Концентрация напряжений сжатии

Чтобы получить амплитуду напряжения в зоне S у вершины трещины, необходимо определить напряжения и на растянутой, и на сжатой стороне зоны б. При определении напряжений на сжатой стороне предполагаем, что после снятия растягивающей нагрузки трещина не закрывается полностью. Такое предположение реально и основано на результатах испытаний на усталость при симметричном растяжении-сжатии плоских образцов с концентратором напряжений из крупнозернистого чистого железа. Испытания показали, что поверхности макроскопической усталостной трещины, возникшей и развившейся на некоторое расстояние от вершины надреза, не контактируют друг с другом, если не приложена внешняя нагрузка, т. е. усталостная трещина имеет ограниченную ширину. Аналогичное явление можно наблюдать и при испытании образцов на усталость при изгибе с вращением. Таким образом, в начальный момент приложения сжимающей нагрузки возникает концентрация напряжений сжатия у вершины трещины. При увеличении сжимающей нагрузки трещина закрывается и концентрация напряжений от нее исчезает. Однако существует еще концентрация и от наружного исходного надреза. Результирующее напряжение в области вершины трещины (см. рис. 27, б) распределяется более плавно. Для удобства расчетов можно предположить, что в случае, когда небольшая уста- [c.60]

Физическая природа сцепления. Под действием вертикальной нагрузки от, колеса на рельс происходит упругая деформация металла, в результате которой образуется небольшая контактная площадка, называемая контурной. Поверхности колес и рельсов имеют шероховатости и поэтому давление воспринимается отдельными микровыступами так, что площадь истинного контакта составляет всего лишь 10% контурной площадки. В результате концентрации напряжений сжатия микровыступов возникает еще и пластическая деформация металла, которая сопровождается явлением адгезии. [c.197]

Титановые сплавы немагнитны, очень чувствительны к концентрации напряжений. В циклически нагруженных конструкциях целесообразно подвергать детали упрочняющей обработке холодной пластической деформацией (наклепу) с целью создания остаточных напряжений сжатия в поверхностном слое. [c.187]

Концентрация напряжений при растяжении (сжатии). На рис. 148, а показана эпюра нормальных растягивающих напряже- [c.216]

Влияние концентрации напряжений на прочность деталей машин, испытывающих деформацию растяжения (сжатия), изгиба или кручения, проявляется примерно одинаково. Опыты показывают, что для пластичных материалов концентрация напряжений при статических нагрузках не представляет опасности, поскольку за счет текучести в зоне концентрации происходит перераспределение (выравнивание) напряжений. Величина эффективного коэффициента концентрации в этом случае близка к единице. [c.219]

Таким образом, задача об определении величины концентрации напряжений у радиального отверстия в стенке скручиваемого трубчатого вала сводится к определению концентрации напряжений в пластинке с отверстием, подверженной во взаимно перпендикулярных направлениях действию растяжения п сжатия напряжениями о = т. [c.239]

Определяя запасы прочности при асимметричных циклах для любого вида циклического нагружения (изгиба, растяжения — сжатия, кручения), исходят из схематизированной диаграммы предельных напряжений для образцов без концентрации напряжений (рис. 572). [c.611]

Во всех реальных кристаллах одновременно содержатся и дислокации и точечные дефекты. Между ними всегда есть некоторое взаимодействие. Дело в том, что даже вокруг простейших дефектов — вакансии и междоузельного атома — существуют поля упругих напряжений. Ясно, что междоузельный атом является сильным центром отталкивания и вызывает в решетке напряжение сжатия. Вакансия обычно, наоборот, стремится стянуть решетку вокруг себя и, следовательно, является относительно сильным центром растяжения. Области сжатия и растяжения, как мы видели, существуют и вокруг краевых дислокаций. Поэтому между дислокациями, имеющими краевую компоненту, и точечными дефектами возникает упругое взаимодействие. Междоузельные атомы и вакансии притягиваются к дислокации. В области растяже- ния возникает повышенная концентрация междоузельных атомов и пониженная концентрация вакансий, а в области сжатия —наоборот (рис. 3.26). [c.108]

