Стержни Устойчивость при ползучести

К третьему направлению относится обзор достижений в области проблем устойчивости при ползучести-Л. М. Кур-шина (Новосибирск). В обзоре рассматривается в основном устойчивость элементов тонкостенных конструкций (стержней, пластин и оболочек), изготовленных из материалов с йе-ограниченной ползучестью (металлы при высокой температуре). На основе анализа свыше 300 советских и зарубежных работ автор приходит к выводу, что суждение об устойчивости основного процесса деформирования должно основываться на анализе поведения возмущенных решений. [c.6]

В задаче устойчивости прямолинейной формы равновесия сжатого стержня в условиях ползучести рассматриваются возмущенные движения стержня при действии воз лущений, в качестве которых обычно принимают начальные искривления стержня. В возмущенных движениях зависимостях прогиба от времени) (рис. 1) каждому из значений амплитуды начального прогиба Wi соответствует конечное значение времени при котором скорость роста прогиба становится сколь угодно большой (или значение прогиба превосходит заданное значение, или достигается некоторое предельное значение напряжений,или выполняется некоторый иной критерий). Существует [c.264]

УСТОЙЧИВОСТЬ СЖАТЫХ СТЕРЖНЕЙ ПРИ ПОЛЗУЧЕСТИ МАТЕРИАЛА [c.88]

Устойчивость сжатых стержней при ползучести материала 89 [c.89]

Явление ползучести оказывает на продольный изгиб существенное влияние. Если в обычных условиях стержень, подвергающийся действию осевой нагрузки, теряет устойчивость при определенном значении нагрузки, называемом критическим, то, как это доказывается теоретически и подтверждается на практике, поперечные прогибы стержня в условиях ползучести нарастают во времени, как бы мала ни была приложенная осевая нагрузка. [c.270]

Отмеченное явление близко к явлению потери устойчивости упругих и упругопластических систем, в которых перемещения стержней неограниченно увеличиваются по мере приближения сжимающей нагрузки к критическому значению. В конструкциях, материал которых обладает свойством нелинейной ползучести, это происходит при любой сжимающей нагрузке, но по истечении большего или меньшего интервала времени. [c.278]

Устойчивость на конечном интервале времени. Точное решение задач устойчивости на конечном интервале времени в смысле определений из 1 п. 6 затруднительно. Поэтому здесь представляет интерес развитие различных приближенных и численных методов. Приближенные методы (аналогичные изложенным в 1, 2) исследования задач устойчивости вязкоупругих армированных стержней на конечном интервале времени изложены в статье [31]. Здесь же приведем результаты численного решения задачи. При численном решении строилась функция у (t, х) посредством решения уравнения для прогибов с граничными условиями, соответствующими конкретным способам закрепления концов стержня Ядро ползучести взято в виде (1.7), а функция старения ф (т) в виде.(1.37). Рассмотрен стержень (как и в 1), состоящий из двух кусков, одинаковой длины с постоянным внутри каждого куска , возрастом. Безразмерные переменные введены по формулам. [c.265]

Устойчивость неоднородно-вязкоупругих стержней при произвольном ядре ползучести [c.272]

В этом параграфе приведены условия устойчивости стержней при произвольном ядре ползучести. Метод получения этих условий основан на непосредственном исследовании уравнений для прогибов. [c.272]

Используя метод интегральных оценок, можно дать некоторые достаточные условия устойчивости на конечном интервале времени. Например, для консольного стержня, сжатого сосредоточенной силой Р, в случае регулярного ядра ползучести при = == PI(EJ) <1 справедливо неравенство [c.276]

Требуется сделать замечание в связи с устойчивостью квазистатических движений тел при постоянных внешних силах параметр А остается неизменным (А = 0). При развитии начальных несовершенств формально устойчивые квазистатические движения на практике могут приводить к быстрому (экспоненциальному) росту несовершенств при достижении некоторого критического значения времени и этот рост зависит от амплитуды несовершенства. Поэтому при исследовании движений идеальных тел при постоянных внешних силах необходимо также проанализировать развитие некоторых типов начальных неправильностей, с тем чтобы установить исчерпание несущей способности тела в практическом смысле. Такой подход к определению устойчивости деформируемых тел, находящихся в состоянии ползучести при действии постоянных внешних сил, предложен в [15, 34, 41]. В этом случае можно выделить критические значения времени дополнительно к тем, которые получаются при стандартных исследованиях единственности и устойчивости, аналогичных проведенным в разделах 4.2 и 4.3. Определение соответствующего моменту времени исчерпания несущей способности в практическом смысле, использовалось в [48] для определения влияния температуры на критическое время потери устойчивости сжатого стержня. [c.150]

