Условия критические для внешних нагрузок

Напряженное состояние материала в средней части фронта трещины всегда остается объемным, что обеспечивает сохранение подобия по напряженному состоянию материала для конкретного элемента конструкции в широком спектре варьируемых условий внешнего воздействия. Последовательность реакций материала на последовательность внешних нагрузок будем в дальнейшем характеризовать величинами (о ),, являющимися последовательностью эквивалентных напряжений каждого цикла внешнего силового нагружения в процессе роста усталостной трещины. Последовательное развитие трещины от начального размера до критической длины а , отвечающей достижению точки бифуркации в связи с началом нестабильного процесса разрушения, когда происходит разрушение твердого тела без подвода энергии извне, характеризует конечное число Пр приращений 8,. Величина Пр представляет собой число циклов нагружения элемента конструкции или образца в процессе распространения усталостной трещины. Это позволяет охарактеризовать длину стабильно развивающейся трещины как [c.202]

Развитие усталостной трещины при двухосном растяжении может происходить с изменением ее начальной траектории, если расположение плоскости надреза, где стартует трещина, не соответствует направлению, в котором плотность энергии деформации будет минимальной [72]. При любой ориентировке трещины и сочетании компонентов внешних нагрузок ее рост определяется затратами энергии на деформирование материала и образование свободной поверхности в пределах области, где достигнута критическая плотность энергии деформации. Для ситуаций, когда этот критерий справедлив, независимо от ориентировки трещины ее рост описывается с единых позиций через размах коэффициента плотности энергии деформации Д5 из условия [72] [c.310]

Очевидно, наиболее неблагоприятное условие для работы раскосов создается при таком соотношении между внешними нагрузками, которое приводит к одновременному критическому состоянию раскосов и поясов системы. Таким образом, для целей практики, помимо решения собственно задачи устойчивости, необходимо определить сочетание внешних нагрузок, предопределяющее наименьшее (из возможных) значение критического параметра. [c.78]

Корабельные танки для жидкого природного газа. Для транспортировки ожиженного природного газа используют устройства разного типа [63]. Обычно эти емкости имеют двойные стенки. Назначение внутренней стенки — обеспечить сохранность содержимого в течение всего рейса, а внешней — не допустить утечки газа в течение 15 сут с момента появления трещины в первой стенке. В конструкции сферических свободно установленных танков необходимость во второй стенке отпадает, если расчет, выполненный на базе механики разрушения, указывает на удовлетворительное поведение материала с треш,иной [64]. При таком подходе рост трещины в стенке танка до сквозной и появление выявляемой течи не должно привести к разрушению за время до устранения повреждения. С учетом штормовой погоды в открытом море этот период составляет минимум 15 сут. Механику разрушения используют для расчета минимальной длины трещины, которая позволяет зафиксировать утечку газа с помощью течеискателей [53]. Период до начала ремонтных работ вычисляют интегрированием уравнения (21) в пределах от этой минимальной до критической длины трещины. При этом необходимы данные относительно скорости роста трещины в материале, из которого изготовлен танк, и спектра повторных нагрузок, возникающих в штормовых условиях. [c.28]

Когда изменение полной потенциальной энергии Л5 подсчитывается в форме С. П. Тимошенко, АЭ выражается непосредственно через внешние нагрузки, а начальные осевые усилия Nq(x) в выражение (3.17) не входят. Дальнейшее решение можно вести (точно или приближенно) из условия 6 (Д5) = О либо АЭ = О при дополнительном требовании минимума нагрузки. Выражение изменения полной потенциальной энергии в форме С. П. Тимошенко удобно для приближенной оценки критических нагрузок в тех случаях, когда потеря устойчивости стержня может происходит без растяжения его оси, т. е. когда справедлива зависимость (3.22). В частности из этой зависимости можно получить хорошо известную из курса сопро- [c.94]

Расчеты по определению критических нагрузок для панелей, нагруженных внешним давлением р и осевыми погонными сжимающими нагрузками pR 2, проводились по программе [42]. Определение разрушающих нагрузок выполнялось с использованием методики (см. 2.4). Результаты расчета представлены на рис. 5.18. Сплошной линией показана зависимость критического давления от угла армирования ф для данной структуры обшивок, штриховой — зависимость предельного давления по условию прочности. Из графика видно, что данная конструкция при всех вариантах несущих слоев будет разрушаться вследствие потери устойчивости. Наибольшие критические давления соответствуют углам укладки 45—60°. [c.235]

Для успешного конструирования изделий необходимо знание ряда свойств материала (табл. 24.2). В зависимости от оперативных требований значимыми могут оказаться те или иные параметры. Так, если материал подвергается длительному воздействию внешних условий и нагрузок, то должен быть установлен и учтен при конструировании результат этих воздействий на его критические физические и механические свойства. [c.431]

Рассмотрим твердое тело с кристаллической структурой произвольной формы и конечных размеров, Пусть в теле имеется несплошность начальной длины /о в направлении последующего роста усталостной трещины. Тело нагружают случайным спектром нагрузок в области упругости. В результате внешнего нагружения тело может находиться в состоянии покоя или движения. В вершине несплошности на удалении от поверхности тела реализуется объемное напряженное состояние материала. Оно может быть одинаковым по величине характеризуемой степенью стеснения пластической деформации, для различных условий внешнего нагружения. Поэтому в дальнейшем будем характеризовать процесс роста трещины последовательностью величин (Оэ)ь являющихся последовательностью эквивалентных напряжений каждого цикла внешнего силового нагружения. В своем развитии от начального размера /о до критической длины 1с, начиная с которой наступает окончательное разрушение твердого тела без подвода энергии извне, трещина совершает конечное число приращений Ьс [c.248]

