Схема испытания сложно-напряженного

Комбинированные испытания кольцевых образцов при одновременном действии повышенной температуры, заданной рабочей среды и сложного напряженного состояния проводятся на специальной установке, принципиальная схема которой представлена на рис. 67. Все системы смонтированы на гидравлической машине 19. [c.157]

Фиг. 60. Схема машины для испытания образца в условиях сложного напряженного состояния.

Рис. 4.1. Образцы и установка для испытаний при сложном напряженном состоянии а — конфигурация и основные размеры опытного образца б — схема установки для проведения опытов при плоском нагружении в — схема нагружения трубчатого образца

Поскольку промышленность не выпускает оборудования, предназначенного для испытаний полимерных материалов на ползучесть и длительную прочность при сложном напряженном состоянии, для выполнения исследований была сконструирована и изготовлена экспериментальная установка. Принципиальная схема установки приведена на рис. 4.11. Стенд состоит из двенадцати испытательных ячеек, каждая из которых имеет автономную систему нагружения опытного образца 1. Образцы с герметизирующими захватами размещаются внутри термокамеры 13 и обогреваются воздушным потоком, создаваемым вентилятором (на рисунке не показан). Постоянство температуры воздуха в термокамере поддерживается автоматическим регулятором в интервале 20—120 С с точностью 2° С. Стенд позволяет нагрузить опытный образец внутренним гидростатическим давлением (до 50 кгс/см ) и осевым растяжением (до 600 кгс). [c.135]

Второй подход заключается в использовании тонкостенного трубчатого образца (рис. 5.4.1) и схемы кручения [25]. Форма трубчатого образца и его изготовление более сложны, чем образца ш растяжение. Так как используется схема кручения, то приходится ориентироваться на теории, в которых сдвиг считается представительным видом напряженного состояния для описания других схем нагружения, отличающихся от чистого сдвига. Преимущество этой схемы испытания заключается в возможности устранения влияния коэффициента линейного расширения на результаты испьгганий при переменных температурах. [c.118]

Изнашивание является одним из видов поверхностного деформирования и разрушения материалов, осуществляемых в условиях сложной схемы напряженного состояния. Даже при очень малых нормальных нагружениях деформация единичного контакта носит упругопластический или пластический характер. Приложение сдвигающих сил при относительном перемещении контактируемых поверхностей создает облегченные условия к пластическому оттеснению материала, нарушению сплошности адсорбированных пленок окислов и, при благоприятных условиях взаимодействия, к образованию металлических связей. Даже при ничтожно малых скоростях скольжения, когда влиянием элементов температурного поля можно пренебречь, величина остаточного оттеснения материала существенно зависит от характера движения. По этому при разработке методики и создании установок для проведения лабораторных испытаний необходимо стремиться к тому, чтобы характер движения элементов пары трения и условия взаимодействия контактирующих неровностей соответствовали или приближались к реальным условиям работы соответствующих деталей машин и механизмов. [c.229]

Методы испытаний металла для определения пригодности его к глубокой вытяжке приведены в табл. 7. Металл при проведении испытаний, по которым судят о его штампуемости, находится в условиях, близких к двухосному напряжённому состоянию, так как напряжение в перпендикулярном к поверхности заготовки направлении много меньше, чем в плоскости листа, и им можно пренебречь. Многообразие реальных процессов штамповки не позволяет применять тот или иной метод как универсальный. При вытяжке деталей сложной формы вытяжные свойства металла лучше определять, применяя испытание на вытяжку сферической лунки по ГОСТ 10510—74 (по Эриксену), а при глубокой вытяжке деталей цилиндрической и коробчатой формы — испытания на вытяжку цилиндрического колпачка. В этом случае схема напряженного состояния металла при испытаниях будет ближе всего к моделируемому процессу штамповки. [c.41]

Основным назначением определения ударной вязкости при изгибе является оценка работоспособности материала в сложных условиях нагружения и склонности металла к хрупкому разрушению. При этом испытывается образец с надрезом, что обеспечивает объемное напряженное состояние металла. Вследствие концентрации деформации в малом объеме возникает высокая локальная скорость деформации. Образцы разрушают ударом маятника, падающего на грань, противоположную надрезу, со скоростью 4—7 м/с. Для проведения испытаний служат маятниковые копры (ГОСТ 10708—82), принцип работы которых ясен из схемы, изображенной на рис. 2.7 техническая характеристика приведена в табл. 2.17. Работу К, затраченную на деформацию и разрушение образца, определяют с точностью до 1 Дж по заранее отградуированной шкале либо расчетом — по зиачениям угла подъема маятника до (а) и после (Р) удара [c.36]

