Пластинки Напряжения и их концентрация

Пластинки бесконечные — Напряжения и их концентрация около двух отверстий 336—338 [c.460]

Во второй части (гл. 2—6) рассмотрены вопросы расчета концентрации напряжений и проектирования деталей машин на базе -прощенных моделей их формы в виде стержней, пластинок и оболочек. [c.4]

Технические критерии статического и усталостного разрушения при сложном напряженном состоянии, применяемые обычно в расчетах на прочность / — IV теории прочности и их обобщения [6]), имеют дело только с макроскопическими напряжениями и деформациями (I рода). Последние являются усредненными величинами, определяемыми для всего поликристаллического образца в целом, В частности, критерием разрушения по первой теории прочности служит равенство максимального главного напряжения его критическому значению Рр, равному сопротивлению разрушению при простом одноосном растяжении поликристаллического образца. Действительная картина разрушения сложнее. Задолго до полного разрушения всего образца, при напряжениях, значительно меньших разрушающего, в нем появляется множество микроскопических трещин, свидетельствующих о разрушении отдельных элементов структуры. Это явление легко понять, если учесть, что макроскопические напряжения являются средними по отношению к структурным или микроскопическим напряжениям (П рода), которые могут быть как меньше, так и значительно больше макроскопических напряжений в любом данном сечении тела. Максимальные из числа микроскопических растягивающих напряжений, достигая местной (локальной) прочности материала, приводят к образованию микротрещин. В связи с этим очевидно, что расчет по обычным техническим критериям прочности противоречив, поскольку в основу его положено предположение, по которому разрушение вызывается средними (макроскопическими), а не максимальными (из числа микроскопических) напряжениями. Дело обстоит точно так же, как если бы расчет на прочность пластинки с отверстием производился по номинальным напряжениям, без учета концентрации напряжений у отверстия и независимо от формы и размеров отверстия. В структуре технических материалов (сталей, чугунов, бетона и даже стекла) роль концентраторов напряжений принадлежит особенностям микроскопической структуры (кристаллитам, неметаллическим включе-50 [c.50]

На фиг. 30 и 31 изображены эпюры продольных oj и поперечных напряжений, возникающих в сечениях /—I пластинок с боковыми вырезами и с отверстием при растяжении их за пределами упругости [13]. В этих случаях концентрация напряжений за пределами упругости выражена менее резко, чем в пределах упругих деформаций. Степень концентрации напряжений с ростом пластических деформаций увеличивается в случае пластинки с отверстием и остается примерно постоянной в случае пластинки с боковыми вырезами [13]. [c.275]

При определении безопасных размеров круглой пластинки, нагруженной в центре, мы можем обычно ограничить наши исследования вычислением максимального растягивающего напряжения при изгибе на нижней поверхности пластинки с помощью уравнений (96) и (97). Хотя в случае сильной концентрации нагрузки сжимающие напряжения в верхней части пластинки могут оказаться во много раз большими, чем растягивающие напряжения внизу, они, однако, не представляют непосредственной опасности в силу своего в высшей степени локализированного характера. Местная текучесть в случае пластичного материала не окажет никакого влияния на деформации пластинки в целом, если только растягивающие напряжения внизу пластинки останутся в безопасных пределах. Прочность хрупких материалов на сжатие бывает обычно во много раз больше, чем их прочность на растяжение поэтому в случае, если растягивающее напряжение внизу будет оставаться в безопасных пределах, то и пластинка из такого материала точно так же будет в безопасности. [c.88]

