Напряжения внутренние в материалах — Определение

Далее, когда обработана установочная поверхность, обрабатывают остальные поверхности, соблюдая при этом определенную последовательность и имея в виду, что обработка каждой последующей поверхности может искажать ранее обработанную поверхность. Это происходит по той причине, что снятие режущим инструментом слоя металла с поверхности детали вызывает перераспределение внутренних напряжений в материале детали, что приводит к ее деформации. [c.40]

Концентраторы напряжений. Замечено, что во многих случаях детали, имеющие определенную конструктивную форму и качество, поверхности, обладают меньшим пределом выносливости, чем образцы из такого же материала. Объясняется это влиянием местных резких изменений внутренних сил упругости в материале. [c.199]

Определение внутренних напряжений в материалах [c.109]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В МАТЕРИАЛАХ [c.109]

В реальных условиях эксплуатации машин материалы большинства деталей не подвергаются непрерывному увлажнению. Периодические изменения влажности воздуха вызывают изменения свойств материала. В органических материалах при этом наблюдаются остаточные изменения вследствие того, что скорость поглощения влаги материалом больше скорости потери влаги при прочих равных условиях. В конечном итоге после серии периодических увлажнений и высыханий можно ожидать необратимых изменений в свойствах материалов. Всякое изменение температуры сопровождается изменением геометрических размеров детали, что следует учитывать при проектировании и производстве машин. Отклонения в размерах твердых тел часто сопровождаются структурными изменениями, которые зависят от технологического процесса, принятого при изготовлении материала. В материале могут продолжаться физико-химические процессы или оставаться внутренние напряжения. Нагрев и охлаждение материала в определенных пределах температуры могут значительно снизить внутренние напряжения. [c.135]

Образование внутренних напряжений в материале от обработки связано с его твердостью и пластичностью, которые зависят от температуры отпуска закаленных изделий. Для определения этой связи нами была произведена деформация образцов от неравномерного всестороннего сжатия. Образцы были изготовлены из углеродистой стали, закалены и отпущены. Методика испытаний описана выше. [c.244]

В тех случаях, когда применяются хрупкие, например, керамические, материалы, необходимо добиться того, чтобы усилия, которым они подвергаются, приводили к появлению только напряжений сжатия. С другой стороны, в торцовых уплотнениях с вращающимся седлом возникают определенные трудности. Если для уплотнения по внутреннему диаметру седла применяется обычное 0-образное кольцо, то любое расширение кольца приводит к появлению напряжений растяжения в седле. Для хрупких материалов это представляет известную опасность. Чтобы избежать ее, обычно стремятся правильно подобрать материалы седла и эластичных элементов, но в конструкциях со стационарным основным узлом уплотнения добиться этого нелегко. [c.84]

Для обеспечения применимости формулы для расчета на ползучесть и длительную прочность при высоких температурах в ЦКТИ проведено большое количество испытаний на длительную прочность труб под внутренним давлением с параллельным определением длительной прочности тех же материалов на цилиндрических образцах при одноосном растяжении. Результаты испытаний труб из разных марок углеродистых, перлитных и аустенитных сталей с отношением диаметров вплоть до р = = 2,3 показали (рис. V. 3), что условное приведенное напряжение, характеризующее длительную прочность труб, наиболее удовлетворительно определяется по формуле (V. 1) при подстановке в нее величины напряжения при одноосном растяжении цилиндрического образца, вызывающей при прочих равных условиях разрушение за тот же срок службы. По этой формуле на рис. V. 3 построена кривая 7. Кривая 2, соответствующая формуле [c.192]

Отжиг — термическая обработка материалов (например, металлов, полупроводников, стекол), заключающаяся в нагреве до определенной температуры, вьщержке и медленном охлаждении (3...200 С/ч). Цель отжига — улучшение структуры и обрабатываемости материалов, снятие внутренних напряжений и др. Микроструктура материалов в результате отжига становится равновесной. [c.130]