Для пояснения-сути дела рассмотрим щарнирно опертый прямоугольный стержень, сжатый постоянной силой Т, в условиях ползучести. Основное движение, устойчивость кото-рот о.-исследуется, есть состояние сжатого стержня, при котором ось сохраняется прямолинейной. В качестве возмущения рассматриваем начальный прогиб стержня Wo(x), возмущенное движение — прогиб о (х, f). [c.247]

В другой постановке того же типа, предложенной Джерардом [222], по изохронным кривым определяется секущий модуль и соответствующее критическое напряжение в условиях ползучести как функция времени. В этой постановке для сжатого стержня деформация, накопленная к моменту потери устойчивости в процессе ползучести, оказывается равной критической деформации при упругой потере устойчивости [223]. Постулирование Джерардом независимости величины критической деформации от величины нагрузки явилось основой для ряда работ, в которых эта концепция была распространена на устойчивость в условиях ползучести пластин и оболочек [224—230, 310]. Для подтверждения этой концепции экспериментальные исследования устойчивости стержней, пластин и оболочек в условиях ползучести проводились как Джерардом и его последователями [225, 226, 228, 230, 276, 277, 180], так и во многих более поздних работах [5, 9, 34, 75, 80, 112,113,152,153,164,198,214,255]. [c.256]

Другое направление в исследовании устойчивости, свободное от необходимости введения в расчет детерминированных возмущений, основано на использовании закона ползучести в виде уравнения состояния с упрочнением. Эти постановки берут свое начало от работ Ю. Н. Работнова. При малых прогибах напряжения и деформации по сечению искривленного стержня, пластинки или оболочки мало отличаются от напряжений и деформаций основного состояния (прямолинейное состояние стержня, безмоментное состояние оболочки), что позволяет провести линеаризацию уравнений ползучести относительно этих малых величин и использовать варьированное уравнение состояния. На этой основе линейные уравнения для прогибов стержней и пластин были получены в работе Ю. Н. Работнова и С. А. Шестерикова [139, 286]. [c.257]

Динамическая трактовка условного критерия устойчивости [139, 239] для стержня обнаруживает, что осциллирующая часть не имеет отношения к медленному (квазистатическому) движению в условиях ползучести и при учете зависимости коэффициентов уравнения от времени [306] быстро затухает. [c.261]

Как видим, рассмотрение задачи устойчивости цилиндрической оболочки в условиях ползучести при сжатии и при сжатии с давлением как задачи устойчивости процесса деформирования (основного невозмущенного движения) на конечном интервале времени по отношению к малым детерминированным возмущениям приводит к обнадеживающим результатам. По существу ничего собственно нового здесь нет. В тех случаях, когда в задачах устойчивости стержней при сжатии и оболочек при внешнем давлении, где форма вводимого в расчет начального прогиба достаточно очевидна. [c.287]

Соединение, более устойчивое к нагреву, получают, осуществляя клепку при повышенных температурах [67]. Восстановление первоначальной формы стержня не наблюдается, если образование головки термопластичной заклепки проводить при нагреве выступающей части стержня до температуры текучести материала. При клепке таким способом исключается ползучесть полимерной детали в отличие от расклепывания при нормальной температуре [9]. [c.183]

Рассмотрены критические значения распределенных продольных сил для сжатия стержней, продольный изгиб стержней, находящихся в условиях ползучести, устойчивость круглых пластин, пологих конических и сферических оболочек при больших градиентах высоких температур. [c.2]