Концентрация напряжений в образце исключается при испытаниях равномерным внутренним давлением, создаваемым при помощи податливого кольца (схема 2—3) или гидравлической системой (схема 2—4). Основные недостатки метода испытаний податливым кольцом — это необходимость предварительной и систематической тарировки элемента нагружения и очень тщательной обработки поверхности образца, а метода гидравлических испытаний — необходимость использования специального сложного и дорогого оборудования для создания давления. [c.201]

Испытания на пробой при постоянном токе производят обычно с помощью описанных выше установок переменного тока высокого напряжения, снабжаемых дополнительно выпрямляющими устройствами и конденсаторами высокого напряжения последние используются для сглаживания пульсаций напряжения в схемах удвоения напряжения и др. Выпрямительное устройство содержит двухэлектродные лампы высокого напряжения, так называемые кенотроны и трансформаторы накала в более сложных схемах эти устройства могут содержать и другие элементы. [c.82]

Еще один экспериментально проверенный способ создания напряженного состояния чистого сдвига осуществляется при испытании крестовины трехслойной конструкции (рис. 4.1.14). В этом методе испытаний используются зависимости между нормальными и касательными напряжениями (деформациями) при двухосном нагружении, причем растягивающие и сжимающие напряжения создаются путем изгиба лучей крестовины. Арматура в исследуемом материале уложена под углом +45° к осям крестовины. Преимущество крестовины трехслойной конструкции по сравнению с другими схемами двухосного растяжения—сжатия — это простота реализации схемы нагружения. При качественном изготовлении крестовины (должно быть обеспечено равенство растягивающих и сжимающих напряжений) метод дает хорошие результаты, однако он неэкономичен, так как из-за условий нагружения требуются образцы больших размеров (порядка 500 X 500 мм в плане) и сложной конструкции. Конструктивное исполнение крестовины такое же, как трехслойных балок, которые описаны в гл. 5. [c.132]

Мостовые схемы выпрямления при закорачивании плеча (рис. 49,50). Данные режимы характеризуются тем, что схема работает нормально в течение 2/3 л за период, а в течение 1/3 п происходит чередование двух-и трехфазных к. з. Длительно такой режим существовать не может, поскольку плечо моста или весь выпрямитель отключается защитой. Тем не менее при отказе защит такой режим может возникнуть (особенно цри испытаниях, когда могут быть введены не все защиты) и его анализ представляется необходимым. В силу весьма сложных процессов прохождения токов анализируются только кривые выпрямленного напряжения. При этом не учитываются искажения формы кривой фазных э. д. с., которые весьма значительны. Построение диаграмм производится по следующему правилу при закорачивании нечетного вентиля (например 1) на катоде (для четных на аноде) всегда присутствует соответствующая фаза напряжения источника питания (фаза Л) при подаче отпирающего импульса на вентиль другой фазы (например 3) оп открывается, и напряжение катода становится равным полусумме фазных напряжений, как во время коммутации. Имеет место длительное двухфазное к. з. Далее при открывании вентиля, принадлежащего к третьей фазе, двухфазное к. з. переходит в трехфазное. [c.98]

Как указывалось в методике, при испытании в условиях трехосного сжатия была использована схема так называемого сложного нагружения, при которой соотношение между главными напряжениями меняются от точки к точке в процессе нагружения. [c.103]

Рис. 26. Схема испытания сложно-напряженного элемента по методике ВНИИСтройнефть

Рис. 3,19. Схема стендов для испытаний на малоцякловую термическую усталость при сложном напряженном состоянии а — чистый сдвиг б — сочетание чистого сдвига с термоци лическим растяжением-сжатием

Рис. 11.7.5. Схема автоматизированной установкв для испытания материалов при сложном напряженном состоянии