Определение усталостной прочности для образцов с концентраторами напряжений являлось бы несложным, если - бы нужно было лишь использовать теоретические коэффициенты концентрации напряжений для идеализированного материала. Но такой расчет оказывается непригодным, так как законы распределения напряжений в деталях реальных конструкций отличаются от теоретически выведенных для идеальных материалов. В процессе нагружения усталостного характера в зоне максимального напряжения может возникнуть местная текучесть материала, а это вызывает перераспределение напряжений и уменьшение их наибольшего значения. Надо иметь в виду также другие явления, например, наличие внутренних раковин в материале (см. разд. 5.11), также ослабляющих двумерное или трехмерное поле напряжений. Эти обстоятельства повышают выносливость при наличии концентрации по сравнению с теоретическими данными, приводящими при этом к расчету с запасом прочности, а вместе с тем, возможно, и к излишне утяжеленной конструкции. [c.114]

Микромеханизм развития усталостного разрушения изучен слабо, несмотря на то, что усталости материалов посвящено большое количество исследований, проведенных в разных странах. Нет оснований считать, что этот механизм принципиально отличается от механизма развития пластической деформации и разрушения при статических или квазистатических условиях, хотя усталостное разрушение наступает при макронапряжениях, недостаточных для статического разрушения. Когда говорят о влияниях на усталость качества поверхности, надрезов, царапин, внутренних пороков, когда в ряде случаев вопрос об усталости материала заменяется вопросом об усталости тела, изготовленного определенным образом из этого материала, то надо иметь в виду, что детальный анализ напряженного состояния в окрестности различных изъянов и в испытуемом теле в целом дал бы возможность составить единую картину возникновения и развития усталостных разрушений в разных условиях в виде определенных критериев, включающих характеристики напряженного и деформированного состояний. [c.310]

При постоянных толщине стенки трубы и расстоянии между электродами изменение диаметра трубы не изменяет значения напряженности электрического поля в материале как на наружной поверхности трубы, так и на внутренней ее стороне. Увеличение толщины стенки трубы влечет за собой неуклонное увеличение расстояния между электродами для сохранения допустимой неравномерности электрического поля по сечению стенки трубы. При определении напряженности электрического поля в стенке трубы на расстоянии х от наружной поверхности трубы в случае, если диаметр трубы значительно превышает толщину ее стенки, можно считать, что электрическое поле в трубе практически аксиальное и для случая, представленного на рис. 74, расчет производится по формуле [c.109]

Итак, от внешних сил с помощью метода сечений к внутренним силовым факторам, от них на основе интегральных зависимостей и дополнительных гипотез к напряжениям — таков в общих чертах план решения основной задачи сопротивления материалов об определении напряжений, возникающих в поперечных сечениях бруса при различных видах его деформации. [c.27]

Существует ошибочное суждение, что при определенном напряженном состоянии изогнутых заготовок холодной правкой можно полностью освободить их от внутренних напряжений. В действительности при правке любых заготовок в материале всегда создаются остаточные напряжения, что приводит к нежелательным последствиям. [c.305]

Представим себе, что в металлический лист с отверстием, радиус которого равен Гг, вставлено кольцо с внутренним диаметром 2г (на рис. 161,6 кольцо заштриховано) пусть на это кольцо действуют силы Р, под влиянием которых оно получает вначале упругие, а затем пластические (остаточные) деформации. Под действием сил Р в материале листа также возникнут определенные радиальные напряжения. Предположим, что эти напряжения создают лишь упругие деформации в металле и распространяются в зоне, ограниченной радиусом / . В этом случае после снятия сил Р материал кольца, получивший остаточные деформации (расширение по диаметру), не возвратится в свое первоначальное положение. [c.328]

Выведем формулы для определения напряжений, возникающих в стенках резервуаров, находящихся под действием внутреннего давления. Для этого воспользуемся общим методом сопротивления материалов — методом сечений. Вначале рассмотрим сферический резервуар радиусом R и толщиной стенки б, находящийся под внутренним давлением р (рис. 130). [c.126]

В настоящее время на основании многочисленных опытов установлено, что начало разрушения элемента имеет чисто местный характер. Когда переменные напряжения превзойдут определенную величину для данного материала, то после некоторого числа циклов напряжений в материале появляется трещина, обычно возникающая на поверхности детали в местах наибольших напряжений и в местах, имеющих дефекты внутреннего строения материала для обработки поверхности. [c.227]

