Концентрация в балках

Концентрация напряжений при изгибе. В местах резкого изменения формы или размеров поперечных сечений балки наблюдается концентрация напряжений. На рис. 149 приведены эпюры нормальных напряжений, возникающих в балке при отсутствии концентрации напряжений (рис. 149, а) и при наличии концентра- [c.217]

Кроме концентрации нормальных напряжений при изгибе в не которых случаях приходится иметь дело с концентрацией касательных напряжений, в частности при поперечном изгибе уголковых, швеллерных, тавровых и двутавровых балок. В данном случае концентрация напряжений обусловливается резким изменением толщины элементов сечения балки в месте соединения полки со стенкой. Как показывают детальные исследования картины распределения касательных напряжений при изгибе, например в балке двутаврового сечения, фактическое распределение касательных напряжений не отвечает картине, приведенной на рис. 275, а, полученной на основании расчетов по формуле (10.20). По линии / — /, совпадающей с осью симметрии сечения, распределение касательных напряжений будет с достаточной точностью изображаться графиком рис. 275, б. По линии же 2—2, проходящей у самого края стенки, распределение напряжений в случае малого радиуса закругления в месте сопряжения стенки с полкой будет представляться кривой, показанной на рис. 275, в. Из этого графика видно, что в точках входящих углов сечения касательные напряжения теоретически достигают очень большой величины. На практике эти входящие углы скругляют, напряжения падают и их распределение в точках линии 2—2 примерно представляется кривой, приведенной на рис. 275, г. [c.288]

Концентрация напряжений в балке-полосе с галтельными переходами [c.326]

Во многих случаях в конструкциях ПТМ сварные соединения или профили являются несущими при работе на изгиб. Эффективный коэффициент концентрации напряжений здесь зависит также от конструкции сварного соединения и вида сварного шва. Для всех поясных швов балок, как соединяющих полки со стенками в балках двутаврового и коробчатого профиля, так и присоединяющих накладки для усиления полок, Кэ = 1,8 -ь 2,0 — при сварке сплошными швами, н Кэ == 3,5 4,0 — прерывистыми швами для поперечных швов сварных и несварных профильных элементов, соединяющих между собой полки и стенки стыковыми швами, Кэ = 3,0 для ребер жесткости, сваренных только со стенками, Кэ = 1,8 2,0 для ребер жесткости, сваренных как со стенками, так и с полками, Кэ = 2,3 для стыков труб Кэ = 2,0 2,2. Если [c.262]

Особый интерес представляет случай, когда /г = О, т. е. когда центр отверстия лежит в нейтральном слое. Коэффициенты концентрации в этом случае можно получить, пользуясь данными фиг. 40. Из рассмотрения последних можно заключить следующее если желательно максимально облегчить балку отверстиями, подобными изображенным на фиг. 40, не увеличив наибольших нормальных напряжений в поперечном сечении, следует принять половину [c.1099]

В случае, если в балке сделан один из прорезов указанной на фиг. 43 формы, с центром на нейтральной оси, наибольшая концентрация напряжений возникает в точке А соответствующего отверстия. Для определения наибольшего местного напряжения следует пользоваться данными таблицы на фиг. 43 и указаниями, сделанными в разделе II, 1. [c.1099]

Зуб рассматриваем как консольную балку, для которой справедлива гипотеза плоских сечений или методы сопротивления материалов. Фактически зуб подобен выступу, у которого размеры поперечного сечения соизмеримы с размерами высоты. Точный расчет напряжений в таких элементах выполняют методами теории упругости [351. Результаты точного расчета используют для исправления приближенного расчета путем введения теоретического коэффициента концентрации напряжений (см. ниже). На расчетной схеме (см. рис. 8.19) [c.119]

Величина теоретического коэффициента концентрации напряжений в данном случае зависит ог соотношения диаметров с1 к О сопрягаемых участков балки, а также от радиуса закругления г в месте сопряжения этих участков. [c.217]

В местах резкого изменения контура продольного сечения балки картина распределения напряжений резко меняется, возникает концентрация напряжений (рис. VI.28, а). [c.161]

Наибольшие напряжения от изгибающих нагрузок возникают у основания зуба в зоне перехода эвольвенты в галтель. Здесь наблюдается концентрация напряжения. Рассмотрим прямозубое зацепление и допустим, что вся нагрузка передается одной парой зубьев и приложена к вершине зуба (рис. 19.6). Зуб в наших предположениях является консольной балкой, для которой применимы методы сопротивления материалов. [c.207]