Одним из основных принципов проектирования решетчатых конструкций является концентрация усилий в меньшем числе стержней, т. е. увеличение размеров панелей. Той же цели служит применение стержней предельной допустимой нормами гибкости. В стальных конструкциях стержни поясов и опорных раскосов часто выбирают с гибкостью 80—100, в элементах решетки— до 150, в связях — до 200. За рубежом гибкость сжатых стержней допускают и больше. В высоких сооружениях получили распространение конструкции с раскосами и связями, гибкость которых 350 в предварительно напряженных конструкциях гибкость растянутых элементов не ограничивается. В решетчатых конструкциях из низколегированной стали и тем более из алюминиевых сплавов гибкость стержней принимают не более 40—60. Удлинение разнообразных стержней будет 15—50, если поперечный размер стержня принять в три раза больше радиуса инерции стержня. При таком удлинении стержней х- острыми краями их коэффициент лобового сопротивления будет 1,35— 1,75 вместо 1,98—2,12 бесконечно длинной пластинки. В СНиП коэффициент лобового сопротивления многих профилей решетчатых конструкций принят 1,4. [c.71]

Гетинакс, асботекстолит, балинит, целлулоид, асбест, бумага, резина, кожа, пенька, войлок, лаки, пасты, краски, нейлон, капрон и множество других мате)риалов применяются в современном машиностроении. Даже такой, казалось бы, неподходящий для машиностроителей материал, как клей, теперь с успехом ими применяется. Клеем прочно приклеивают к державкам резцов пластинки твердого сплава, и их не в состоянии оторвать большие силы и высокие температуры, возникающие при резании. Клей соединяет детали, не требуя сверления отверстий, без чего не обойдешься при скреплении заклепками или болтами. А отверстия для болтов и заклепок резко ослабляют материал и вызывают концентрацию напряжений. Выходит, что применение клея не только сокращает трудоемкость изготовления машины, но и уменьшает расход металла. [c.168]

Так, в пластинке, растянутой силами Р, действуюш,ими вдоль ее оси (рис. 440, а), нормальные напряжения в сечении тп, достаточно удаленном от мест приложения нагрузки, будут распределены равномерно. В сечении же mitii, где в пластинке сделано небольшое круглое отверстие, распределение напряжений будет иным. У края отверстия напряжения будут значительно (при малом отверстии, приблизительно втрое) больше, чем в сечении тп. Однако это повышение напряжений распространяется лишь на небольшую часть сечения т- Пи вблизи от отверстия в остальной части сечения напряжения будут близки к тем, которые получаются в сечении тп. Такие повышенные напряжения называются местными напряжениями / (о и или т ) причины, вызвавшие их возникновение (отверстия, выточки, повреждения и т. п.), называются факторами (источниками) повышения или концентрации напряжений. (Сношение наибольшего местного напряжения Рктзх к номинальному напряжению т. е. к напряжению в той же точке при отсутствии фактора концентрации напряжений, называется коэффициентом концентрации напряжений ак [c.547]

Все указанные выше исследования посвящены вопросу о концентрации напряжений в зонах одиночных отверстий и их систем, расположенных в тонких пластинках и оболочках, или определению объемного напряженного состояния в зоне прямого кругового отверстия. Однако в крышках корпусов и сосудов встречаются главным образом круговые отверстия, имеюш ие переменную вдоль оси величину диаметра. К основным видам таких отверстий относятся отверстия с коническими фасками и отверстия с радиальными скруглениями краев, обеспечивающими непрерывность потока жидкости или газа, проходящего через них. В сферических крышках сосудов давления часто встречаются круговые цилиндрические отверстия, оси которых направлены параллельно оси корпуса и таким об-jjasoM расположены под некоторым углом к нормали к срединной поверхности крышки. С одной из сторон (обычно с наружной стороны корпуса или сосуда) к отверстиям прикреплены патрубки. Толщины этих патрубков, как правило, малы по сравнению с толщинами корпуса или сосуда (отношение толщины стенки патрубка к толщине корпуса не превышает 0,2), поэтому их влиянием на напряженное состояние в области неподкре-нленпого края отверстия — зоне максимальных напряжений, как это показано в работах [5—7], можно пренебречь. [c.111]