В отнощении специальных вопросов и устных задач приведем несколько примеров таких вопросов 1. Можно ли нагрузить брус квадратного поперечного сечения так, чтобы он работал на плоский косой изгиб 2 При каком условии сжатый стержень надо рассчитывать на устойчивость по максимальному моменту инерции 3. В каком случае коэффициенты запаса устойчивости стержней из углеродистой и легированной стали, имеющих одинаковые размеры и сжимаемых одинаковыми силами, одинаковы и в каких различны 4. Одинаковы ли теоретические, а также эффективные коэффициенты концентрации напряжений для двух одинаковых деталей, одна из которых изготовлена из среднеуглеродистой стали, а другая из легированной [c.36]

Все, что говорилось о влиянии концентрации напряжений на прочность при статическом растяжении-сжатии, можно повторить для кручения. [c.105]

Рис. 191. Плоскость со щелью х а, р = О под действием одноосного (в направлении оси у) сжатия напряжениями Ра на бесконечности и расклинивающих сил Р, приложенных в серединах берегов щели, а) Величина сил Р недостаточна для того, чтобы щель полностью раскрылась концентрация напряжений в окрестности точек г = г, у = О отсутствует. 6) Щель полностью раскрыта и вблизи ее концов имеется концентрация напряжений.

Расчет сварных швов при статическом нагружении. Материал сварного шва работает на растяжение (сжатие) в стыковых швах, либо на срез в угловых, тавровых и швах внахлестку. На прочность сварных швов оказывает влияние концентрация напряжений в местах усиления швов, нарушающая плавность силового потока, что учитывается при выборе допускаемых напряжений. Расчет на прочность стыкового шва (см. рис. 4.2, а) производится по формуле [c.403]

Общие сведения. Целью работы является установление характера распределения напряжений в полосе, ослабленной круглым отверстием, и определение величины коэффициента концентрации напряжений. Из теории упругости и из опыта известно, что в пластинке с вырезом, подвергнутой растяжению (или сжатию), напряжения вблизи выреза значительно больше, чем на участках пластинки без вырезов. [c.65]

Асимметрия цикла. Во многих случаях, кроме циклической доставляющей напряжения, имеется статическая (постоянная) составляющая, т.е. нагружение происходит асимметрично. При возрастании статической составляющей напряжений циклические напряжения, приводящие металл к разрушению, снижаются, так как фактически разрушение определяется суммированием статических и циклических напряжений. Наиболее простой случай одновременного статического и циклического нагружения— наложение статического растяжения (или сжатия) при циклическом одноосном растяжении—сжатии. В этом случае напряжения алгебраически складываются и металл подвергается асимметричному растяжению—сжатию, пульсирующему растяжению или пульсирующему сжатию. На рис. 104, 105 представлены так называемые полные диаграммы усталости сплавов ВТЗ-1 и Ti-6 % Al—4 % V (типа сплава ВТ6) при различных температурах и различной концентрации напряжений (круговой надрез) [95 и др.]. Эти диаграммы представляют зависимость разрушающих циклических напряжений, которые уменьшаются при наложении возрастающего статического напряжения растяжения. Предельной точкой этих диаграмм является величина статического напряжения, равная пределу текучести материала, когда практически нулевые циклические напряжения могут привести к разрушению. Циклическая состав- [c.169]

Номинальные напряжения Юя, МН/м (кгс/мм2),— напряжения, вычисленные по формулам сопротивления материалов без учета концентрации напряжений, остаточных напряжений и перераспределения напряжений в процессе деформирования (при изгибе ю=Ми1 ос, при кручении x=M /Wji, при растяжении-сжатии. io =P// ). [c.10]

Аналитические зависимости между а и Кд при растяжении-сжатии и изгибе учитывают циклическую вязкость материала и градиент напряжений у поверхности надреза [44]. Зависимость величины/С от Од с уменьшением радиуса надреза имеет максимум. Восходящая часть кривой Kg=f(ag) может быть аппроксимирована уравнением Кд =Од V [132], которое справедливо при радиусе надреза рн> рПред =о,1-т-0,Змм (в зависимости от испытуемого материала). Параметр v —величина постоянная для данного материала и может служить критерием чувствительности материала к концентрации напряжений. Он характеризует снижение напряжений в образце в условиях пластической деформации и зависит от пластичности материала. [c.121]

Размеры круглых образцов с V-образной выточкой для испытаний на растяжение-сжатие н соответствующие им градиент и коэффициент концентрации напряжений (обозначения по рис. 65,а) [c.128]

