Напряжения статические — Свойства материалов

Для изучения свойств материалов и установления значения предельных напряжений (по разрушению или по пластическим деформациям) производят испытания образцов материала вплоть до разрушения. Испытания производят при нагрузках следующих категорий статической, ударной и циклической (испытание на усталость или выносливость). [c.30]

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]

Теоретические коэффициенты концентрации напряжений зависят от геометрии концентратора и не отражают свойств реальных материалов. Совместный учет геометрии концентратора и свойств материалов осуществляется так называемыми эффективными (действительными) коэффициентами концентрации напряжений, которые определяют, испытывая образцы из данного материала до разрушения. Они представляют собой отношения предельной нагрузки образца без концентратора напряжений к предельной нагрузке такого же образца с концентратором напряжений. При статической нагрузке Р [c.119]

Универсальная гидравлическая машина МУГ-500 производства Армавирского завода предназначена для статических испытаний различных конструкций и образцов больших размеров и позволяет установить пределы допустимых напряжений в конструкциях, исходные данные для уточнения методов расчета отдельных связей и сборочных единиц конструкций, а также влияние различных физико-механических свойств материалов, технологических факторов на прочность и устойчивость конструкций. [c.247]

Однако расчеты прочности по номинальным напряжениям с использованием перечисленных характеристик не отражают значения таких важных факторов, как местная механическая, а также тепловая статическая и вибрационная напряженность, длительность, повторность и нестационарность эксплуатационных режимов, исходная и развивающаяся дефектность, действие рабочих сред, изменение структуры и свойств материалов, начальная неоднородность механических свойств в композиционных материалах. [c.18]

Величины местных напряжений и деформаций, а также параметры статических и циклических свойств материалов для температуры t и времени т определяют по пн. 3.3.1—3.3.4 2. При этом используют характеристики свойств для заданных t и т. Для предела длительной прочности [c.247]

В качестве примера оценка малоцикловой долговечности с учетом местных напряжений рассмотрим расчет полосы с отверстием для типичных конструкционных материалов, обладающих контрастными циклическими и статическими механическими свойствами. Данный расчет дает возможность оценить применение для конструкций, работающих в условиях малоциклового нагружения, тех или иных конструкционных материалов. [c.261]

В рассмотренные выше зависимости входят в основном характеристики механических свойств материалов, определенные при статическом нагружении. При этом предполагается, что развитие трещины происходит в каждом цикле, поэтому не учитывается накопление повреждений и изменение характеристик механических свойств материала у вершины при циклическом нагружении. Силовые, энергетические и деформационные характеристики режимов циклического нагружения, определяемые расчетом, используемые в указанных зависимостях, не учитывают влияния остаточных напряжений, изменение толщины образцов и коэффициента асимметрии цикла на реальное напряженно-деформированное состояние материала у вершины трещины, когда размеры пластических зон достаточно велики, но не происходит пластического течения всего оставшегося сечения образца. Все это ограничивает применение рассмотренных зависимостей, как правило, только исследованными-материалами, условиями испытаний, режимами нагружения и толщинами образцов и не позволяет прогнозировать условий перехода к нестабильному развитию трещин и закономерностей нестабильного развития трещин. [c.31]

Конструкционные материалы можно разделить на три основные группы пластичные, хрупко-пластичные и хрупкие материалы. Эта классификация относится к свойствам материалов при одноосном растяжении (сжатии) в нормальных условиях (малая скорость нагружения, комнатная температура и т. д.). Изменение характера нагружения и условий работы существенно влияет на свойства материалов в частности, как указывалось выше, материал, пластичный при нормальной температуре, становится хрупким при низкой температуре. Таким образом, правильнее говорить не о пластичном и хрупком материале, а о пластическом и хрупком состоянии материала. Но тем не менее обычно пользуются приведенной классификацией, помня, при каких ограничениях она справедлива. i В качестве предельных напряжений для указанных трех групп материалов при статическом нагружении принимают следующие механические характеристики [c.81]

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ ПРИ СТАТИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЯХ [c.17]

Свойства материалов при статических напряжениях [c.19]

Физико-механические свойства материалов изучают в лабораторных условиях путем нагружения образца до разрушения. Применяемые в настояш,ее время механические испытания материалов весьма многообразны. По характеру приложения внешних сил они разделяются на статические, динамические (или испытания ударной нагрузкой) и испытания на выносливость (нагрузкой, вызывающей напряжения, переменные во времени). [c.73]