Теперь на основе принципа суперпозиции параметров однородных НДС можно записать тензоры напряжений, деформаций и скоростей деформаций для сложной мехатческой схемы деформаций (совокупность схем деформированного и напряженного состояний), получаемой растяжением или сжатием, кручением и нагружошем внешним и внутренним давлением круглой тонкостенной трубы. В дальнейшем всякое испытание механических свойств материалов, для которого известны параметры НДС, будем назьшать спишдартным испытанием. [c.149]

Учет особенностей механических свойств армированных пласти ков привел к разработке и экспериментальной проверке ряда схе нагружения на изгиб. Схемы нагружения и опирания образца, при меняемые в настоящее время в практике испытаний армированны пластиков, показаны на рис. 5.1.1. Для испытаний образцов и изотропных материалов почти без исключения применяется так на зываемая трехточечная схема (рис. 5.1.1, а), т.е. свободно оперты) стержень на двух опорах, нагруженный сосредоточенной силой 1 в середине пролета I. Эта схема нагружения является наиболее распространенной и при испытаниях армированных пластиков однако в этом случае трехточечную схему следует считать сложной напряженное состояние образца переменно по длине, по высоте а в некоторых случаях и по ширине образца на образец действуе изгибающий момент и перерезывающая сила, т. е. возникают нор мальные и касательные напряжения. При испытаниях композито возможности трехточечной схемы расширены она применяется и дл) определения характеристик межслойного сдвига. Для этого исполь зуют простые формулы, построенные на основе гипотезы С. П. Ти мошенко. [c.170]

Самое простое испытание, дающее основные сведения об усталости при сложном напряженном состоянии, — это испытание гладкого образца при симметричном цикле изгиба и кручения. Изображенная на рис. 283 схема испытания обеспечивает подобие циклов изгиба и кручения, а также синфазное изменение соответствующих напряжений. Так же как и в одноосном случае, испытывается серия образцов при фиксированном отношении нагибающего момента к крутящему, то есть при постоянном отношении амплитуд циклов напряжений ст , и Строится кривая Вёлера, и определяется предел, выносливости. Значения и т , соответствующие пределу выносливости, определяют точку в плоскости а — т, совокупность этих точек для различных отношений ст /т , определяет кривую (рие. 284). С достаточно хорошей -степенью приближения можно считать, что эта кривая является эллипсом. Уравнение его [c.425]

В работах [328, 330, 332, 339, 3551 было показано, что описание-кривой нагружения ОЦК-поликристаллов уравнением параболического типа (3.57) значительно расширяет возможности экспериментального изучения процесса деформационного упрочнения. Обобщением-результатов этих работ, а также ряда литературных данных [9, 289,, 290] является общая схема деформационного упрочнения поликристал-лических ОЦК-металлов и сплавов [47, 48] (рис. 3.33), которая отражает сложный многостадийный характер процесса, обусловленный поэтапной перестройкой дислокационной структуры при деформации. Считается, что перестройка структуры (от относительно однородного распределения дислокаций через сплетения и клубки к дислокационной ячеистой структуре) вызывает соответствующее изменение внутренних напряжений [2961, следовательно, и параметров процесса деформационного упрочнения. Данная схема основывается на анализе и обобщении результатов механических испытаний и структурных исследований, проведенных на десяти сплавах ОЦК-металлов [47, 481, которые различались по величине модуля упругости, энергии дефекта упаковки, наличию дисперсных упрочняющих фаз, уровню примесных элементов и размеру зерна (в пределах одного сплава). В частности, были исследованы при испытаниях на растяжение в интервале температур 0,08—0,5Гпл однофазные и дисперсноупрочненные сплавы-на основе железа (армко, сталь 45, Ре + 3,2 % 81), хрома, молибдена (МЧВП с размером зерна 100 и 40 мкм, Мо Н- 4,5 % (об.) Т1М, ЦМ-10-и ванадия (технически чистый ванадий), а также сплавы ванадия и ниобия с нитридами соответственно титана и циркония [95]. [c.153]

