МЕСТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ — МЕТОД

Поток касательных напряжений, действующих вдоль стенки параллельно Q, растекается по полкам в противоположные стороны (рис. а). В точках перехода от стенки к полкам и Гу имеют характер местных напряжений и методами сопротивления материалов не могут быть определены. [c.160]

Повышение напряжений на участках местных ослаблений характеризуют коэффициентами концентрации напряжений. Теоретический коэффициент концентрации напряжений определяют методами теории упругости в предположении однородности ц идеальной упругости материала и выражают отношением [c.297]

Величина местных напряжений в зависимости от геометрической формы детали определяется обычно теоретически при помощи методов математической теории упругости. Часто при определении местных напряжений используется также испытание моделей. Обычно здесь применяется поляризационный метод (см. 115). [c.397]

Учебник для вузов, в которых сопротивление материалов изучается по полной программе. Книгу в целом отличает глубоко продуманная последовательность изложения - от частного к общему - и разумное повторение материала, позволяющее глубже вникнуть в существо вопроса. В первой части дается традиционный курс сопротивления материалов в элементарном изложении. Во второй части приводятся дополнения по некоторым вопросам, рассмотренным в первой части, а также рассматриваются задачи, требующие применения методов теории упругости. Таковы, например, задачи о кручении стержней, о местных напряжениях, об изгибе пластинок, о кручении тонкостенных стержней. Для возможности более обоснованной трактовки таких задач в книгу включен раздел, посвященный основным уравнениям теории упругости и некоторым наиболее простым задачам этой науки. [c.234]

Пряжения оказываются бесконечно велики. Этот результат нельзя воспринимать буквально. Он получен в предположении, что материал бруса идеально.упруг и следует закону Гука. Реальные же материалы, как известно, при некоторых конечных напряжениях уже не следуют закону Гука и в случае пластичных материалов при достижении ме-дела текучести испытывают заметные пластические деформации. Поэтому действительные повышенные местные напряжения в таких особых точках, как вершины входящих углов, не могут быть определены только методами теории упругости. [c.177]

В течение последних лет теория упругости нашла широкое применение при решении инженерных задач. Существует много случаев, когда элементарные методы сопротивления материалов оказываются непригодными для того, чтобы дать удовлетворительную информацию о распределении напряжений в инженерных конструкциях тогда приходится прибегать к более совершенным методам теории упругости. Элементарная теория недостаточна, чтобы составить представление о местных напряжениях вблизи зон приложения нагрузок и вблизи опор балок. Равным образом она не может дать удовлетворительное объяснение в тех случаях, когда исследуется распределение напряжений в телах, все размеры которых представляют собой величины одного и того же порядка. Напряжения в роликах и шариках подшипников можно найти, только используя методы теории упругости. Элементарная теория не дает также способа исследования напряжений в местах резкого изменения поперечного сечения балок или валов. Известно, что во входящих углах наблюдается высокая концентрация напряжений. В результате этого именно там прежде всего начинают возникать трещины, особенно если конструкция подвергается действию знакопеременных напряжений. Большинство эксплуатационных поломок деталей машин можно отнести за счет этих трещин. [c.15]

Изложенный метод определения напряжений в незамкнутом профиле является приближенным, поскольку не учитываются повышенные местные напряжения во внутренних углах ломаного профиля. Чем меньше радиус закругления во внутренних углах, тем больше местные напряжения. Это наглядно можно проиллюстрировать при помощи пленочной аналогии (рис. 2.34). Местный угол наклона а пленки в точке А больше, чем в остальных точках внутреннего контура. Во избежание местных перенапряжений внутренние углы в профилях выполняют скругленными. [c.135]

Местные напряжения в зависимости от геометрической формы детали определяют обычно при помощи методов теории упругости. Часто при определении местных напряжений используют также испытание моделей. Обычно здесь применяют поляризационный метод (см. 14.4). [c.486]

Концентрация напряжения. Концентраторы. Методы расчета напряжения, которые рассматривались в двух предыдущих главах, пригодны лишь для стержней, у которых размеры поперечных сечений неизменны или изменяются подлине стержня достаточно плавно и постепенно. Между тем конструктивные элементы, применяемые в строительстве и особенно в машиностроении, часто имеют резкие местные изменения формы упругого тела. Вблизи этих мест картина напряженного состояния сильно меняется, и в некоторых точках напряжения могут значительно превосходить те, которые получаются при расчетах по выведенным выше формулам. [c.163]