Погрешности при определении удельного объемного сопротивления могут быть вызваны недостаточно плотным контактом между электродами и образцом плохой контакт приводит к появлению переходного сопротивления, которое завышает измеряемое сопротивление диэлектрика. Вследствие снижения переходного сопротивления с увеличением приложенной разности потенциалов измеряемое сопротивление будет падать с ростом последнего даже в случае, когда еще не появится добавочная электронная проводимость. Поэтому при измерении удельного сопротивления необходим плотный контакт между образцом и электродами. У анизотропных материалов, например слоистых, помимо объемного сопротивления перпендикулярно слоям важно знать и сопротивление параллельно слоям, называемое обычно внутренним сопротивлением. Для его определения используют образец и электроды согласно ГОСТ 6433-65, показанные на рис. 2-44, а. Сопротивление определяется по замеренному току утечки при постоянном напряжении, по формуле закона Ома. Для определения удельного объемного сопротивления трубчатых образцов применяют электроды согласно рис. 2-44, б. [c.87]

Определение натяжений. В безмоментной теории оболочек принято, что внутреннее избыточное давление среды вызывает в гибком изотропном материале оболочки или каркаса лишь растягивающие продольные и поперечные напряжения. Безмоментная теория исходит из положения, что напряжения, возникающие в [c.119]

При определении величины имеющихся в материале внутренних напряжений на исследуемую поверхность наклеивают датчик прибора и последний настраивают на нуль. Затем исследуемый участок металла вырезают. По изменению размеров вырезанного участка определяют величину имевшихся в нем внутренних напряжений. [c.157]

Порядок наложения шва и направление сварки. Ввиду возникновения внутренних напряжений в материале в процессе сварки и по технологическим причинами во многих случаях необходимо придерживаться определенного порядка наложения швов и определенного направления сварки, для которых также имеются сокращенные обозначения. Арабская цифра в квадрате показывает последовательность выполнения швов. Направление сварки указывается стрелкой, начало шва обозначается поперечной линией в начале стрелки (рис. 8.11). [c.96]

В заключение отметим, что если в материале отсутствуют внутренние положительные источники энергии, то однозначная зависимость напряжений от градиента перемещений (частным случаем которой является однозначная зависимость от деформации) влечет за собой существование потенциальной энергии. Действительно, предположим противное. Тогда в пространстве компонент градиента перемещений существует некоторый замкнутый путь, на котором энергия получает ненулевое приращение. Меняя направление обхода того же пути на обратное, обнаруживаем такое же по модулю приращение энергии, но другого знака, так как в любой точке контура компоненты сохраняются, а приращения компонент градиента перемещений изменяют знаки [см. формулу (1.9)]. Отсюда следует, что существует такой замкнутый путь, при обходе которого по определенному направлению происходит выделение энергии. Такое тело, если бы оно существовало, могло бы служить основным элементом вечного двигателя. [c.78]

Для контроля металлов посредством определения их поверхностных механических свойств применяют акустические твердомеры. Основной принцип, реализуемый при рассматриваемом подходе, заключается в наблюдении за реакцией диагностического щупа, приводимого в соприкосновение с контролируемой поверхностью. Реакция обусловлена механическим (в частности акустическим), электромагнитным или электрохимическим взаимодействием щупа с объектом контроля. Механические характеристики определяют на основе регистрации изменения резонансных частот механических колебаний стержня после приведения его в контакт с контролируемой поверхностью при задании определенного усилия прижима, что обеспечивается конструкцией щупа. Используя колебания разных типов (продольные, изгибные, крутильные), можно определить, кроме числа твердости, степень анизотропии поверхностных слоев материала, которая в частности содержит информацию о величине внутренних напряжений в материале. В настоящее время методики развиты применительно к шероховатым поверхностям, что позволяет проводить измерения при минимальной подготовке контролируемой поверхности или вообще без нее. Основу этого обеспечивает статистическая обработка данных, получаемых в близких, но различных точках. Установлена устойчивая статистическая связь между дисперсией приращений при многократном повторении измерений и параметрами шероховатости. [c.27]