В предыдущих разделах книги проведен анализ эффекта надреза в перлитной стали, показывающий, что наиболее ослабленной зоной в смысле местной концентрации напряжений является поверхность раздела между пластинками цементита и феррита, как правило, на границах зерен или в местах обрыва этих пластинок. Так как в сером чугуне в перлите включены частицы графита, то в отличие от стали при нормальных условиях нагружения, в данном случае в пластинках феррита нельзя получить достаточно большие деформации и напряжения, соответствующие предельному состоянию. Этому препятствует возникающее при мень-нтих напряжениях хрупкое разрушение при малом объеме пластически деформированного металла. Исходная точка разрушения на.ходится у края частицы графита, в наиболее напряженной зоне, положение которой зависит от направления и величины действую-Щ.ИХ напряжений. Причиной этого преждевременного разрушения является эффект надреза, обусловленный присутствием в перлите частиц графита, и поэтому при анализе прочности чугуна необходимо рассматривать концентрацию напряжений у частиц графита. [c.447]

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]

Ранее было принято, что срединная поверхность оболочки непрерывно заполняет всю область О. Если же оболочка содержит вырезы, отверстия, включения и т. д., то в их окрестности возникают возмущенные зоны с повышенными градиентами напряжений. Поэтому для оценки прочности элементов конструкций в таких задачах преж-де всего должна быть рассчитана величина концентрации напряжений. Наряду с этим, весьма важным в практическом отношении является вопрос о разработке способов устранения этой концентрации. Некоторые задачи такого класса исследуются в настоящей главе применительно к трансверсальноизотропным оболочкам и плоским пластинкам. [c.221]

Содержание настоящего тома разделено на две части. В первой, посвящённой расчётам на прочность, жёсткость и колебания элементов машин и конструкций, приведены основные справочные данные по сопротивлению материалов и строительной механике для расчёта конструктивных элементов типа стержней, пластинок и оболочек в пределах и за пределами упругости, а также стержневых систем. Здесь же изложены особенности расчёта тонкостенных стержней и приведены важнейшие данные, необходимые кон-структору-машиностроителю для расчёта деталей и узлов машин на колебания. Последние три главы первой части посвящены вопросам расчёта на прочность и экспериментального определения напряжённости деталей в связи с влиянием формы и характера действующих на детали усилий. Там же приведены данные о влиянии на прочность концентрации напряжений, размеров деталей и технологии их обработки. [c.1105]

Рассмотрим пластинку, нагруженную по двум противоположным краям равномерно распределенной осевой нагрузкой р (рис. 5.4). Если в таком образце сделать небольшое отверстие, то распределение напряжений в поперечных сечениях вблизи отверстия становится неравномерным. В точках Л и В по концам диаметра окружности, перпендикулярного направлению действия нагрузки, напряжения оказываются наибольшими. Они в несколько раз превышают среднее значение. Таким эбразом, отверстие не только способствует уменьшению площади сечения, которое при малом диаметре отверстия невелико. Происходит перераспределение напряжений — они становятся распределенными неравномерно, с резкими пиками у отверстия. Появление таких пиков напряжений, значительно превышающих средний уровень, называется концентрацией напряжений, а причины, их вызывающие, — концентраторами. В рассмотренном примере концентрация напряжений происходит возле точек Л и В, а концентратором является отверстие. Многочисленные эксперименты показывают, что концентрация напряжений приводит к резкому снижению долговечности (в десятки раз). При наличии концентратора некоторый малый объем материала вблизи него (около точек Л и В на рис. 5.4) испытывает действие повышенных напряжений, значительно превышающих среднее значение. Они вызывают большую повреждаемость, что и влечет за собой уменьшение N. Усталостные трещины зарождаются в этой зоне, а затем распространяются дальше. Концентрация возникает в местах резкого изменения очертания детали. Концентраторами являются отверстия для заклепок, пропилы, риски, резкие переходы по толщине. При конструировании элементов, работающих на усталость, должны быть приняты все меры к тому, чтобы избежать концентрации напряжений (см. гл. 15). [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...