В томе III при изложении расчетов на прочность и ползучесть лопаток турбомашин и вращающихся неравномерно нагретых дисков, а также расчетов пружин центробежных муфт и регуляторов, при исследовании ряда вопросов упругих колебаний и, в частности, изгибных колебаний, критического числа оборотов валов и колебаний пружин, при изложении некоторых вопросов усталостной прочности, при рассмотрении динамической устойчивости сжатых стоек и инженерной теории удара, при изложении расчетов на устойчивость сжатых стоек с промежуточными опорами, расчета на устойчивость естественно-закрученных стержней, витых пружин, кольцевых пластин и тонкостенных оболочек вращения — были использованы исследования авторов. книги, проведенные ими в последние годы. [c.5]

Приведённые выше данные относятся к случаю, когда потеря У. у. с. имеет место в пределах упругости материала. Для исследования У. у. с. за пределами упругости пользуются пластичности теорией. Если нагрузка, приводящая к потере устойчивости, динамическая, необходимо учитывать силы инерции элементов конструкции, отвечающие характерным перемещениям. При ударных нагрузках исследуются волн, процессы передачи усилий в конструкции. Если материал конструкции находится в состоянии ползучести, для определения критич. параметров пользуются соотношениями теории ползучести, ф Болотин В. В., Динамическая устойчивость упругих систем. М., 1956 его же. Неконсервативные задачи теории упругой устойчивости, М., 1961 В о-л ь м и р А. С., Устойчивость деформируемых систем, 2 изд., М., 1967 Т и м о ш е н-к о С. П., Устойчивость стержней, пластин и оболочек, М., 1971 В о л ь м и р А. С., Оболочки в потоке жидкости и газа. Задачи аэроупругости. М., 1976 его же. Оболочки в потоке жидкости и газа. Задачи гидроупругости, М., 1979. А. С. Вольмир- [c.798]

Дело в том, что, как показывает сопоставление теоретических и экспериментальных данных (см. [42]), ни точка ПВО (критерий Работнова — Шестерикова), ни даже точка ПБ1 (критерий Кур-шина) не отвечают реально наблюдаемому моменту выпучивадия стержней при ползучести. Этот момент оказывается более поздним, чем характерное время для указанных точек. Это обстоятельство, а также опыт использования других (см. [4]) условных критериев устойчивости при ползучести привели к формированию мнения о неэффективности любых попыток связать в этих условиях явление выпучивания с тем или иным аспектом проблемы устойчивости. В результате — ориентировка на расчет по типу продольного изгиба, который получил название метода начальных несовершенств. Он состоит в анализе развития с течением времени начальных неправильностей конструкции, отличающих ее от идеальной (например, рост прогибов начально искривленного сжатого стержня). Естественно, что при этом эффект выпучивания теряет смысл явления качественного порядка. Проблема становится чисто количественной и сводится к определению времени, в течение которого заданные неправильности остаются в пределах назначенных допусков. [c.37]

В работе [48] приведены результаты опытов по исследованию-устойчивости при ползучести стержней прямоугольного сечения на капролона. Для различных значений k = alos экспериментально [c.88]

Некоторые приложения теории вязкоупругости. Многочисленные приложения теории вязкоупругости относятся к стержням, пластинам и оболочкам, при этом, кроме общих соотношений вязкоупругости, исследовались и существенно более простые модели типа модели Фойхта или Максвелла. Так, в задачах устойчивости при ползучести основной качественный эффект связан с геометрической нелинейностью, вследствие которой возникает возможность упругого хлопка при рассмотрении отдельных примеров применение линейных соотношений вязкоупругости вместо нелинейного закона ползучести существенно упрощает технику, не меняя. [c.153]

Внимание к феномену неустойчивости пластического деформирования было привлечено явлением образования шейки при растяжении стержня [29]. Основываясь на многочисленных наблюдениях, показавших, что при отсутствии ползучести шейка у растягиваемого стержня появляется при максимальной нагрузке, Г. Закс и Д. Лубан предположили, что и в более общем случае пластическое деформирование становится неустойчивым при достижении одной из нагрузок экстремального значения. Согласно этому критерию пластическое деформирование устойчиво, если положительны добавочные нагрузки [c.104]