Существует несколько способов определения механических свойств материалов в условиях статического нагружения. Способ испытания выбирают в зависимости от создаваемого напряженного состояния (характеризуемого прежде всего жесткостью способа, т. е. отношением максимальных касательных к максимальным нормальным напряжениям) и пластичности испытываемого материала. [c.136]

Статическая усталость резины. В зависимости от назначения резиновые детали подвергаются различным условиям длительного нагружения, что ведет к усталости материала. Способность материала сопротивляться усталости — выносливость — определяется временем. При длительном статическом нагружении постоянным грузо.м (даже значительно меньшим мгновенно разрушающего) образец резины все же разорвется. Эта статическая усталость проявляется как в массе исследуемого образца резины, так и в тонком слое, соединяющем, например, резину с металлической арматурой. Наиболее вероятной причиной разрушения при статической усталости, как уже указывалось, является наличие в материале беспорядочно размешенных относительно слабых мест и надрывов, вызывающих концентрацию напряжений или значительные местные отклонения в свойствах материалов. [c.34]

Безопасная работа элементов конструкций и машин в значительной степени зависит от физико-механических свойств материалов, из которых они изготовлены. Эти свойства изучают в лабораторных условиях путем нагружения образца до разрушения. Применяемые в настоящее время механические испытания материалов весьма многообразны. По характеру приложения внешних сил они разделяются на статические, динамические (или испытания ударной нагрузкой) и испытания на выносливость (нагрузкой, вызывающей напряжения, переменные во времени). [c.159]

Под действием динамических нагрузок, прикладываемых с большой скоростью, внутри материала возникают динамические быстро нарастающие напряжения. Как показывает опыт, при динамических деформациях, протекающих с большими скоростями, сопротивление материала деформированию существенно отличается от его сопротивления статическому медленно протекающему деформированию. Физическая природа влияния скорости деформации на механические свойства материалов изучена еще недостаточно, однако экспериментальными исследованиями установлено следующее [c.448]

Однако, как отмечалось выше, механические свойства материалов при тех динамических нагрузках, которые вызывают быстро изменяющиеся напряжения и деформации (например, при ударе), существенно отличаются от свойств при статическом нагружении. Поэтому допускаемые напряжения и допускаемые деформации при расчете элементов конструкций, подверженных действию динамических нагрузок, в общем случае будут отличаться от допускаемых напряжений и деформаций при статических нагрузках. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании деталей конструкций, испытывающих быстро нарастающие динамические напряжения и дефор.мации. Например, при линейном напряженном состоянии условия прочности и жесткости имеют вид [c.483]

Определение изменения механических свойств. Изменение механических свойств металлических материалов при статическом растяжении после коррозионных испытаний позволяет устанавливать уменьшение предела прочности (г кг мм ) и относительного удлинения (й в %). Предел прочности после коррозии позволяет также характеризовать неравномерность коррозии, так как разрушение происходит в наиболее слабом сечении образца за счет концентрации напряжений. Изменение механических свойств при коррозионных испытаниях носит условный характер чем больше начальное сечение образца, тем меньше -изменение начального предела прочности. Этот вид испытаний применим для определения влияния коррозии на изменение механических свойств листового материала и тонких труб (напри.мер, из алюминиевых и медных сплавов). [c.72]

В случае статических процессов механические свойства материалов характеризуются графиком напряжение — деформация. В случае же динамических нагрузок на зависимость напряжение— деформация существенное влияние оказывают скорости деформаций. Наблюдается также большое влияние ряда таких факторов, как температура, радиация и т. п. [c.9]

Расчет сооружений на динамическую нагрузку гораздо сложнее, чем на статическую. Сложность расчета определяется не только методами определения напряжений и перемещений, но и методами определения механических свойств материалов. Многие материалы, которые при статическом нагружении оказывались пластичными, при ударе работают как хрупкие. При действии многократно повторяющейся переменной нагрузки прочность материалов резко снижается. [c.286]

В методиках расчета, разработанных Институтом машиноведения АН СССР, сделан ряд допущений и упрощений, позволяющих выполнить расчет прочности и долговечности в рамках инженерных возможностей — с использованием аналитических зависимостей для кривых малоциклового разрушения, базовых статических и циклических свойств материала и схематизированных режимов эксплуатационного нагружения. Расчет местных напряжений и упруго-пластических деформаций проводится на базе коэффициентов концентрации напряжений и деформаций в упругой области. Эти коэффициенты устанавливаются по теоретическим коэффициентам для заданных уровней номинальных нагружений с учетом сопротивления материалов неупругим деформациям при статическом и циклическом нагружении. Нестационарность режимов нагружения в инженерных расчетах учитывается по правилу линейного суммирования повреждений. Расчеты выполняются для стадии образования трещины в наиболее нагруженных зонах рассматриваемых элементов конструкций. [c.371]