Определить, во сколько раз следует уменьшить крутящий момент, если в одном из углов не будет произведена сварка, при условии, что прочность балки должна остаться неизменной. Концентрацией напряжений во входящих углах пренебречь. [c.183]

В инженерном расчете зуб рассматривают как консольную балку постоянного сечения (рис. 20.28) и по формулам сопротивления материалов определяют номинальные напряжения. Уточнение расчета производится, как обычно, введением теоретического коэффициента концентрации напряжений. [c.346]

Здесь, как и ранее, k и т—коэффициенты соответственно неоднородности материала и условий работы поправка за счет естественной неоднородности, выявляемой статистическими методами, требует того, чтобы коэффициент k был меньше 1 что касается коэффициента т, то по-прежнему, в нем учитываются явления концентрации напряжений (если это требуется по условиям работы балки) и прочие обстоятельства, ухудшающие работоспособность балки. В формуле (а) R и W — соответственно нормативное сопротивление материала при работе на изгиб и момент сопротивления площади поперечного сечения балки. [c.245]

В настоящей работе предлагается, пользуясь оптическим методом, построить эпюры нормальных напряжений по верхним или нижним кромкам консолей и затем определить значения коэффициента концентрации напряжений в местах, где резко изменяется высота сечения балки. Для того чтобы выяснить зависимость коэффициента концентрации от формы входя- . [c.141]

Характер распределения нормальных напряжений по сечению балки устанавливается при помощи тензометров. В случае короткой балки закон распределения напряжений по высоте сечения отклоняется от линейного наблюдается концентрация напряжений в углах профиля. [c.282]

Так как усталостные трещины, вызывающие поломку зуба, возникают у основания на стороне растянутых волокон, расчет ведут по напряжениям на растянутой стороне. При определении нормальных напряжений в опасных точках сечения пользуются обычными формулами из раздела сопротивления материалов. Однако, поскольку зубья представляют собой балки с малым отношением длины к высоте и с резко изменяющейся формой к основанию, то напряжения, найденные по формулам сопротивления материалов, отличаются от действительных. В связи с этим в расчетные зависимости вводят, коэффициент концентрации напряжений К . С учетом сказанного, нормальные напряжения [c.264]

Рассмотренный пример является упрощенным вариантом задачи расчета деформаций автомобильной шины под действием веса машины, если предположить (а для резины это предположение достаточно точно), что поведение материала является линейно упругим. Для численных значений физических параметров, соответствующих состоянию шины при нормальном эксплуатационном давлении, было найдено, что даже в том случае, когда отношение толщины стенки шины к радиусу не мало, точное решение не слишком отличается от приближенного решения, получаемого из рассмотрения шипы как мембраны. При низких давлениях, соответствующих ненакачанной шине, протектор сжимается и работает как балка при чистом сдвиге, подобно тому как это происходит с (искривленной) консолью, рассмотренной в разд. Ill, 3. Слои концентрации напряжений возникают на внутренней и внешней границах шины, откуда следует, что наибольшую нагрузку испытывают самый внутренний и самый внешний слои протектора. [c.328]

Номинальное напряжение обычно определяется по формуле, применимой для данной детали при отсутствии источника концентрации напряжений. При одноосном растяжении (сжатии) стержня номинальное напряжение равно среднему напряжению Сном = Pi А Б неослабленном сечении или в сечении, содержащем концентратор. В случае изгиба балки за номинальное напряжение принимается напряжение в крайнем волокне, подсчитываемое по формуле = MIW. [c.205]

Главные напряжения и их направления определяются по нормальным II касательным напряжениям в поперечном сечении по формулам табл. 19. Направления главных напряжений для различных точек внутри контура балки изображаются с помощью траекторий напряжений (см. стр. 19). Приведенные в табл. 19 зависимости достаточно точны для участков балок, удаленных от зон концентрации напряжений и местных нагрузок. [c.89]

Автором не учтены силы трения между зубцами хвостовика лопатки и выступа диска, а также не учтена неравномерность распределения усилий благодаря так называемому температурному распору , т. е. благодаря разности коэффициентов линейного расширения материалов лопатки и диска. Не доведен до конца анализ влияния погрешностей шага зубцов на распределение усилий между зубцами. Напряжения в зубцах определены с помощью метода Б. Г. Галеркина [4]. При этом нагрузка считается распределенной по всей верхней грани зубцов, что в действительности не имеет места. Не учтен тот факт, что принцип Сен-Венана для зубцов теряет свою силу ввиду того, что каждый зубец представляет собой балку весьма малой длины. Не учтены упругость заделки зубцов и концентрация напряжений у оснований зубцов. [c.5]