В настоящей работе основное внимание удейяется вопросам расчета устойчивости элементов тонкостенных конструкций (стержней, пластин и оболочек) из металла, обладающего при высоких температурах свойством неограниченной ползучести. При растяжении образцов из такого материала при высоких температурах скорости деформаций ползучести убывают лищь на начальном участке испытаний, затем обычно следует фаза установившейся скорости ползучести на заключительном участке, предшествующем разрушению, мбжет начаться возрастание скорости. Для системы из такого материала под действием нагрузки в условиях ползучести может существовать такое конечное время, когда из-за больших деформаций ползучести наступит недопустимое изменение формы конструкций. Так, у сжатого постоянной си-лой стержня в условиях ползучести может произойти быстрое возрастание прогибов сжатая цилиндрическая оболочка может выпучиться под действием внешнего давления оболочка может сплющиться. [c.254]

Чтобы пояснить начальные условия, которые позволяют выделить класс возмущенных движений, допускающий применение тех или иных условных критериев устойчивости, рассмотрим ползучесть шарнирно-опертого стержня длино.й I, нагруженного постоянной осевой силой Т. Пусть уравнение состояния при ползучести имеет вид [c.258]

У стержня, ось которого имеет некоторое начальное отклонение от прямой (начальный прогиб), при продольном изгибе постоянной силой в условиях неограниченной ползучести за счет нелинейной зависимости скоростей ползучести от напряжений скорость роста прогиба (или прогиб) в некоторый момент времени станет сколь угодно большой. Критическое время можно определить как экспериментальным, так и расчетным путем. Очевидно, что эта задача не есть задача устойчивости. Это задача выпучивания стержня в условиях ползучести ( reep bu kling). [c.262]

Испытание на устойчивость дает возможность определять несущую способность тонкостенных элементов (Стоек, профилей, труб) при сжатии их продольной силой [13, 14]. Метод позволяет производить оценку материалов, предназначенных для элементов конструкций, работающих на продольный изгиб, путем испытания тонкостенных стержней с различной формой поперечного сечения и различной длины. Испытания проводятся с учетом предполагаемых условий эксплуатации при однократном и длительном нагружениях, при комнатной и повышенных температурах, до разрушени (до потери устойчивости) или прекращаются при достижении определенной степени деформации. Для испытания на устойчивость при однократном приложении нагрузки используются универсальные машины или прессы, при длительном нагружении — машины рычажного типа, предназначенные для испытаний на длительную прочность и ползучесть, которые в этом случае снабжаются специальными реверсорами. [c.52]

Поскольку ползучесть неограничена и деформация при сколь угодно малом напряжении за достаточное время может достичь сколь угодно большой величины, то любой процесс ползучести может быть охарактеризован как неустойчивый. Рядом авторов (и автором этой книги в том числе) делались попытки построения некоторых условных критериев устойчивости бифуркационного типа. В применении к сжатому стержню это означает следующее. Предположим, что под действием постоянной сжимающей силы стержень равномерно jT [c.647]

Проценко А. М. Устойчивость сжато-изогнутых стержней при линейной ползучести.— Строит, мех. и расчет сооружений, 1965, № 5, [c.325]

Надо отметить, что прямые данные о показателях а и л в известных экспериментах по устойчивости в условиях ползучести отсутствуют. Эти данные, как в случае стержней, так и в рассмотренных далее случаях пластин и оболочек, приходилось добывать на основе аппроксимации кривых ползучести для данного материала. Лишь в экспериментах Кузнецова, где производилось сопоставление результатов с критерием Работнова — Шестерикова, имеется возможность непосредственного определения числового значейия отношения afn, которое оказалось равным приблизительно 0,3. При обработке данных экспериментов с материалами типа дуралюмина это число в дальнейшем использовалось для корректировки указанной аппроксимации. [c.84]

Следует отметить также, что при определении критического вре-[ени на основе формулы (7), полученной исходя из линейного урав-ения, необходимо в качестве критерия устойчивости задавать еличину прогиба, при достижении которого несущую способность, гержня можно практически считать исчерпанной. Такая концеп-ия критерия устойчивости не может вызвать недоразумений, по-кольку при испытаниях стержней на продольное сжатие в усло-иях ползучести длительность жизни образца после достижения рогибом некоторой величины относительно мала. [c.31]