Представлена краткая история и обаор модифицированной механики раз рушения Гриффитса — Ирвина. Подчеркнуто значение коэффициента интенсивности напряжений и скорости высвобождения энергии деформирования в механике разрушения изотропных и анизотропных материалов. Кратко изложена эмпирическая трактовка процесса усталостного роста трещины в изотропной среде. Затем перечислены противоречия между основными предпосылками классической теории разрушения и особенностями протекания процесса разрушения в многофазных слоистых материалах. Тем самым показана необходимость некоторого смягчения исходных предпосылок теории разрушения, которое позволило бы создать практически применимые подходы для решения задач разрушения композитов. Очень кратко, вследствие неприменимости непосредственно к решению инженерных задач, изложены основные результаты, полученные при помощи методов микромеханики, позволяющих исследовать процессы взаимодействия между трещиной, волокном и связующим в бесконечной среде. Далее огшсаны основные концепции современных макромеханических подходов для описания процесса разрушения композитов. Отмечено, что все подходы, расчеты по которым находятся в соответствии с экспериментальными данными, исключают из рассмотрения нелинейную зону или зону разрушения у кончика трещины. Более сложные теории (с учетом критического объема, плотности энергии деформирования) наилучшим образом согласуются с экспериментами на однонаправленно армированных композитах, когда трещины распространяются параллельно волокнам. Эти теории также хорошо описывают нагружение слоистых композитов под углом к направлению армирования, когда преобладающее влияние на процесс разрушения оказывает растрескивание полимерной матрицы. Расчеты по двум приближенным теориям (гипотетической трещины и критического расстояния) и комбинированному методу (модель тонкой пластической зоны) сравниваются с данными, полученными при испытании слоистых композитов с симметричной схемой армирования [ 6°]s. Приведены данные о хорошем соответствии степенной аппроксимации, применяемой для описания скорости роста трещины, результатам испытаний на усталость слоистых композитов с концентраторами напряжений. [c.221]

Пример релаксации термических напряжений в жестко закрепленном стержне при его нагреве и выдержке в течение 10,7 мин и схема процесса развития деформаций приведены на рис. 39. Процесс циклического термического нагружения, при котором каждый цикл осуществляется с выДержкой при максимальной температуре, сопровождается процессом циклической ползучести, однако значительно более сложным, чем циклическая ползучесть при изотермическом нагружении. Наиболее существенно то, что в каждом цикле при охлаждении материал деформируется нагрузкой противоположного знака (в рассматриваемом случае — растяжением), которая вызывает пластическую деформацию. Если принять, что процессы развития деформаций ползучести при релаксации напряжений и постоянном напряжении — процессы одного типа, при которых большое значение имеет степень искажения решетки кристаллов, то влияние холодного наклепа, происходящего в каждом цикле термонагру-жения, должно быть значительным. Оно проявляется в уменьшении числа циклов до разрушения (см. тл. III) подобно тому, как при предварительном пластическом деформировании снижаются длительная статическая прочность (время до разрушения) и пластичность. В табл. 12 приведены значения этих характеристик, полученные при испытании сплава ХН77ТЮР по режиму, соответствующему техническим условиям на сплав /=750°С 0=350 МПа. Величина наклепа определялась степенью пластического деформирования образцов [c.103]

Таким образом, поступают, например, при изучении концентрации напряжений в толстостенных композитных элементах (см. рис. 2.8). Как уже отмечалось, для изучения концентрации напряжений в вершинах вырезов на поверхности внутреннего канала (в точках 1 на рис. 2.8) от действия внутреннего давления допустимо использовать плоские модели, имеющие форму поперечного сечения К01МПОЗИТНОЙ трубы. Для испытания их необходимо довольно сложное приспособление. Кроме того, чтобы получить в модели с оболочкой достаточное для проведения точных измерений число полос, нужно создать довольно большО е давление, потому что около 90% давления прихо дится на деформацию жесткой оболочки. Однако при определенных условиях можно воспользоваться моделью без оболочки. Так, при достаточно большой толщине свода ш = Ь—а (примерно при ш/Ъ>0,2) контактное давление рк на поверхности сопряжения можно принять равномерным. В этом случае приходим к схеме плоской модели без оболочки, нагруженной дав- [c.43]

Понятие усталости материалов и конструкций охватьтвает чрезвычайно широкий круг вопросов. Усталость может быть причиной разрушения при испытаниях как йростых гладких образцов, так и образцов, содержащих какие-либо виды нерегулярности, или, наконец, сложных деталей, где могут иметь место как концентрация напряжений, так и распределенная нагрузка. На усталость влияет схема распределения нагрузки, причем зта нагрузка может изменяться по частоте, величине и последовательности прикладываемых сил. На усталость могут влиять дакже температура и окружающая среда. Неудивительно, что такой широкий круг переменных величин в сочетании с происходящими время от времени катастрофическими разрушениями деталей в эксплуатации привел к необходимости проведения огромного количества изысканий и исследований явления усталости, причем много сведений уже получено, хотя многое еще необходимо познать. [c.16]