Аналогично, в случае концентрации касательных напряжений а, = г а 5/х. Величину местных напряжений в зависимости от геометрической формы детали определяют обычно при помощи методов теории упругости. [c.184]

Указанные методы расчета местных напряжений из-за наличия овальности сечения, основанные как на решениях теории тонких оболочек, так и приближенных методах, дают возможность с той или иной точностью определить напряжения в своем диапазоне степени овализации сечения. Перспективным для использования и дающим вполне удовлетворительное соответствие расчетных и экспериментальных данных является метод, разработанный в [4, 5). [c.168]

При высоких температурах напряженное и деформированное состояние в зонах концентрации напряжений при длительном статическом нагружении оказывается зависящим от уровня концентрации, номинальных напряжений, сопротивления материала неупругим деформациям и времени нагружения. В связи со сложностью процессов местного деформирования в зонах концентрации пока не получены достаточные для практического использования решения соответствующих краевых задач. Ряд результатов в этом направлении получен в работах [46—48] увеличение скоростей ползучести в зонах концентрации сопровождается уменьшением коэффициентов концентрации напряжений. Более широко для оценки местных напряжений и деформаций при ползучести в зонах концентрации использовались приближенные методы, основанные на кинематических гипотезах или уравнении Нейбера [49—54]. Большие возможности для решения задач о ползучести в зонах концентрации связаны с применением метода конечных элементов и электронных вычислительных машин [55, 56]. [c.111]

Решающее значение местной напряженности для сопротивления деталей усталостному и хрупкому разрушению потребовало широкого использования методов упругости и пластичности, теоретических и экспериментальных, для определения полей деформаций и напряжений в элементах конструкций при таких сложных контурных условиях, которые свойственны резьбам, зубьям шестерен, коленчатым валам, звеньям цепей, лопаткам турбомашин и другим деталям. [c.39]

Д етод местного нагрева. Сущность метода состоит в следующем. На некотором вполне определенном расстоянии от того места, где происходят неблагоприятные для конструкции концентрации остаточных напряжений и сложение их с напряжениями от рабочей нагрузки, производят местный сосредоточен- [c.226]

Методам и результатам решения указанных задач в настоящей книге уделено основное внимание. Повышение механических и тепловых нагрузок по мере увеличения мощности и маневренности ВВЭР и усиление требований к безопасности АЭС при нормальных и аварийных режимах приводит к возможности образования в ряде зон (у патрубков с учетом разнородности материалов и наплавок, в шпильках основного разъема, в зонах контакта) упругопластических деформаций. Условия нелинейного местного деформирования требуют усложнения методов решения краевых задач, с одной стороны, и разработки приближенных инженерных подходов к определению местных напряжений — с другой. Аналогичная ситуация склады- [c.8]

Расчетные методы определения номинальных и местных напряжений в реакторах развивались по мере разработки общих вопросов механики деформируемых сред, уточнения условий нагружения реакторов и усложнения их конструктивных форм. При этом в качестве основы расчетного анализа упругого напряженного состояния в несущих элементах реакторов остаются упомянутые выше методы строительной механики и теории упругости (применительно к стержням, пластинам и оболочкам) [2, 5, 6, 13]. Эти унифицированные методы расчета напряжений получили отражение в нормах прочности [5]. [c.35]

При решении задач о номинальной и местной напряженности реакторов ВВЭР обычно приходится использовать комбинации указанных выше методов - сопротивления материалов, теории пластин и оболочек, аналитических и численных методов. Среди последних весьма эффективны вариационные методы - метод конечных элементов (см. 4 настоящей главы) и вариационно-разностный метод. [c.55]

Сопоставление [9] решений по уравнениям (7.22)-(7.25) с точными аналитическими решениями (для всесторонне растянутой пластины с отверстием), с многочисленными результатами численных методов (в основном МКЭ), а также с экспериментальными данными, полученными на плоских образцах, сосудах с отверстиями и патрубками, показало удовлетворительную точность в оценке местных напряжений а ,ах и деформаций Стах по уравнениям (7.20) и (7.21) в зонах концентрации при механическом нагружении. [c.221]

Применяемые в настоящее время методы расчета сварных соединений на прочность носят условный характер, так как не учитывают концентрации местных напряжений, а в расчет принимаются так называемые номинальные напряжения. [c.176]