Так как большое число деталей машин и элементов конструкций (вращающиеся валы и оси, подкрановые балки, несущие узлы транспортных установок и т. д.) работает при переменных во времени напряжениях и за весь срок службы число циклов нагружения достигает 10 —10 и более, то наиболее вероятным эксплуатационным повреждением для них оказывается многоцикловое усталостное. Усталостное разрушение начинается обычно в зонах с максимальными амплитудами циклических напряжений или в местах технологических дефектов (поверхностных, сварочных). Трещины усталости при указанных выше базах по числу циклов, возникают и распространяются при номинальных напряжениях ниже предела текучести. Расчетными характеристиками при определении прочности и ресурса в этих случаях являются пределы выносливости и кривые многоцикловой усталости с отражением роли конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов (абсолютные размеры сечений, асимметрия цикла, концентрация напряжений, среда, состояние поверхности и др.) [2, 3]. В связи с разбросом характеристик сопротивления усталости а [c.11]

К циклически нагруженным сварным конструкциям относятся в первую очередь кожухи и компенсаторы воздухонагревателей, доменных печей, резервуары для хранения жидкостей и газов, подкрановые балки, пролетные строения под подвижные нагрузки, трубопроводы больших диаметров, газгольдеры и др. Накопление усталостных повреждений в таких конструкциях происходит, как и в рассмотренных выше (см. гл. 2, 3, 7), в сварных соединениях, являющихся источниками концентрации напряжений [c.169]

Мы видим, что одно уменьшение высоты сечения повышает напряжения в 2,25 раза вместе же с местными напряжениями коэффициент концентрации достигает 5,22 по отношению к основной балке и 2,32 по отношению к балке пониженной высоты. [c.529]

Консольная балка из титанового сплава Ti-6A1-4V предназначена для эксплуатации в химически агрессивной среде, в которой лишь титан хорошо сопротивляется коррозии. Длина консольной балки 26 дюймов, она имеет прямоугольное поперечное сечение высотой 10 дюймов и толщиной (шириной) 2 дюйма. Галтель у закрепленного конца настолько велика, что концентрацией напряжений в этом месте можно пренебречь. Балка должна выдерживать статическую нагруз- [c.84]

Весом балки и эффектами концентрации напряжений можно пренебречь. С какой высоты 1г должен упасть груз весом 13 фунтов на свободный конец балки, чтобы в ней возникла текучесть [c.543]

Рис. 233. Примеры соединений листов пола со шкворневой балкой, исключающих концентрацию напряжений в одном месте

Наблюдающиеся часто разрушения грузовых вагонов также в большинстве случаев приходятся на участки, в которых возникают растягивающие напряжения, например в местах соединения пола со шкворневой балкой. Поэтому важно выбрать такое соединение, которое исключало бы концентрацию напряжений в одном месте. На рис. 233 показан ряд примеров решения этой задачи. В частности отмечается, что применением промежуточного листа, служащего буфером между опорой и полом, можно резко ослабить изгибающие напряжения основного листа пола (рис. 233, а). [c.416]

При увеличении числа связей сдвига составная балка приближается к монолитной, причем увеличивается ее жесткость и соответственно уменьшаются максимальные краевые напряжения в балке, определяемые по формуле (32.1). Действительно, при )ше-личении коэффициента жесткости связей сдвига 4 возрастает значение и значение V (32.2).Напряжения же б в материале балки приближаются к значениям, которые они имели бы в монолитной балке. В то же время увеличение создает большую концентрацию сдвигающих напряжений у опор, поэтому максимальные напряжения t в связях сдвига увеличиваются. Таким образом, несуидая способность балки, определенная по максимальным краевым напряжениям 6, с возрастанием 4 )шеличивается, а определенная по максимальным напряжениям в связях сдвига г — уменьшается. Оптимальным коэффициентом будет такой, при котором несущая способность балки, определенная обоими этими способами, оказывается одинаковой. [c.114]

Для соединений, не соответствующих обобщенной расчетной схеме, коэффициенты а, и af по рекомендованным выше размерам швов могут определяться экспериментальными или расчетными методами. Так, в стенках тавровых сварных соединений, испытывающих местное воздействие нагрузки (например, в соединениях стенки с верхним поясом в балках с рельсом над стенкой, диафрагмы с верхним поясом в балках с резаьсом посередине, стенки с поясом в надбуксовых частях балок, и рам тележек и т. п.), коэффициенты концентрации могут рассчитываться согласно работе [18]. [c.160]