В механизме изменения характеристик механических и триботехнических свойств металлов и сплавов наряду с рассмотренными характеристиками кристаллической и дислокационной структуры важное значение имеет характер распределения напряжений в поверхностном слое поликристаллических материалов. Установлено, что воздействие высокоэнергетическим пучком ионов различного сорта вызывает пластическую деформацию в тончайшем поверхностном слое до нескольких процентов. По мнению авторов [85], такая пластическая деформация может быть обусловлена статическими напряжениями и ударными волнами, образующимися в области каскадов при внедрении ионов. [c.174]

Для элементов машин и конструкций, испытывающих в эксплуатации действие повторных местных упругопластических деформаций, традиционно применяемых расчетов статической прочности по номинальным напряжениям и стандартным характеристикам механических свойств (пределы текучести 0т, прочности Оц, длительной прочности Одп и ползучести Оп) оказывается недостаточно. Эти расчеты используют для выбора основных размеров сечений несущих элементов, Отражение таких факторов, как повторность, длительность и температура нагружения, концентрация напряжений и специфика свойств материалов при циклическом упругопастическом нагружении, осуществляется в поверочных расчетах малоцикловой прочности и долговечности. [c.213]

При длительной эксплуатации происходит постепенное ухудшение физических свойств материалов, нарушение прочности соединений отдельных узлов и деталей, рост статических, динамических и термических напряжений, старение, износ, коробление и растрескивание материалов. Отдельные узлы и детали приходят в неисправное состояние, хотя в целом агрегат продолжает сохранять работоспособность. Такое состояние оНределя-ется как постепенный отказ, возникновение которого, связанное с дли- [c.85]

Развитие этих деформаций и повреждений по мере накопления числа циклов зависит от таких важных факторов, как уровень эксплуатационных нагрузок, циклические свойства материалов, максимальные температуры и длительность нагружения в цикле. Если температуры эксплуатации сравнительно невелики и не связаны с образованием статических и повторных деформаций ползучести, то в разрабатываемых методах расчета конструкций на малоцпк-ловую прочность температурно-временные эффекты не учитываются. Это обстоятельство позволяет существенно упростить методику расчета в расчете прочности и долговечности в качестве исходных для заданного режима эксплуатации устанавливаются амплитуды местных, упругопластических деформаций (или местных условных упругих напряжений), коэффициенты асимметрии цикла и число циклов нагружения. Расчет сводится [c.213]

При разработке основ выбора геометрических элементов орнамента авторами принято, что размеры геометрических элементов поверхности существенно малы по сравнению с конструктивными размерами детали. Известно, что общая деформация литых деталей включает упругую и остаточную деформацию. Упругая деформация обусловлена перемещением и искажением (депланацией) сечения элемента в процессе обработки детали. При прочих равных условиях с увеличением толщины и площади сечения стенки доля упругой деформации, в том числе депланацин, уменьшается. Поэтому в толстостенных литых деталях этот вид деформации практически не учитывается. Однако при уменьшении толщины и площади сечения стенки и увеличении количества сочленений различных геометрических элементов доля упругой деформации, в особенности депланации, резко возрастает. Метод литья в отличие от других методов получения заготовок имеет значительное преимущество— возможность варьировать процессом кристаллизации и получать на поверхности рациональные геометрические элементы, создавая наиболее благоприятное сочетание свойств материалов и геометрических особенностей отливок. При уменьшении поперечного сечения бруса или пластины уменьшается его статический момент, а с ним и жесткость конструкции при изгибе и кручении. Поэтому геометрические элементы в виде тонких стержней с гладкой поверхностью рационально применять для литых деталей, работающих в условиях растягивающих и сжимающих напряжений. Геометрический элемент в виде тонкостенного бруса открытого профиля, обладающего малой жесткостью при кручеиии, целесообразно применять для литых деталей, воспринимающих нагружение изгибом, растяжением и сжатием. Геометрические элементы могут иметь и более сложную конфигурацию, обусловливающую анизотропию свойств в различных направлениях. [c.19]