При проектировании особо ответственных и сложных конструкций современных энергетических установок эффективно применение разработанных в ИМАШ АН СССР методов и средств анализа напряженно-деформированных состояний атомных реакторов и другого оборудования для оценки их прочности и ресурса. Решение задач прочности и ресурса энергоустановок при этом осуществляется применительно к основным стадиям их создания проектированию, изготовлению, испытаниям и начальной стадии эксплуатации. На каждой из этих стадий проводится определение номинальных и местных напряженно-деформированных состояний с учетом термомеханической нагруженности, а также характеристик сопротивления деформациям и разрушению, применяемых в энергомашиностроении конструкционных материалов. [c.29]

Важное значение в определении номинальной и местной напряженности имеет анализ распределения температур для стационарных и переходных режимов. В первом случае этот анализ позволяет установить как сами температуры элементов, так и тепловые нагрузки (в том числе нагрузки термокомпенсации) во втором — температуры и градиенты температур по толщине элементов для различных моментов времени в переходном режиме. В этом анализе используют методы решения задач теплопроводности, а при сложных формах конструктивных элементов и большой нестационарности тепловых процессов — экспериментальные методы термометрии. [c.10]

Величины и распределения номинальных напряжений являются исходными для определения местных напряжений (механических и температурных) в местах конструктивной концентрации напряжений (выточки, галтели, отверстия, витки резьбы и т. д.). Местные напряжения могут быть оценены на основе обширной справочной информации по теоретическим коэффициентам концентрации напряжений, полученной из решения краевых задач теории упругости, а также из экспериментов (в частности, методом фотоупругости). Значительные возможности в определении местных напряжений в зонах концентрации связаны с расширяющимся применением ЭВМ и численных методов решения краевых задач (методы конечных элементов, конечных разностей, граничных интегральных уравнений). В большом числе случаев местные напряжения в зонах концентрации (с учетом температурных и остаточных напряжений) могут превосходить предел текучести, обусловливая повторное упругопластическое деформирование. [c.10]

Если полученные при натурных тензометрических исследованиях корпусов ЦВД напряжения являются номинальными, то для определения местных напряжений следует учесть эффекты концентрации. При этом необходимо иметь в виду, что величина коэффициента концентрации существенно зависит от формы кривой распределения напряжений по толщине стенки. Для режимов нагружения турбины типа останова с принудительным расхолаживанием или естественным остыванием характерно плавное распределение напряжений по толщине стенки. Для этого случая по экспериментальным данным [4] теоретический коэффициент концентрации о в галтели расточки на внутренней поверхности корпуса ЦВД оценивается величиной 1,8—2,0. На режимах, сопровождающихся резким изменением температуры тонкого слоя металла внутренней поверхности (тепловой удар), концентрация напряжений практически отсутствует. К таким режимам следует отнести толчок роторов и резкий сброс нагрузки. В меньшей степени градиент напряжений в стенке ЦВД выражен при отключении турбогенератора от сети в этом случае величина схц (учитывая действительное распределение температур по толщине стенки) составляет 1,2—1,3. Указанные величины коэффициентов концентрации были определены поляризационно-оптическим методом. [c.60]

При расчете авиационных конструкций на малоцикловую прочность должно быть учтено влияние большого количества нагрузок малой амплитуды с определением местных напряжений и деформаций в диапазоне до 10 —10 циклов. В этих условиях применение таких численных методов расчета напряженно-деформированного состояния, как МКЭ, МКР (см. гл. 8), существенно ограничено из-за большого количества зон концентрации и необходимого машинного времени и определенное преимущество имеют инженерные методы расчета коэффициентов концентрации напряжений и деформаций на контуре отверстий или вырезов в соответствии с гл. 2, 4, 7, 11. [c.107]

Моделирование напряженного состояния роторов центробежных сепараторов с применением фотоупругости [2, 3] в сочетании с тензометрическими исследованиями напряжений позволяет более надежно оценивать номинальную и местную напряженность. Тем не менее для быстро вращающихся составных конструкций сложной формы, заполненных жидкой неоднородной смесью, применение метода фотоупругости и тензометрирования требует оценки точности полученных результатов для каждого метода в отдельности такая оценка может быть проведена путем тензометрирования самой оптической модели. [c.123]

Если приведенные местные условные упругие напряжения Oai и Отг Определены В соответствии с п. 3.1. по данным расчетов аналитическими или численными методами (например, методом конечных элементов) или по данным испытаний модельной или натурной конструкции при эксплуатационных /-режимах нагружения, то концентрация деформации и напряжений в расчетах не учитывается и расчет на циклическую прочность ведется по указанным выше местным напряжениям. [c.223]