При анализе максимальных напряжений в балке всегда следует помнить, что вблизи опор и вблйэн точек приложения нагрузок, а также в окрестностях резкого изменения формы (галтели, отверстия и т. д.) будут локализоваться эффекты, обусловливающие возникновение высоких надряженяй, которые не могут быть предсказаны обычными формулами для балок. Такие локализованные эффекты приводят к возникновению концентрации напряжений. [c.173]

Сварные балки из стали высокой прочности с ребрами жесткости, приваренными к стенке балки, имели претел выносливости одного порядка с пределом выносливости балок из углеродистой конструкционной стали или еще ниже (табл. 10.3). Однако в рассматриваемых двух случаях детали ребер жесткости и размеры сварных швов были неодинаковы. В балках из стали высокой прочности ребра жесткости толщиной 12,7 мм были приварены угловыми швами большего сечения по сравнению со швами в балках из мягкой стали, результаты испытаний которых приведены в табл. 10.4, что могло обусловить более значительную концентрацию напряжений. [c.255]

Основное допускаемое напряжение для стали Ст. 3 [а]р = 16 кГ1м . Следует ли его снижать вследствие того, что в балке имеются сварные соединения В данной конструкции этого делать не следует, так как в сварных соединениях таврового профиля (см. табл. 10.11) коэффициент концентрации /С принимается равным 1, а следовательно, и коэффициент у также равен 1. [c.341]

Определить величину кавбольшо нормальных нацряхенкй в сечениях 1-1иП-11и прогиба свободного конца деревянной балки. Влиянием концентрации напряжений пренеб- [c.92]

Нижняя обшивка. Выбран гибридный эпоксидный боро-углепластик для реализации более низкой плотности и стоимости углеродных волокон типа А. Борные волокна использованы в слоях, ориентированных в направлении 0°, углеродные — в слоях с ориентацией 45 и 90°. Панель пинпшй обшивки состоит из 63 слоев, из которых 11% ориентированы в направлении 90°. Расчетная осевая нагрузка в соединениях составляет 5172 кгс/сдг. Для снижения концентрации напряжений у отверстий под крепежные элементы вдоль балки использовались четырехсторонние пятиступенчатые соединения, выполняемые внахлестку. В непосредственной близости от отверстий слои углеродных волокон, ориентированные в направлении 0°, заменяют борные слои такой же ориентации. [c.151]

Сечения А и В стальной балки ступенчато-переменного сечения должны быть равниопаошши. Оп ределить из втого условия без учета концентрации напряжений диаметр [c.86]

Специальными измерениями была установлена линейная зависимость убывания разности потенциалов от концентрации растворенного карбоната кальция в 0,1%-ной уксусной кислоте вплоть до 400—500 мг/л с наклоном 2,2 мг/(л-мВ) при поддерживаемой риле переменного тока 125 мкА (аналогичные результаты получены и для других концентраций раствора уксусной кислоты вследствие ее слабой диссоциации). Все измерения проводили в линейной области указанной зависимости. Поэтому регистрация во времени уменьшения разности потенциалов позволяет судить о ростё концентрации уксуснокислого кальция в прилегающем к образцу слое электролита, т. е. о кинетике растворения. Механическое нагружение монокристалла осуществляли по схеме свободно опертой балки сосредоточенным усилием, которое прикладывали к его середине через стеклянный шток с призмой. Напряжения в поверхностном слое прямоугольного образца зависели от величины усилия и геометрических размеров образца. [c.36]

Фнг. 92. Тгоретическпо коэффи-UHeiiTU концентрации напряжений при изгибе ступенчатой балки прямоугольного сечения наибольшие местные напряжения развиваются в точках Л. [c.392]