Рассмотрим вопросы прочности и особенности условий разрушения. В общем случае процесс длительного малоциклового нагружения сопровождается накоплением односторонних деформаций, вызываемых циклической анизотропией свойств материалов, асимметрией цикла нагружения (по напряжениям, длительностям выдер-л<ек) и т. п. Когда процесс накопления односторонних деформаций выражен, наблюдается так называемый квазистатический тип малоциклового разрушения с характеристиками пластичности,, соответствующими условиями статического (однократного) нагружения до разрыва. Как правило, в конструкциях за пределами упругости работает материал только в зонах максимальных напряжений. За счет стесненности пластических деформаций в большинстве случаев нагружения накопление односторонних деформации подавлено или отсутствует. Под действием циклических деформаций развиваются иоврех дения, приводящие к малоцикловому усталостному разрушению, когда в зонах максимальных циклических деформаций образуются макротрещины усталостного типа. [c.95]

Позднее эти зависимости были даны в виде (1.58) для квазиста-тического типа разрушения и (1.59) для усталостного типа разрушения, где — энергия, накопленная материалом до наступ-.тения нестационарного процесса деформации ощ — напряжение перед нестационарным участком П гзо — энергия статического разрушения, определяемая до начала потери устойчивости пластической деформации (участок под кривой до Оь) О ао — предельное номинальное напряжение статического разрушения перед потерей устойчивости пластической деформации (ошо = < ь) и И /о — общая энергия разрушения соответственно при циклическом жестком нагружении и статическом, Сттах — максимальное напряжение при жестком нагружении О/ — истинное напряжение при статическом разрушении у и у — постоянные, зависящие от свойств материала и определяемые из эксперимента. [c.19]

Из рис. 62 видно, что наибольших значений растягивающие сварочные напряжения достигают в наплавленном металле сварного шва. За пределами материала шва значения постепенно уменьшаются, и в области, расположенной на расстоянии 60—80 мм от оси симметрии шва, напряжения становятся сжимающими. Картина распределения остаточных напряжений аналогична той, которая получена в работах [324]. Результаты исследования м анических свойств материалов сварного шва и зоны термического влияния показали, что металл сварного шва имеет наибольшую статическую прочность по сравнению со свойствами зоны тфмичбского влияния и основного металла. Из рис. 62 видно, что в металле шва предел текучести и твердость HRB достигают максимума и по мере удаления от него и HRB интенсивно уменьшаются до значений HRB основного металла. Характер изменения предела текучести ) полностью повторяет характер изменения твердости HRB = f(/). [c.205]

Оптический метод исследования напряжений основан на свойстве большинства прозрачных материалов становиться двоякопреломляю-щими при деформации, вызванной нагрузкой. Величина двойного преломления в рассматриваемой точке материала пропорциональна деформациям (или напряжениям), создаваемым нагрузкой в этой точке, и измеряется по порядкам полос интерференции при просвечивании поляризованным светом. Исследование распределения напряжений в деталях машин и конструкциях проводится на моделях, выполняемых из полимерных прозрачных метериалов (эпоксидные, полиэфирные и другие смолы). Нагрузка на модель создается подобной нагрузке на деталь и может прилагаться к модели статически или динамически. Обеспечение условий подобия натуры и прозрачной модели рассмотрено в разделе 6. [c.158]

Циклические напряжения, возникающие в деталях горячего тракта ГТУ при пусках и остановах, вызывают ускоренный износ этих деталей, зависящий также от скорости изменения температуры, перепадов температур и усилий. Свойства материалов (длите 1ьная прочность, скорость ползучести) в деталях, испытывающих циклические нагрузки, ухудшаются по сравнению с работающими в условиях статического нагружения. Из-за худшего сгорания то 1лива в пусковых режимах могут образовываться отлагающиеся на лопатках турбины агрессивные продукты неполного сгорания. При теп-лосменах повреждается поверхностный слой и облегчается проникновение кислорода и катализаторов коррозии к внутренним слоям металла. Из-за нерасчетных режимов работы создаются условия,. в которых возможны забивание форсунок, образование нагаров в камерах сгорания и т. д. Гибкие роторы ГТУ при развороте проходят через критические частоты вращения, при которых даже небольшие небалансы могут вызвать повышенные колебания, ускоряющие износ подшипников и снижающие надежность имеющихся на агрегате систем и аппаратуры. Точно так же практически все лопаточные венцы компрессора и турбины проходят при развороте ГТУ через резонансные частоты, равные или кратные частотам собственных колебаний лопаток. При таких частотах амплитуды колебаний и динамические напряжения в лопатках могут существенно возрастать. Компрессорные ступени, кроме того, могут в пусковых режимах работать с повышенными пульсациями потока и увеличенными динамическими напряжениями срывного характера. В результате создаются услевия для накопления повреждаемости лопаток и сокращения срока их службы. [c.169]