Этот метод решения Зеевальд применил к случаю балки, нагруженной сосредоточенной силой Р (рис. 67). Он показал, что напряжение Ох можно разбить на две части одну из них можно вычислить по элементарной балочной формуле, другая характеризует локальный эффект вблизи точки приложения силы. Эту последнюю часть напряжения, обозначаемую через Ох, можно представить в форме р (Р/с), где р — численный множитель, зависящий от положения точки, в которой определяется местное напряжение. Значения этого множителя даны на рис. 70. Две другие компоненты напряжения и такх<е можно представить в форме р (Я/с). Соответствующие значения р даются на рис. 71 и 72. Из них можно видеть, что местные напряжения весьма быстро падают с увеличением расстояния от точки приложения нагрузки, и на расстоянии, равном высоте балки, ими обычно можно пренебречь. Используя значения множителя р при а = 0, можно найти местные напряжения в пяти точках поперечного сечения AD при данной нагрузке (рис. 67) но приводимой [c.131]

Значения Гт и й, определяемые выражениями (2.13) и (2.16), являются приближенными, заниженными, что следует из более точного решения на основе модели В. В. Панасюка —Д. Даг-дейла, представленной на рис. 2.4. При напряжениях а в вершине трещины протяженностью 2/ образуются участки длиной Гт пластической деформации, в пределах которых местные напряжения будут а=стт- Упругопластическое решение задачи для рассматриваемой пластины получается на основе решения двух упругих задач для двух пластин с длиной трещины 2/т. Упругие решения методом функции комплексного переменного для первой пластины с трещиной 2/т, равномерно растянутой напряжениями сг, и для второй пластины с трещиной протяженностью 2/т, нагруженной на участках Гт напряжениями сгт, при наложении позволяют получить более точное значение для г [c.31]

Из-за концентрации напряжений, вызванной изменением формы тела вблизи переходной поверхности, местные напряжения будут больще номинальных (рис. 20.29). Концентрация напряжений вблизи переходной поверхности и в зоне контакта хорошо видна на картине полос (рис. 20.30), полученной методом фотоупругости (наибольшие напряжения соответствуют наибольшей частоте полос). [c.348]

Для нахождения величины коэффициента концентрации напряжений, очевидно, надо уметь определять величину местных напряжений Стщах- Задача эта очень трудная и методами сопротивления материалов не решается. В боль- [c.51]

На рис. 2.3 показана полученная методом фотоупругости картина, возникающая при местной потере устойчивости моноволокна в эпоксидной матрице. Местные напряжения в матрице и на поверхности раздела, вызванные непараллель-ностью волокон малого диаметра (углеродные или органоволокна— Кевлар-49), являются причиной разрушения при [c.41]

Для сварных соединений при наличии смещения кромок анали-тич кое определение уровня местной напряженности затруднительно и может быть использован поляризационно-оптический метод исследования напряжений на нрозрачных моделях сварных соединений. В работе [125] исследована зависимость напряженности от смещения кромок сварного шва (рис. 3.3.9, б). Здесь и в дальнейшем для характеристики местного возмущения напряженного (деформированного) состояния в зоне сварного соединения трубы со смещением кромок использовалось отношение напряжений в максимально напряженной зоне сварного шва к соответствующим величинам в безмоментной зоне (номинальные напряжения и деформации), обозначаемое условно как теоретический коэффициент концентрации. Как видно из рисунка, о- может достигать величины порядка осо = 4. [c.172]

Вместе с тем на зтапах проектирования информацию об НДС элементов конструкций получают с помощью расчетных методов, в первую очередь численных. Численные методы позволяют определить как номинальные, так и местные напряжения конструкции в зависимости от действующих нагрузок или возникающих перемещений при работе материала за пределами упругости в условиях проявления временных эффектов и повторных термомеханических воздействий. [c.20]

Автоматизированные системы дискретизации и поэтапное рассмотрение результатов решения приводят к получению для всего корпуса реактора с крупноэлементной сеткой на первом этапе усилий и напряжений вдали от зон концентрации на втором этапе полученные усилия и напряжения используются для задания граничных условий для зон концентрации, в которых сетка существенно сгущается. На втором этапе получается информация о местных напряжениях если в реакторе имеет место наложение зон концентрации (например, щелевые швы в местах приварки труб к крьццке), то в расчет может быть введен третий этап с еще более измельченной сеткой, когда местные напряжения в зоне концентрации с умеренными градиентами напряжений определяют граничные усилия для установления напряжений в зоне концентрации с большими градиентами напряжений. При решении пространственных краевых задач для стадии упругих деформаций может быть использован метод ГИУ. [c.36]