Если попытаться включить понятие упругости в реологическое уравнение состояния, то сразу же столкнемся с основной проблемой определения упругости и жидкости . Интуитивно упругость представляется таким свойством материалов, которое предполагает, что внутренние напряжения определяются деформациями. В свою очередь, деформация может быть определена лишь в терминах конфигурации отсчета, т. е. через некоторое понятие предпочтительной формы рассматриваемого материала. Деформацию понимают как отклонение от этой предпочтительной формы. [c.74]

Расчет деталей сооружений на динамическую нагрузку более сложен, чем расчет на статическую нагрузку. Трудность заключается, с одной стороны, в более сложных методах определения внутренних усилий и напряжений, возникающих от действия динамической нагрузки, и, с другой — в более сложных методах определения механических свойств материалов при динамической нагрузке. [c.287]

Примером безмоментных оболочек являются сосуды, изготовленные методом намотки. Расчет таких конструкций основан на нитяной модели материала, согласно которой внутреннее давление и силы, приложенные по краям оболочки, воспринимаются армирующими волокнами и вызывают в них только растягивающие напряжения. Такие конструкции и методы их расчета рассмотрены в работах Рида [67], Росато и Грове [6в], Шульца [75]. Современные методы расчета сосудов давления и корпусов двигателей изготовленных методом намотки [24, 42], учитывают изгиб оболочки, вызванный соответствующим характером нагружения, а также несимметрией распределения геометрических параметров или упругих свойств материала по толщине. Изгиб-ные напряжения, предсказываемые в этом случае теорией малых деформаций, могут оказаться значительными. Однако рассматриваемые оболочки обычно деформируются таким образом, что в процессе нагружения остаются безмоментными. На безмоментной теории, предусматривающей большие деформации системы, основан метод определения равновесных форм армированных оболочек. Обзор исследований, посвященных оптимизации безмоментных оболочек из композиционных материалов, приведен в работе Ву [901. [c.148]

Таким образом, сигнал, возбуждаемый в измерительной обмотке с образцом при его циклическом растяжении—сжатии в постоянном магнитном поле, вызван прежде всего магнитоупругим эффектом и пропорционален dBjda (12). Из-за сложной зависимости dBjda от 0(t) выходной сигнал имеет широкий спектр гармоник. Максимальную амплитуду из них имеет вторая. Выходной сигнал при заданной амплитуде циклических нагрузок в зависимости от поля имеет два максимума, что соответствует ходу производной по полю от магнито-стрикции. В области второго максимума наблюдается линейная зависимость сигнала от амплитуды циклических нагрузок, что может быть положено в основу метода их бесконтактного измерения. Предлагается наиболее точный и простой метод определения напряжений От, при которых имеет максимум и которые связывают с величиной внутренних напряжений в материале. [c.132]

После загрузки материала в установку происходит постепенный нагрев его. График на рис. 1-1 показывает, что этот нагрев в каждом конкретном случае производится до заданной максимальной температуры ако с определенной скоростью t=dtfdx или определенным градиентом температуры по времени. В материале при его тепловой обработке часто происходят экзотермические реакции, снижающие расход тепла, или эндотермические реакции, повышающие на данном отрезке времени обработки расход тепла. Для устранения внутренних напряжений в изделиях, особенно сложной формы, во избежание брака иногда требуется задержать рост температуры на определенных участках, дать темпера-1урную выдержку, что на основном графике отражается горизонтальной линией. Если это установка непрерывного действия, то местоположение изделия по длине установки L м, пропорциональное времени т ч, может быть обозначено номером вагонетки, находящейся на данном участке установки. Поэтому задания по тепло-вому режиму для установки непрерывного действия мо-гут даваться в соответствии с номером позиции, зани-маемой вагонеткой, т. е. под осью абсцисс могут ставиться обозначения длины, пройденной изделием, в метрах и номер позиции. [c.17]