Электрическая сварочная дуга является раановидностью мощного дугового разряла в сильно ионизироваяной сред газов и паров различных материалов. Общие свойства различных видов сварочных дуг характеризуют следующие параметры напряжение /д, ток /д и длина /д дуги. Дуга — нелинейный элемент электрической цепи, у которого отсутствует пропорциональная зависимость между током и напряжением. Статическая вольт-амперная характеристика дуги, т. е. зависимость (рис. VI. ) [c.156]

Вместе с тем упругие свойства железобетона и его способность поглощать энергию при колебаниях зависят от ряда факторов, влияние которых невозможно учитывать при проектировании. К числу таких факторов относятся не только свойства материалов, но также особенности рассматриваемой конструкции, характер и степень ее статического напряженного состояния (а соответственно, и стадии работы), возраст, продолжительность вибрирования и пр. В практических же расчетах приходится пользоваться грубоориентировочными нормативными значениями модулей упругости и коэффициента поглощения, которые могут существенно отличаться от действительных. Так, например, если по действующим нормам значение начального модуля для бетона марки 150 предлагается принимать равным 210 тыс. кгс/см , то в натуре оно варьирует в пределах 150—400 тыс. кгс/см , отклоняясь от нормативных значений более чем на 50%. [c.137]

Из практики эксплуатации известно, что в таких условиях разрушение деталей возможно при напряжениях, значительно меньших, чем в случае, когда они неизменны. Поэтому естественно, что конструкторов-машино-строителей ие могут удовлетворить методы расчета, в основу которых положено использование механических характеристик материалов, полученных лин1ь нри статических испытаниях. Расчет деталей машин, как правило,, должен вестись на основе экспериментального изучения механических, свойств материалов при переменных напряжениях. [c.581]

Законы уменьшения амплитуд распространяющихся волн и изменение формы волны с расстоянием в оптически чувствительных материалах отличны от упругих сред, что свидетельствует о проявлении вязкости, так же как и различие статических и динамических значений модуля упругости Ец, цены полосы Оод. едд и других характеристик материала. Отличие реальных механических свойств материалов, используемых для изготовления моделей, от свойств линейно-упругой среды приводит к появлению погрешностей при решении упругих динамических задач поляризационно-оптическим методом. Учет погрешностей особенно затруднителен в случае сложных динамических задач, связанных с возник-но(вением в модели волн различных типов, распространяющихся с различными скоростями и создающих различные по характеру распреде ккия напряжений и смещений и обладаюЙщх различными закономерностями уменьшения амплитуд с увеличением расстояния до источника. [c.205]

Для ГПА с газотурбинным приводом, которыми оборудованы ДКС месторождения Медвежье одним из основных требований является способность безотказной работы при всех режимах в пределах установленного сррка [21]. В процессе длительной эксплуатации происходят постепенное ухудшение физических и механических свойств материалов, нарушение соединений отдельных узлов и деталей, рост статических, динамических, термических напряжений в элементах агрегата. Возникают процессы старения, износа, коробления и растрескивания материалов. Отдельные узлы и детали приходят в неисправное состояние, хотя в целом агрегат продолжает сохранять работоспособность. Такое состояние определяется как постепенный отказ. [c.8]

Современные науки - физика твердого тела и материаловедение обосновали и убедительно показали взаимосвязь химического состава, струк1уры и свойств твердых тел, и в частности конструкционных н инструментальных материалов. Особенность условий эксплуатации материалов в трибосистеме, т.е. в условиях трения и изнашивания, состоит в том, что поверхностные слои контактирующих деталей испытывают разнообразное энергетическое воздействие, находясь в сложном напряженно-деформированном состоянии. Статические и динамические нагрузки инициируют высокие внутренние напряжения и выз(.1вают упругие и пластические деформации, которые в условиях эксплуатации приводят к усталости и разрушению (изнапшванию) поверхностного слоя. [c.268]

Рис. 2.36. Рост трещины в направлении нагружения при статическом нагружении однонаправленного боропластика с надрезом длиной 6,35 мм. Образец изготовлен из гипотетических материалов Л и S со свойствами после 1, 10 , 10 циклов усталостного нагружения (см. рис. 2.33) при уровне максимальных напряжений в цикле а = 400 Н/мм . а —длина трещины в направлении нагружения, а (Н/мм )—уровень приложенных напряжений.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...