Лиль [37] установил, что при травлении технических железных сплавов возникают значительные поверхностные напряжения (напряжения сжатия), что выражается в увеличении параметров решетки (от 4-10 до 9-10" единиц). Это поверхностное состояние, напряжение травления, создается предположительно во время снятия поверхностного слоя химическим или электролитическим способом при определенной концентрации кислоты. Величина напряжения травления зависит от материала, от его термообработки (тонко- или грубозернистая структура), а при электролитической полировке — также от плотности тока, и не зависит от вида применяемой кислоты. Имеются различные гипотезы, объясняющие возникновение напряжения при травлении. Точка зрения, которая основана на том, что при термообработке загрязнения и примеси выделяются дисперсно на границах зерен и мозаики и что вследствие сильного взаимодействия с реактивом в этих зонах напряжения травления должны сниматься, является самой достоверной. Это подтверждается тем, что у электролитического железа не обнаруживается никаких изменений постоянной решетки. В результате возможного наложения внутренних напряжений и напряжения травления усложняется определение фактического напряженного состояния. [c.25]

В рассматриваемом случае оценки прочности труб большого диаметра магистральных трубопроводов, когда для эксплуатационных разрушений характерным является появление продольных трещин в зоне сварного шва трубы, вырезка образцов должна производиться в зоне сварного соединения. Так как в процессе работы трубопровода под действием периодических сбросов и подъемов внутреннего давления осуществляется циклическое нагружение в условиях плоского деформированного состояния, причем уровень окружных напряжений существенно превышает продольные, элемент тонкостенной оболочки (какой является труба магистрального трубопровода) в зоне продольного сварного шва оказывается в условиях, близких к повторному растяжению — сжатию. Наличие напряжений сжатия при пульсирующем нагружении трубы внутренним давлением обусловлено появлением в зоне концентрации (у продольного сварного шва) остаточных напряжений сжатия. Все перечисленное выше обосновывает необходимость постановки экспериментов в условиях циклического растяжения — сжатия на образцах, вырезанных в окружном направлении из зоны сварного соединения трубы (рис. 3.2.4, а). [c.156]

Наиболее эффективен способ создания в зоне ослаблений предварительных напряжений сжатия. Некоторые виды обработки (поверхностная закалка с индукционным нагревом, азотирование с последующим накатыванием) практически полностью парализуют концентрацию напряжений даже у концентрационнощувствительных сталей. [c.302]

В заключение рассмотрим случай концентрации напряжений вокруг малого ра-(с диального отверстия в полом тонкостенном валу при кручении (рис. 232). Двумя парами взаимно перпендикулярных площадок, наклоненных под углом 45° к образующим вала, выделим вокруг отверстия некоторый элемент (рис. 233). Эти площадки для рассматриваемой задачи кручения, как было установлено, являются главными, а поэтому по граням рассматриваемого элемента abed будут действовать только нормальные напряжения, равные по величине, но разные по знаку. Абсолютные значения их, как известно, равны касательным напряжениям, определяемым в соответствующих точках поперечного сечения по формулам теории кру-ченля. Анализируя напряженное состояние рассматриваемого элемента и полагая, что отверстие мало, а стенки вала тонкие, легко убедиться, что это напряженное состояние аналогично тому, какое имеет место для тонкой пластинки с малым отверстием, растянутой в одном направлении некоторым напряжением а = т и сжатым таким же по величине напряжением в направлении под углом 90° к первому. [c.238]

Эффект магнитной памяти металла к действию на] рузок растяжения, сжатия, кручения и циклического нагружения выявлен в лабораторных и промышленных исследованиях. Уникальность метода магнитной памяти заключается также в том, что он основан на использовании собственного магнитного поля, возникающего в зонах устойчивых полос скольжения дислокаций, обусловленных действием рабочих нагрузок. В результате взаимодействия собственного магнитного поля (СМП) с магнитным полем Земли в зоне концентрации напряжений на поверхности объекта контроля образуется градиент магнитного поля рассеяния, который фиксируется специализированными магнитометрами. Механизм возникновения СМП на скоплениях дислокаций обусловлен закреплением доменных границ, когда эти скопления становятся соизмеримы с толщиной доменных стенок. Ни при какгос условиях с искусственным намагничиванием в работающих конструкциях такой источник информации, как собственное маг- [c.350]