Должна быть обеспечена однородность (макрооднородность) образца как в отношении химического состава, так и в отношении микроструктуры. С этой целью при изготовлении образцов из отливок каждая партия образцов вырезается из той части отливок, которая обладает наиболее однородной структурой из частей, прилегающих к поверхности, так как центральная часть отливки имеет обычно более грубую или менее определенную структуру, если, конечно, опыт не предназначен именно для сравнения упруго-пластических характеристик различных частей отливки. При изготовлении из прутков или из катанного листа каждая партия образцов должна нарезаться по возможности из одного и того же прутка (листа) или из одной партии прутков. В материале образца не должно быть раковин, внутренних трехцин, инородных включений, которые являются концентраторами напряжений. Это не исключает, конечно, испытаний таких материалов, для которых пористость (губчатая резина, пеностекло, некоторые керамики) или неоднородность (бетон) являются качествами, определяюхцими конструкционное назначение материала. Но судить, например, о механических свойствах литой резины по данным испытаний губчатой резины нельзя. [c.314]

В материалах, обладающих достаточно большой, магнито-стрикцией, анализ внутренних напряжений в течение некоторого времени проводился путем исследования намагничивания. Школой Беккера [2] в начале 30-х годов было установлено, что коэрцитивная сила, начальная проницаемость и энергия намагничивания зависят от внутренних напряжений в материале. Эта качественная зависимость использовалась во многих металлографических исследованиях, но до появления в 1956 г. работы Реймера [17] количественная связь была определена недостаточно точно. Реймер измерял внутренние напряжения по уширению рентгеновских интерференций и сравнивал их с величиной напряжений, определенной из измерений энергии намагничивания в чистом никеле полученные значения хорошо совпадали до напряжений 10 кг1мм . Этот результат был достигнут лишь благодаря учету углового распределения констант магнитострикции в отдельных кристаллитах изучаемого материала. (Чтобы получить полное представление о проделанной Реймером работе, следует обратиться к оригинальной публикации.) Из-за многих эффектов, например характера распределения кристаллов, гетерогенности и т. д., которые могут оказывать влияние на энергию намагничивания, при использовании описанного метода необходима большая осторожность. Одна из последних работ на монокристаллах никеля показала хорошее совпадение между величиной приложенного напряжения и значением напряжения, вычисленного по форме кривой зависимости намагниченности в области приближения ее к насыщению. Эти эксперименты показали, что магнитные измерения напряжений дают правильные результаты только для главных направлений кристалла. [c.303]

Упругие постоянные низшего порядка однозначно связаны со скоростями продольных С1 и поперечных с< волн и не зависят от механических напряжений, приложенных к материалу. Измеряя скорости УЗК любым методом, можно определить упругие постоянные Е, О, К, V и, следовательно, оценить поведение материала в условиях напряженного состояния. Точные измерения скоростей волн дают возможность определить также упругие постоянные высшего порядка зависимости деформаций от напряжений. Такие измерения скорости могут поэтому коррелировать с напряжениями растяжения или сжатия, а также с величиной упругой анизотропии, вызванной внутренними напряжениями или текстурой материала. Для точного измерения с и С( требуются сложные методики и установки, например метод спнхрокольца. Измерения усложняются тем, что погрешности определения упругих постоянных примерно вдвое больше погрешностей измерения с/ и с . Однако для определения напряженного состояния материала достаточно измерить лишь относительное изменение скорости различных типов волн. Благодаря этому можно пользоваться более простыми методиками и установками, обесиечивающи ш достаточную точность из- [c.248]

Следовательно, полученные результаты можно объяснить только определенными изменениями в структуре и особенностями протекания внутренних процессов в материале при его деформировании в условиях низких температур. Очевидно, с понижением температуры вследствие различия коэффициентов линейного расширения и упругих констант отдельных зерен и фаз внутри зерна происходит рост напряжений второго рода. На стыках зерен возникает концентрация напряжений, приводяш.ая к повышению неоднородности поля напряжений и образованию микротреш.ин. Анализ микроструктуры стали в исходном состоянии и того же металла, подверженного охлаждению до температуры —196 С, при двухтысячекратном увеличении показал, что для предварительно охлажденного металла характерно наличие треш,ин в зернах перлита, как более хрупких компонентов. Происходят изменения и на субмикроуровне. Так, по данным рентгеноструктурных измерений, в углеродистой стали с понижением температуры изменяется размер блоков мозаики [4061. [c.327]