В работах Б. П. Соколова [32, 33] и Ч. Г. Мустафина [20, 22, 33] сделана попытка найти распределение усилий между зубьями елочного замка в стадии деформации ползучести. Решение этой задачи основано на использовании левых прямолинейных частей диаграмм напряжение—деформация , относящихся к малым деформациям. Этот прием обосновывается тем, что область работы реальных деталей ограничивается допустимой деформацией за весь срок их службы, для рабочих лопаток и дисков турбин, составляющей 0,1—0,2% (хвостовые соединения рассчитываются на длительный срок службы около 100 ООО часов) . При этом, однако, совершенно не учитывается тот факт, что в зубцах елочных замков возникают значительные местные напряжения и деформации, превышающие средние расчетные величины, вследствие чего указанный выше прием недопустим при расчете. Кроме того, в работе [32] используется метод разложения некоторой функции в ряд по степеням малого параметра , каковым здесь является tg р, где р — угол наклона хвостовика лопатки. Автор ограничивается линейными членами этого разложения между тем tg р не является малым параметром, так как р = 10- 20°. Таким образом и этот прием также не оправдан. По тем же причинам нельзя согласиться с методом определения теоретических величин зазоров между опорными поверхностями зубьев, обеспечивающих линейное распределение нагрузки между зубьями елочного замка, в работах [20, 22], не говоря уже о том, что вопрос этот, при существующей точности изготовления елочных замков, практически мало интересен. [c.7]

Поскольку указанные методы расчета не позволяют вычислить местные напряжения в элементах сварного соединения, выбор размеров и типов сварных швов обычно основывают на эмпирических данных [62]. Отдельные соображения о работе сварных швов диафрагм изложены в главе VIII. [c.67]

В ряде случаев авиационные конструкции эксплуатируются в условиях сложного взаимодействия спектров аэродинамической температурной и силовой нагруженности. Воздействие силовых факторов и температуры на этапах полетного цикла порождает интенсивное протекание процессов перераспределения напряжений и деформаций, изменение структурных параметров и механических характеристик материала, накопление циклических и длительных повреждений. Изменение несущей способности элементов авиационных конструкций оказывается особенно выраженным для малоциклового нагружения при наличии пластических деформаций и нагрева, когда изменение механических свойств по числу циклов и по времени обусловливает заметную неста-ционарность кинетики местных напряженно-деформированных состояний. Расчет долговечности в таких условиях, как отмечается в гл. 1, 2, 4, 8 и 11, осуществляют на основе решений соответствующих краевых задач, реализуемых экспериментально, с помощью численных решений или приближенных аналитических методов. [c.114]

Для перехода от значений внешних нагрузок (номинальных напряжений) к локальным напряжениям и деформациям необходимо располагать в соответствии с нормами расчета энергетических конструкций на малоцикловую усталость [2] значениями кэффициен-тов концентрации напряжений (при упругих деформациях) и коэффициента концентрации деформаций К , если местные напряжения превышают предел текучести материала. Если для геометрических концентраторов напряжений типа отверстий, галтелей, выточек и т. п. такие данные в области упругих деформа ий широко представлены в работах [3, 4], то применительно к сварным соединениям строительных конструкций такая систематизация до настоящего времени отсутствует. В связи с этим были проведены исследования зон концентрации напряжений и деформаций в стыковых и угловых швах при простейших способах нагружения (растяжение, изгиб) с применением [5] методов фотоупругости и фотоупругих покрытий. При исследованиях варьировались следующие величины, характеризующие геометрию сварного шва и определяющие уровень концентрации напряжений для стыковых швов — относительная высота наплавленного металла к его ширине q e, относительная ширина шва е/5, радиус перехода р и толщина свариваемых пластин з для угловых швов — соотношение катетов, радиус перехода р и толщина з. Диапазон изменения этих параметров был выбран на основе стандартных допусков на геометрию швов, выполненных ручной дуговой сваркой плавящимся электродом, автоматической и полуавтоматической под слоем флюса и дуговой сваркой в защитных газах. Было принято, что в стыковых сварных соединениях относительная высота валика шва не превышает 0,7, а относительная ширина шва находится в пределах 0,03 е/з 3,4. С увеличением толщины свариваемых пластин относительная высота и относительная ширина шва. [c.173]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...