Как указыва. ось выще, в зоне концентрации напряжения у отверстия малого диаметра, сделанного в пластинке, растягиваемой в одном направлении (рис. 238, а), значение максимальных растягивающих напряжений в точках т в три раза выше напряжений, действующих на контуре пластинки, т. е. а = 3. В то же время в точках п, расположенных под углом 90°, возникают сжимающие напряжения, примерно равные по абсолютной величине действующим на контуре пластинки растягивающим напряжениям. Очевидно при сжатии пластинки в перпендикулярном направлении с напряжением а напряжения в точках т W п будут равны указанным на рис. 238, б. В случае плоского напряженного состояния, при котором по взаимно перпендикулярным направлениям действуют напряжения о и —о, как это имеет место при кручении (рис. 237), в рассматриваемых [c.257]

Высокая концентрация напряжений на краю отверстия представляет больиюй практический интерес. В качестве примера можно упомянуть отверстия в палубах судов. При изгибе корпуса судна в палубах вызывается растяжение или сжатие, а им сопутствует высокая концентрация напряжений вокруг отверстий. Многократные циклы нагружения, производимые волнами, при- [c.108]

В качестве примера приведем построение расчетной схемы фермы. Для стержней фермы принимаются четыре гипотезы об их материале (см. 1.2), гипотеза Бернулли и гипотеза о ненадавливаемости волокон жесткие клепаные или сварные узлы заменяются шарнирами и на основании этого доказывается, что стержни будут работать или на растяжение, или на сжатие стержни изображаются линиями, соответствующими их осям внешние силы считаются приложенными в узлах влияние концентрации напряжений вокруг заклепочных отверстий на прочность не учитывается. [c.29]

Величина предела выносливости стальной или чугунной детали, имеющей форму стержня, в интервале температур — 30 -г 400 °С и отсутствии коррозионной среды зависит от марки материала, коэффициента асимметрии цикла, испытываемой деформации (растяжения — сжатия, чистый сдвиг, кручение, поперечный изгиб), концентрации напряжений, размеров детали и еостояния ее поверхности он практически не зависит от частоты и характера изменения напряжений (например, синусоида или пилообразная линия на рис. Х1.3,а). [c.334]

Виды повреждений катков. Рабочие поверхности металлических катков, работающих в масле при жидкостном трении, разрушаются из-за усталостного выкрашивания под действием переменных (от вращения) радиальных напряжений сжатия (У в контактирующих точках (рис. 19.5). Существенно, что усилие прижатия вызывает неоднородную деформацию контактирующих точек по ширине площадки контакта и, как следствие, концентрацию контактных напряжений на линии центров катков. При действии вращающего момента T максимальное контактное напряжение Окти смещается от оси центров на величину коэффициента трения /. Экспериментально установлено, что долговечность катков (число циклов нагружений до появления повреждений) пропорциональна максимальному напряжению [c.313]

Давление р должно быть таким, чтобы силы трения, возникающие на посадочной поверхности соединения, оказались больше внешних зада шых сдвигающих сил и моментов. Контактные давления в направлении длины втулки изменяются по некоторой кривой, приближенной характер KOTopoii изображен па рис. Il3. Здесь наблюдается концентрация давлений (напряжений) у краев отверстия, вызванная вытеснением сжатого металла от середины отверстия в обе стороны. Для уменьшения концентрации напряжений посадочную часть вала выполняют короче ступицы. [c.59]

Серьгу проверяют на растяжение—сжатие проушины рассчитывают по Ляме аналогично (IV.45). Переход от тела серьги к ее проушине должен быть плавным, очерченным достаточно большими радиусами, что позволяет избежать черезмерно больших концентраций напряжений (значительно превышающих расчетные) и возможных поломок. Выполняется серьга из литой стали 25ГСЛ. Ввиду неизвестных динамических составляющих нагружающей силы принимают Одоп 100 МПа. При больших а применяют кованые серьги. [c.174]

Вводные замечания. В настоящей главе рассматриваются приближенные модели растяжения и сжатия стержней. В инягенерпой практике широко применяются приближенные модели надежности, когда оценки прочности проводятся по сродним напряжепиям в сечении стержня без учета концентрации напряжений, влияния условий иакренлення концов стержня и других факторов. Приближенные модели часто используются для пачальпого этапа проектирования при предварительном выборе размеров. Они позволяют оценить силовые потоки в элементах конструкций, взаимодействие элементов между собой и опорными узлами, выбрать оптимальные конструктивные схемы. [c.141]