Усталостное разрушение приводит к излому ворса в месте изгиба (заделки) задолго до наступления естественного износа вор< а. Вследствие многократного нагружения ворса, происходящего за очень малые промежутки времени и часто повторящегося, возникают значительные деформации, а следовательно, и значитехьн Ъ внутренние напряжения в материале вороа, что и приводит к усталостному разрушению и выпадению его из щетки. На графиках рио. 26 показана зависимость числа циклов нагружения п. от растягивающей нагрузки Р и радиуса кривизны губок изгибающей головки JJ. Следует ше в виду, что численные результаты, приведенные в таблицах, полностью не характеризуют долговечность работы щетки. Для определения срока службы щетки, основываясь на данных, подученных экспериментальным путем, рекомендуется пользоваться следующей формулой [c.88]

Определение внутренних напряжений в материалах. Многие оптически прозрачные материалы (стекло, полимеры, кристаллы), изофопные в обычных условиях, становятся анизофопными после механического нафужения. При прохождении света в них возникает двойное лучепреломление, величина которого характеризует степень напряженного состояния конфолируемого объекта. [c.514]

Под действием сил, воспринимаемых коленчатым валом, его элементы деформируются и в материале вала возникают напряжения сжатия, растяжения, изгиба, кручения и среза. Учитывая, что нагружающие силы и создаваемые ими моменты переменны по величине и направлению, возникающие напряжения будут также знакопеременны, а деформации при этом будут проявляться в виде перемещения — колебаний элементов вала относительно их нейтраль ного положения. Колебания возникают также и при кратковременном пульсирующем действии силы в одном направлении вследствие возврата работы (в виде обратного перемещения элементов вала под действием упругих внутренних сил), накопленной материалом при его деформации. Такие колебания совершаются с определенной частотой (частотой собственных колебаний), присущей данной детали, но они обычно постепенно затухают. [c.312]

Вторая группа уравнений представляет запись определенных физических законов, описывающих поведение конкретных материалов. Вид этих уравнений зависит от класса рассматриваемых материалов значения параметров, появляющихся в уравнениях, зависят от конкретного материала. Имеются в основном четыре уравнения этой группы. В недавнем весьма общем подходе Коле-мана [1—3]рассматриваются уравнения, в точности определяющие следующие четыре зависимые переменные внутреннюю энергию, энтропию, напряжение и тепловой поток. Этот подход будет обсуждаться в гл. 4. На данном этапе мы предпочитаем значительно менее строгий подход, в котором используются понятия, взятые из классической термодинамики. При таком упрощенном подходе по-прежнему используютсячетыреуравнения, описывающие поведение рассматриваемых материалов термодинамическое уравнение состояния, которое представляет собой соотношение между плотностью, давлением и температурой реологическое уравнение состояния, связывающее внутренние напряжения с кинематическими переменными уравнение для теплового потока, связывающее тепловой поток с распределением температуры уравнение, связывающее внутреннюю энергию с существенными независимы- [c.11]

Рассмотрим теперь такой класс упругих материалов, для которых работа, произведенная над элементарным объемом в замкнутом цикле по деформациям иди напряжениям, равна нулю. В классической литературе именно это определение принималось за определение упругого материала в современных руководствах по отношению к ним применяется термин гиперунругие . Сохраняя обычную терминологию, мы сохраним название упругие тела для таких тел, к которым относится не только первое условие, сформулированное в начале, но также требование отсутствия немеханических потерь энергии или, наоборот, необходимости привлечения немеханической энергии извне при деформировании. В 7.4 было выписано выражение для вариации работы внутренних сил на возможных вариациях деформаций если вариации деформаций заменить их действительными приращениями, мы получим элементарную работу внутренних сил на единицу объема или изменение упругой энергии. Предположение о ги-нерупругости исключает влияние термических эффектов. Итак, изменение внутренней энергии равно [c.237]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...