагом в развитии физической теории прочности твердых тел явились теория несовершенств и, в первую очередь, теория дислокаций. Оказалось, что механическая прочность твердых тел зависит, главным образом, от дислокаций и что небольшие нарушения в расположении атомов кристаллической решетки приводят к резкому изменению такого структурно чувствительного свойства, как сопротивление пластической деформации. [c.115]

В восемнадцати предшествующих главах были изложены различные разделы механики деформируемого твердого тела, при этом практическая направленность каждого из них не очень акцентировалась. Но основная область приложения механики твердого тела — это оценка прочности реальных элементов конструкций в реальных условиях эксплуатации. С этой точки зре-нпя различные главы приближают нас к решению этого основного вопроса в разной степени. Классическая линейная теория упругости формулирует свою задачу следуюш им образом дано пекоторое тело, на это тело действуют заданные нагрузки, точки границы тела претерпевают заданные перемещения. Требуется определить поле вектора перемещений и тензора напряжений во всех точках тела. После того как эта задача решена, возникает естественный и основной вопрос — что это, хорошо или плохо Разрушится сооружение или не разрушится Теория упругости сама по себе ответа на этот вопрос не дает. Правда, зная величину напряжений, мы можем потребовать, чтобы в каждой точке тела выполнялось условие прочности, т. е. некоторая функция от компонент о.-,- не превосходила допускаемого значения. В частности, можно потребовать, чтобы нигде не достигалось условие пластичности, более того, чтобы по отношению к этому локальному условию сохранялся некоторый запас прочности, понятие о котором было сообщено в гл. 2 и 3. Мы знаем, что для пластичных материалов выполнение условия пластичности в одной точке еще не означает потери несущей способности, что было детально разъяснено на простом примере в 3.5. Поэтому расчет по допустимым напряжениям для пластичного материала безусловно гарантирует прочность изделия. Для хрупких материалов условие локального разрушения отлично от условия наступления текучести и локальное разрушение может послужить началом разрушения тела в целом. Поэтому расчет по допускаемым напряжениям для хрупких материалов более оправдан. Аналогичная ситуация возникает при переменных нагрузках и при действии высоких температур. В этих условиях даже пластические материалы разрушаются без заметной пластической деформации и микротрещина, возникшая в точке, где 42 [c.651]

Сформулировать универсальный критерий равнопрочно-сти, учитывающий всю совокупность причин, практически влияющих на прочность (тип напряженного состояния, состояние материала, характер действия на тело внещних факторов), до сих пор не удалось. Поэтому в настоящее время при расчете на прочность используется несколько теорий прочности, взаимно дополняющие друг друга. Теории прочности, объясняющие возникновение опасного состояния разрушением, называются теориями хрупкого разрушения, а объясняющие его возникновение появлением недопустимых пластических деформаций — теориями пластичности. Любая теория прочности проверяется, а иногда и выдвигается опытом. Для этого и нужны испытательные мащины, образцы и установки, позволяющие создавать произвольные напряженные состояния. [c.299]

Книга соответствует традиционной программе машиностроительных вузов. Излагаются следующие разделы курса сопротивления материалов растяжение, кручение, изгиб, статически неопределимые системы, теория напряженного состояния, теория прочности, толстостенные трубы и "онкостенные оболочки, прочность при переменных напряжениях, ргсчеты при пластических деформациях устойчивость и методы испытаний. По сравнению с предыдущими изданиями она сокращена за счет разделов, которые на лекциях обычно не читаются, и дополнена некоторыми элементарными сведениями по композиционным материалам, получающим в настоящее время повсеместное распространение и общее признание. [c.2]

Необходимость расчета на сопротивление хрупкому разрушению определяется существованием хрупких или квазихрупких состояний у элементов конструкций. Основным фактором, определяющим возникновение таких состояний для сплавов на основе железа в связи с присущим им свойством хладноломкости, является температура. На рис. 3.1 показаны области основных типов сопротивления разрушению в зависимости от температуры. При температуре, превышающей первую критическую Гкрь для сплавов, обладающих хладноломкостью, а также для материалов (сплавы на основе магния, алюминия, титана), не обладающих хладноломкостью, в диапазоне рабочей температуры имеют место вязкие состояния. В этом случае предельные состояния наступают лишь после значительной пластической деформации и существенного перераспределения полей деформаций и напряжений в элементах конструкций. Скорость распространения возникающих вязких трещин в этих состояниях оказывается низкой. Вопросы несущей способности и расчета на прочность в этих условиях рассматривают на основе представлений о предельных упругопластических состояниях, анализируемых на основе методов сопротивления материалов и теории пластичности. Позднее возникновение и медленное прорастание трещин при оценке несущей способности, как правило, не учитываются. [c.60]

При пластической деформации в поверхностном слое металла происходит сдвиг в зернах металла, искажение кристаллической решетки, изменение формы и размеров зерен, образование текстуры. Образование текстуры и сдвиги при пластической деформации повышают прочность и твердость металла. Упрочнение (наклеп) металла под действием пластической деформации согласно теории дислокаций заключается в концентрации дислокаций около линии сдвигов, а так как дислокации окружены полями упругих напря-.жёний, то для последующих пластических деформаций (т. е, для, перемещения дислокаций) необходимо значительно большее напряжение, чем в неупрочненном металле. [c.76]