Расчет строительных конструкций осуществляется в соответствии со строительными нормами и правилами [1]. Получаемый при этом уровень номинальной нагруженности сварных элементов и уровень концентрации напряжений свидетельствуют о возникновении в зонах концентрации локальных пластических деформаций, которые при повторном характере внешней нагрузки приводят к образованию трещины малоцикловой усталости. Так, при обследовании воздухонагревателей доменных печей появление трещин в кожухе было зафиксировано после 2—3 лет эксплуатации, что соответствовало 5 — 6 тыс. циклов. В подкрановых балках тяжелого режима работы повреждения в виде поверхностных трещин вдоль угловых швов приварки верхнего пояса к стенке наблюдались при числах циклов до 2 х 10 , или после 4 лет эксплуатации, в газгольдерах аэродинамических станций — после 4 X 10 циклов нагружения. Опасность появления трещин малоцикловой усталости в сварных конструкциях связана с тем, что трещина данной длины может при определенном соотношении уровня 4нагрузки, климатической температуры эксплуатации, скорости нагружения и других факторов оказаться критической, что приводит к катастрофическому хрупкому разрушению. Раз-рушение может наступить в разный период эксплуатации в зависимости от наступления критического сочетания инициирующих факторов. В этом заключается определенное отличие в разрушении циклически нагруженных конструкций по сравнению со статически нагруженными, основная масса аварий которых приходится на период эксплуатации с первыми похолоданиями при дальнейшей эксплуатации таких конструкций число хрупких разрушений резко сокращается (рис. 9.1). Для циклически нагруженных конструкций в первую зиму и во время испытаний разрушается только 34% конструкций от общего числа зарегистрированных разрушений. При последующей эксплуатации в течение примерно трех лет разрушения отсутствуют, и затем число разрушений начинает увеличиваться с 4 до 10% в год. Такой характер распределения разрушений конструкций под воздействием повторных нагрузок связан с необходимым периодом подрастания дефектов до критических размеров, и поэтому в течение определенного периода разрушения не наблюдаются. При дальнейшей эксплуатации идет накопление повреждений и развитие трещин усталости до образования полного разрушения. [c.170]

Балка или пластина из мягкой резины, прикрепленные на конце или крае к стальной стенке, соответствуют простому теоретическому условию закрепления или заделке по границе. Однако если стальная балка или пластина цриварена к стальной стенке, то изгибные нг пряжения, возникающие в стенке, почти не изменяются сначала, а затем на расстоянии порядка толщины h рассеиваются и становятся малыми. То же справедливо для защемленного конца, но в этом случае в дополнение к деформациям в месте защемления должно возникать некоторое проскальзывание на защемленном крае, где концентрация напряжения теоретически была бы бесконечной, если бы не было проскальзывания. [c.65]

Иногда выбор конструкции в значительной мере обусловливается имеющимся технологическим оборудованием, особенно, если это касается производства автомобилей транспортного назначения в развивающихся странах. Мазурек и другие специалисты описывают конструкцию кабины грузового автомобиля Крайслер XLV ( hrysler XLV), показанной на рис. 6.12, которая была изготовлена из листовой стали в основном с использованием ножниц, гибочных валков, ленточнопильного станка и листогибочного пресса [4]. Применение петель, подобных петлям крышки пианино, упростило конструкцию дверной стойки и капота двигателя, а наличие сечений с плоскими стенками значительно упростило процесс изготовления деталей. Применялись стальные листы четырех сортов толщиной 1,1 1,5 2,3 и 3,0 мм и имелась минимальная необходимость в создании криволинейных поверхностей и типов сечений. Своеобразны конструкции дверных фланцев и уплотнений. Судя по сечению нижней опоры ветрового стекла, для нее использована мощная поперечная балка коробчатого профиля. В результате того, что в конструкции применялись в основном прямоугольные элементы, концентрацию напряжений в местах соединений элементов пришлось уменьшать с помощью косынок. Для обеспечения устойчивости места соединений усиливались несколькими плоскими панелями. В целом прямоугольный характер сечений элементов, используемых в конструкции, привел к увеличению ее показателей. [c.149]

Деревянная балка пролетом 2/= 80 ел защемлена левым концом. На правом, свободном конце балки приложена сила Р=200/сг. Диаметр одной части балки13 сж, другой—10 сл (см.рисунок). Чему равны наибольшие нормальные напряжения в сечениях I—I и II—// Найти величину прогиба свободного конца балки. Влиянием концентрации напряжений пренебречь. [c.223]

Наиболее удачным решением является, по мнению Приста [3], конструкция, изображенная на рис. 233, б, так как все листы перекрытия находятся над поясом шкворневой балки. Это обеспечивает промежуточную опору для пола. На конструкции, изображенной на рис. 233, в, также имеются промежуточные опоры, но поскольку они находятся не в одинаковых условиях, то это способствует концентрации напряжений на одном краю опоры. На рис. 233, г показана наиболее распространенная конструкция с опорой, изогнутой соответственно наклону пола, а на рис. 233, д приведена конструкция, использованная в экспериментальном вагоне фирмы Карнеги-Иллинойс. [c.416]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...