Методом конечных элементов экспериментально исследовалась устойчивость подкрепленных прямоугольных пластин с овальным и круговым вырезами. Результаты этого исследования изложены в работе [58]. Здесь рассмотрены случаи когда на пластинку в ее плоскости действует сдвигающая, изгибающая и сжимающая нагрузки. Отверстие в пластине подкреплено. Внешние края пластины шарнирно оперты. Авторами изучено влияние на критическую нагрузку трех различных видов подкрепления в виде кольцевой пластины, приваренной с одной стороны пластинки в виде двух ребер, параллельных короткой стороне пластинки и приваренных с одной стороны пластинки на некотором расстоянии от края отверстия в виде цилиндрического кольца, приваренного по краю отверстия, симметрично относительно срединной поверхности пластинки. Получены значения критических нагрузок для различных размеров указанных подкреплений. Для не-подкрепленных пластин учитывается возникновение пластических деформаций при некоторых значениях геометрических параметров. По результатам проведенного исследования установлено, что в условиях упругого деформирования и прочих равных условиях предпочтение отдается третьему виду подкрепления. [c.298]

На рис. 9.33 представлена зависимость параметра внешнего давления от безразмерного параметра подобия Zf для оболочки, относительная длина которой 7 = 50. Кривая 1 построена для граничных условий Г1, Гз, Г5, Г7, а кривая 2 — для условий Гг, Г4, Гб, Ге. Различие между значениями критических нагрузок внутри этих групп оказывается настолько незначительным, что в данном масштабе решение представляется в виде одной кривой. [c.223]

На этапе рабочего проекта разработчик производит уточнение внешних нагрузок напряженно-деформированного состояния конструкции. На этом этапе используются результаты испьгганий конструктивных элементов и агрегатов конструкции с подробной тензометрией. На стадии рабочего проектирования должна быть в основном закончена отработка силовых элементов конструкции по условиям статической прочности, усталостной прочности и живучести, а также по условиям обеспечения безопасности с учетом явления аэроуп-ругости. В конце этого этапа выделяется первый экземпляр опытного самолета для проведения статических испытаний, кроме того, до начала серийного производства проводятся летные испытания опытного образца самолета с целью определения напряженно-деформи-рованного состояния и критических скоростей непосредственно по результатам прямых измерений. [c.410]

Итак, установлена замкнутая система линейных однородных уравнений устойчивости слоистых композитных оболочек. Записанная в вариациях обобщенных перемещений система состоит из пяти дифференциальных уравнений в частных производных с двумя независимыми переменными j S относительно пяти искомых функций и , и . И", TTj. Ее порядок от числа слоев оболочки не зависит и равен 12, что соответствует количеству задаваемых для нее краевых условий (3.3.6). Зависимость коффициентов этих уравнений от параметра внешних нагрузок проявляется через характеристики основного состояния (перемещения, деформации, усилия) и в общем случае нелинейна. Задача заключается в определении таких значений этого параметра, при которых линейная однородная система уравнений устойчивости, подчиненная надлежащим однородным краевым условиям, допускает нетривиальное решение. Этими значениями параметра нагрузок определяются критические точки, которые, согласно существующей классификации [45, 51 ], могут быть двух типов — точки бифуркации и предельные точки. При переходе через точку бифуркации может теряться устойчивость по типу разветвления форм равновесия. Переходу через предельную точку соответствует скачкообразный переход от одной равновесой формы к другой [45, 51 ]. [c.61]

Эта теория позволяет в телах различной формы рассчитать по за данным внешним нагрузкам поля деформаций и напряжений, когда в теле содержатся исходные разрывы, которые могут распространяться в виде трещин. Эти расчеты позволяют указать для выбранной системы нагрузок их критическую величину, определяющую начало роста трещин. Кроме этого, можно производить расчет процесса расширения трепщн по заданным внешним условиям и, в частности, решать вопросы об устойчивости критических состояний. Иллюстрации некоторых приложений даны в нижеследующих примерах. [c.539]

Таким образом, для исследования поведения прямоугольных пластинок с круговыми вырезами может быть эффективно использован итерационный метод Фурье. Однако при исследовании поведения пластинок с внешним контуром другой формы могут встретиться значительные трудности. При исследовании поведения пластинок с вырезами без каких-либо ограничений на формы пластинок или вырезов может быть использован энергетический метод. Кроме того, удовлетворение граничным условйям в энергетическом методе представляет собой относительно несложную задачу. В свою очередь итерационный метод Фурье дает возможность получить очень точные результаты. Применение энергетического метода может дать хорошие значения для перемещений, критических нагрузок, резонансных частот колебаний или других каких-либо величин, зависящих от общей жесткости системы, но этот метод дает ненадежные результаты при детальном исследовании задачи. Было бы интересно продолжить исследования с использованием в энергетическом методе членов, которые могут быть важными, но которыми до сих пор пренебрегали. [c.207]

ДЛЯ деформаций. Существо дела здесь состоит в следующем. Пусть, к примеру, на оболочку типа сферического купола действует постоянное внешнее давление. За счет ползучести прогибы оболочки растут, но скорость этого роста затухает, и этот процесс деформирования до некоторых значений нагрузок будет устойчивым на бесконечном интервале времени по отндшению к малым возмущениям. Верхнйя граница таких нагрузок будет длительной критической нагрузкой. При больших значениях нагрузки несмотря на затухание скоростей деформации за конечное время могут накопиться достаточно большие перемещения, оболочка станет более пологой и произойдет ее прощелкивание. Для таких значений нагрузки становится правомерным определение критического времени в условиях ползучести как времени, когда произойдет смена форм равновесия. [c.253]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...