Циклический коэффициент чувствительности к надрезам v = = Ai /o-ip — характеристика способности металла снижать возникающую концентрацию напряжений (Е — модуль упругости, Аш — циклическая вязкость, a ip —предел выносливости при растяже-вди-сжатии). [c.14]

При выборе вида концентратора напряжений следует иметь в виду, что далеко не всегда наплучшим решением является выбор образца с максимальной концентрацией напряжений, так как внутренние дефекты металла и структурные неоднородности с большей вероятностью могут быть выявлены на образцах без концентраторов напряжений при максимальном охвате напрял<ениями объема испытуемого образца (чистый изгиб, растяжение-сжатие или растяжение). Как известно, острый надрез локализует разрушение, и оно может произойти в сечении, свободном от дефектов. [c.130]

Фирма MTS (США) выпускает универсальные гидравлические и гидрорезонансные испытательные машины различной мощности — от 0,1 до 5 Мн (от 10 до 500 тс), предназначенные для проведения испытаний на статическое растяжение, сжатие и изгиб, на малоцикловую усталость, кратковременные или длительные испытания на ползучесть, усталостные испытания при постоянной амплитуде с различной формой цикла (синусоидальная, треугольная, трапецевидная и др.), усталостные испытания с программным изменением ам плиту-ды, среднего уровня напряжений и частоты, а также с изменением указанных параметров по случайному закону. Кроме того, машины оборудованы системой обратной связи и могут воспроизводить эксплуатационный цикл нагружения, записанный на магнитофонную ленту или перфоленту. При усталостных испытаниях всех видов осуществляют регистрацию скорости роста трещин, накопления усталостных повреждений и пластических деформаций и оценивают чувствительность металла к концентрации напряжений по динамической петле гистерезиса. Частота циклов может изменяться от 0,0000 1 до 990 Гц. Особенность компоновки машин этой фирмы — разделение на отдельные независимые блоки исполнительного, силозадающего и програм-мно-регистрирующего агрегатов. [c.206]

Отдельные статические и усталостные испытания были проведены Отделением испытаний лаборатории динамики полета на базе ВВС США Райт-Петтерсон. При статических испытаниях деталь выдержала восемь циклов нагружения до максимальной нагрузки, часть из них при температуре 176 °С. Разрушение при статических испытаниях произошло при нагрузке, составляющей 123,5% критической расчетной для температуры 176° С. Исследования показали, что первая стадия разрушения началась при нагрузке, составляющей 105% максимальной расчетной, в прокладке под болт внешнего обшивочного листа, работающего на сжатие и располон енного над передней средней нервюрой в зоне высокой концентрации напряжений. Последующий сдвиг болтами привел к разрушению наконечников лонжеронов вследствие поперечного изгиба, затем последовало интенсивное вторичное разрушение обшивок и лонжеронов. Все деформации оставались [c.148]

Верхняя обшивка. Выбран композиционный материал бор — алюминий (В—А1) ввиду высоких показателей прочности при сжатии и удельного модуля сдвига, особенно при температурах 150—200° С. Материал получен диффузионной сваркой монослоев, содерН ащих борные волокна диаметром 140 мкм (47% по объему) в матрице из алюминиевого сплава 6061 и приварен к титановым закоицовкам корня (комля) для передачи нагрузок. Обшивка представляет собой трехслойную конструкцию с листами из бор-алюминия и алюминиевым заполнителем. Внутренняя поверхность выполнена плоской с тем, чтобы упростить проблему крепления. Принятая ориентация волокон 0 45 - с добавлением слоев, ориептгт-рованных под углом 90°, для локального усиления болтовых соединений при наложении действующих по хорде усилий от закрылков и предкрылков. Для крепления листов внешней облицовки к титану необходимы трехступенчатые соединения (см. рис. 13). Вследствие меньших действующих нагрузок для крепления внутренних листов требуется только двухступенчатое соединение. Нагрузка в соединениях по внешней поверхности составляет 3567 кгс/см. Для расчета отверстий болтовых соединений был использован зкспериментальпо определенный коэффициент концентрации напряжений. Отверстие для отбора проб топлива диаметром 76 мм усилено дополнительными слоями, ориентированными в направлениях 0 и 45°. [c.151]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...