С позиций современной теории процесс усталости металлов и их сплавов при действии циклических напряжений заключается в накоплении искажений кристаллической решетки до критической величины (сопроволсдается повышением микротвердости и предела текучести при снижении модуля упругости), разрыхлении после достижения критической плотности дислокации (сопровождается ослаблением сопротивления пластической деформации, нарушением сплошности и снижением микротвердости), развитии микротрещин до критического размера (происходит снижение критериев прочности и пластичности) и самопроизвольном распространении микротрещин критического размера, приводящем к окончательному разрушению детали [19, 27, 39, 65 и 67]. [c.44]

Теория Г. Шнадта ). Как и Я. Б. Фридман, Г. Шнадт строит диаграмму на плоскости в некоторой, системе осей и наносит сетку линий, каждая из которых соответствует той или иной границе области работы материала. Этими областями являются область упругой работы, область пластических деформаций и область исчерпанной прочности. На сетку линий, отражающих возможности материала, наносятся линии, характеризующие напряженное состояние конструкций. Несмотря на сходство некоторых основных положений теории Г. Шнадта с положениями теории Я. Б. Фридмана, никаких указаний на последнего в работе Г. Шнадта не имеется. [c.556]

BOB Ti—8 Al—1 Mo—IV (S ) и Ti—5 Al—2,5 Sn. В последнем случае растрескивание происходит при напряжениях, близких к пределу прочности на растяжение, что возможно указывает на необходимость нахождения металла в области пластической деформации или в сложнонапряжепном состоянии. Трещины могут также зарождаться и на гладких образцах некоторых (а-рр) и -сплавов при напряжениях вблизи предела текучести. В большей части представленных ранее экспериментов по КР рассматривалось зарождение трещины в связи с воздействием среды, начиная с предварительно существующей (статической) трещины. Упруго-пластическое поведение в вершине такой предварительно существующей трещины (подчеркнутое в модели 1) недостаточно понятно, поэтому любой анализ распределения напряжений или деформации чрезвычайно затруднен. Наблюдение за надрезом, за влиянием остроты надреза и толщины образца указывает на важность вида напряжения, по крайней мере для а- и (а-ьр)-сплавов. Поэтому любая теория по влиянию напряжения на КР должна объяснить несколько факторов важность вида напряжения (т. е. плосконапряженное состояние или условие плоской деформации) существование и значение порогового коэффициента интенсивности напряжений Кткр, зависимость скорости роста трещины от напряжения в области II а роста трещин и независимость от напряжения в области II роста трещин. [c.391]

Группа советских ученых занималась исследованием механических свойств металлов и сплавов. Среди них почетное место занимает действительный член АН УССР Н. Н. Давиденков, опубликовавший ряд замечательных работ по актуальным вопросам металловедения, в частности Измерение остаточных напряжений в трубах (1931 и 1935 гг.). Большое число работ по прочности и пластической деформации было проведено действительным членом АН УССР С. В. Серенсеном, чл.-корр. АН СССР И. А. Одингом, доктором техн. наук И. В. Кудрявцевым и др. Много научно-исследовательских работ по изучению механических свойств железнодорожных изделий (рельсов, вагонных осей, бандажей, пружин) было опубликовано проф. Н. П. Щаповым. Помимо этого он много работал по исследованию механизма пластической деформации металлов и по методике определения механических свойств стали. Проф. Я. Б. Фрицман известен как автор многих исследований по теории прочности и методам механических испытаний металлов. [c.189]

Как отмечалось, теплосмены могут приводить к разрушению только в том случае, если они сопро(вождаются пластической деформацией, поскольку их число, как правило, слишком мало, чтобы вызвать обычное усталостное разрушение. Поэтому отсутствие пластического течения (исключая ограниченную пластическую деформацию на первых этапах нагружения) может быть принято в качестве достаточного условия прочности. Тем самьгм несущая способность конструкции определяется возможностью возникновения в ней такого стационарного распределения собственных (самоуравновешенных) напряжений, при котором чисто упругое поведение обеспечивается при всех воздействиях, отвечающих условиям работы, а расчет на прочность сводится к задаче теории приспособляемости. [c.8]

Выше показано, что для осесимметричных корпусных конструкций энергетического оборудования, сосудов давления и их узлов, в которых по условиям прочности и надежности не допускается развитие в значительном объеме материала пластическ их деформаций, может быть эффективно выполнен расчет по теории малых упругопластических деформаций. При этом учитывается, что эта теория имеет особое значение при исследовании начала процесса пластической деформации и менее эффективна в случае оценки прочности по предельному состоянию при развитых пластических деформациях в большом объеме материала конструкции [7]. [c.214]

В результате изучения влияния длины образца на циклическую прочность нестабильных аустенитных и аустенито-мартенситной сталей 30Х10Г10, 44Х10Г7, 70Х7Н7 было установлено ( 206], что статистическая теория прочности хотя и удовлетворительно объясняет экспериментальные данные по масштабному фактору, но не учитывает всех условий, при которых происходит пластическая деформация, в частности структурных изменений, нагрева образца в процессе циклического нагружения, теплоотвода и др. На выносливость сталей при знакопеременном изгибе с вращением помимо статического фактора существенное влияние оказывает кинетический фактор, а также соотношение и интенсивность процессов упрочнения и разупрочнения при непрерывном нагружении различных по величине объемов металла. [c.134]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...