Рассмотрим определение скорости роста трещин при быстрых изменениях К- Такие условия могут появиться при испытании с постоянной амплитудой приложенных напряжений, когда трещины распространяются очень быстро или напряжения быстро меняются от цикла к циклу, но чаще всего встречаются при эксплуатации изделий, когда усталостные нагрузки случайны. Хотя нагрузки можно записать на магнитную пленку или перфоленту (используя тензодатчики или акселерометры, подсоединенные к изучаемой детали) и воспроизвести их на установках с сервоприводом в лабораторных услоьчшх, традиционные испытания на менее сложных машинах требуют детального изучения разницы между условиями, возникающими при переменных и постоянных амплитудах нагрузок. Цель исследования заключается в том, чтобы иметь возможность предсказывать на основе простых данных общее поведение материала при известной сложной схеме нагружения. Попытки такого рода были до некоторой [c.243]

Возрастающее использование арочных конструкций в строительстве плотин возлагает на инженеров обязанность решения весьма сложной задачи анализа напряжений в пространственной системе. В связи с этим в США был разработан приближенный метод расчета крупных плотин арочного типа. Первое приближение достигается путем замены пространственной системы плотины системой горизонтальных арок и вертикальных консолей. Горизонтальное гидростатическое давление распределяется методом проб на две радиальные компоненты, одна из которых передается аркам, другая—консолям. Надлежащим распределением нагрузки будет по этой схеме то, при котором как арки, так и консоли во всех точках будут иметь общие радиальные компоненты прогиба. Этот метод был предложен инженерами мелиоративного бюро США ). Для получения более точных результатов в расчет вводится влияние крутящих моментов в горизонтальных и вертикальных сечениях, а также поперечных сил, действующих в горизонтальных сечениях вдоль осевых линий арок, и соответствующих вертикальных перерезывающих сил в радиальных сечениях ). С целью проверки этой теории для некоторых ответственных случаев были поставлены испытания на моделях. В связи со строительством плотины Гувера была испытана модель из пластер-целита, загружение производилось ртутью измеренные значения деформаций оказались при этом весьма близкими к расчетным. Произведенные впоследствии замеры на законченном сооружении [c.513]

Влияние жесткости напряженного состояния на деформационную способность вопокон композиционного материала. Формоизменение композитов с высокомодульными волокнами представляет собой сложную проблему из-за хрупкости волокон, которую они проявляют, например, при испытании на растяжение. Подходя к понятиям хрупкости и пластичности не как к свойствам материала, а как к его состоянию, можно попытаться осуществлять формоизменение композитов при таких схемах деформирования, при которых обеспечивается повышение деформационных свойств их компонентов. Для этого может быть использован эффект повышения деформационной способности материала, если на имеющуюся схему напряженного состояния накладывается гидростатическое сжатие [153]. В общем случае влияние схемы напряженного состояния на деформацион-254 [c.254]

Механические испытания со схемой, отличающейся от одноосной или трехосной, используют очень редко, когда нет другой возможности. В этих испытаниях возникают неоднородные напряженные состояния и их интерпретация становится соответстт венно более сложной. [c.26]

Испытание на выдавливание сфгрн-ческой лунки происходит при двухосном растяжении и сопровождается сильиы.м утонением материала в центральной части заготовки. Аналогичный характер де-формации имеем при вытяжке сферических, параболичэских, конических и других детален, при гидравлической вытяжке, а также при вытяжке деталей сложной фэрмы в штампах с вытяжными ребрами. В том и другом случае схемы напряженно-деформированного состояния в опасном сечении (м сге возможного разрыва) аналогичны. Следовательно, для данных случаев [c.498]

Системы испытаний на полигармоннчес-вую вибрацию. Для виброиспытаний изделий на полигармоническую вибрацию используют в основном системы с электродинамическим принципом возбуждения. Для получения сложного полигармонического сигнала применяют несколько стандартных задающих генераторов. Напряжения соответствующих частот с генераторов непосредственно поступают на вход усилителя обычного вибростенда. Структурная схема такой системы приведена на рис. 2.3.33. [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...