Оценивая в целом постановку задач устойчивости в условиях ползучести, основанную на постулировании условных критериев устойчивости, приходится признать, что на этом пути в приложении к поведению реальных конструкций не было получено обнадеживающих результатов. Некоторые критерии, предлагавшиеся в исследованиях С. А. Шестери-кова [169] и Г. В. Иванова [57, 58], также по существу принадлежат к условным. Развитие этого направления, с другой стороны, имело значение в связи с тем, что на основе идеи Ю. Н. Работнова о возможности линеаризации уравнения состояния была разработана техника решения задач для исследования возмущенных движений при нелинейной ползучести стержней, пластин и оболочек, в том числе с учетом геометрической нелинейности [139, 83, 173, 87, 8]. [c.262]

В задаче устойчивости круговой замкнутой цилиндрической оболочки в условиях ползучести при действии продольной сжимающей нагрузки для расчета критического времени необходимо задать некоторый начальный прогиб. В работах Френча и Пателя, Самуэлсона, Хоффа [240] задается осесимметричный периодический по длине оболочки начальный прогиб. В течение всего процесса ползучести в возмущенном движении оболочка остается осесимметричной, й критическое время (в геометрически линейной постановке) определяется обращением прогиба в бесконечность. В уравнениях, описы-вгиощих ползучесть, Хофф в работе [240], как и в большинстве своих работ, не учитывал упругих деформаций. Зависимость критического времени от амплитуды нач-ального прогиба для двухслойной модели оболочки, как и в задачах выпучивания стержней, носит логарифмический характер, В работах последнего времени [242] Хофф предложил учитывать влияние упругой деформации на критическое время с помощью приближенной формулы [c.276]

Развиваемая методика требует не только совершенствования техники решения задач ползучести за счет более точного учета физической и геометрической нелинейности, но № разработки общего метода задания вида начальных возмущений. В простых задачах типа стержня при сжатии, арки под. давлением, оболочки с внешним давлением вид возмущения легко, хотя и не строго устанавливается. Для цилиндрических оболочек в ряде рассмотренных задач выбирались сочетания форм, соответствующих формам упругой потери устойчивости Исследование зависимости результатов от выбора волновых чясел и введение в расчет высших гармоник показало, что первом приближении такой подход приемлем. Этот вопрос очевидно, нуждается в дальнейших исследованиях. [c.293]

Линеаризованные уравнения ползучести для пластин были одновременно и независимо получены С. А. Шестериковым (1961) и Л. М. Курши-ным (1961) ряд задач, относящихся к устойчивости пластин и оболочек, на основе линеаризованной теории рассмотрели С. А. Шестериков, Л. М. Куршин, А. П. Кузнецов (1964), И. Г. Терегулов (19ХХ) и другие авторы. При этом использовались те же критерии, которые указаны выше применительно к стержням. Г. В. Иванов (1961) обратил внимание на то, что при обобщении критерия устойчивости на случай неупругих систем существенную роль играет способ перехода из основного состояния в дополнительное, и дал обобщение классического критерия за критическое значение параметра нагружения принимается то наименьшее значение, при котором возможно нетривиальное состояние равновесия при условии, что переход из основного состояния в нетривиальное равновесное состояние осуществляется при выполнении некоторых ограничивающих условий, налагаемых на дополнительные деформации. В задачах ползуче сти роль параметра нагружения играет время. [c.146]

Результаты опытов по устойчивости плоских панелей в условиях ползучести показаны на рис. 34. Здесь штриховыми линиями нанесены результаты испытаний на устойчивость плоских панелей из дуралюмина Д16АТВ в условиях ползучести при температуре 250° С, через а обозначено отношение сжимающего усилия к критическому значению. Сплошными линиями показаны теоретические данные. Как видим, эксперименты подтверждают результаты приведенного выше решения, имеет место монотонное изменение прогибов с уменьшаюш,ейся скоростью. Штрих-пунктирная линия получена в результате опыта, проведенного с пластинкой, продольные края которой свободно перемещались (случай балки —полоски), эта кривая t ( ) аналогична диаграммам, относящимся к стержням, и позволяет найти критическое время для балки-полоски. [c.126]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...