Полосы - Концентрация напряжений

Величина местных напряжений зависит от вида и размеров концентратора. Например, чем меньше радиус отверстия или выкружки в полосе, тем больше максимальные напряжения отличаются от номинальных. В случае весьма малого радиуса отверстия в полосе (рис. 118, а) у краев отверстия наибольшее напряжение равно трем номинальным (а = 3), а у краев полукруглых вырезов (рис. 118, б) — примерно двум номинальным (а = 2). Надрезы с острыми входящими углами дают еще большие коэффициенты концентрации напряжений у вершин углов. Для некоторых распространенных концентраторов напряжений в полосе прямоугольного поперечного сечения значения теоретических коэффициентов концентрации приведены на графике рис. 119, а в стержнях круглого поперечного сечения — в табл. 11. Более подробные данные о теоретических коэффициентах концентрации напряжений приводятся в справочниках по расчету на прочность и в специальных курсах. [c.109]

Для того чтобы понять, в чем заключается явление концентрации напряжений, рассмотрим пример пусть полоса шириной Ь и толщиной 6 (рис. 2.137) растягивается силами К н имеет небольшое сквозное отверстие диаметром (1. Заметим, что длина полосы много больше ширины Ь, а та, в свою очередь, много больше толщины полосы и диаметра отверстия Ь 5с1). В любом поперечном сечении полосы продольная сила = Р и номинальные напряжения, т. е. напряжения без учета концентрации, будут найдены по формуле [c.333]

Стальная полоса прямоугольного поперечного сечения, имеющая одностороннюю выточку, нагружена растягивающими силами Р = 900 кН (см. рисунок). Вычислить наибольшие растягивающие и сжимающие напряжения в опасном сечении полосы и построить эпюру нормальных напряжений для того же сечения. На сколько процентов изменятся наибольшие растягивающие напряжения, если выточки сделать с обеих сторон полосы. Концентрацию напряжений в выточке не учитывать. [c.198]

Таким образом, дислокации не могут непосредственно перейти из одного зерна в другое (Набарро показал, что напряжение сдвига оказывается очень высоким — одного порядка с теоретическим сопротивлением сдвигу), поэтому распространение скольжения от одного зерна к другому осуществляется путем возбуждения источников дислокаций в соседнем зерне II) под действием концентрации напряжений у вершины полосы скольжения в зерне / (см. рис. 136). В этом случае наиболее эффективно нейтрализуются напряжения от скопления дислокаций в зерне I. При достижении такого напряжения сдвиг пересекает границу, поле напряжений около скопившихся ранее дислокаций ослабевает (релаксация напряжений), создаются условия для дальнейшей пласти- [c.225]

Множитель п в выражении (143) можно рассматривать как коэффициент концентрации, максимальное значение которого достигается на границе зерна. Величина концентрации напряжений уменьшается в зерне II с ростом г и может вызвать генерацию источника А (см. рис. 136) при напряжении срабатывания дислокационного источника Коэффициент концентрации в местах, где в кристалле заканчивается полоса скольжения, определен из теории упругости для случая, когда полоса скольжения рассматривается как свободно скользящая трещина, по нормали к которой напряжение равно нулю. По данным Б, Чалмерса, [c.240]

Рассмотренная выше теоретическая модель, объясняющая зависимость деформирующего напряжения (напряжение течения для заданной деформации е) и предела текучести от размера зерна, устанавливает взаимосвязь размера зерна с концентрацией напряжений в индивидуальных полосах скольжения. Согласно этой теории размер зерна d ограничивает длину плоского нагромождения дислокаций и их число п в этом нагромождении. [c.241]

На кромке стальной полосы, работающей на растяжение, появилась трещина. Чтобы трещина не распространялась, на ее месте была выфрезерована галтель. Найти, насколько увеличилось от этого напряжение в полосе. Размеры сечения полосы = 100 мм, t=8 мм, глубина галтели а=10 мм, растягивающая сила Р=6 Т, Концентрацией напряжений пренебречь. [c.153]

Полоса, прикрепленная к косынке с помош ью трех заклепок, как показано на рисунке, растягивается силой / =2,5 Т. Вычислить напряжения в крайних точках сечения полосы, проходящей через первую заклепку. Размеры сечения й=60 мм, <= =5 мм, диаметр заклепки d=10 мм. Концентрацию напряжений не учитывать. [c.154]

Здесь а,, — эффективное решение, определяющее прочность рассматриваемого микрообъема, o d и о г — локальные напряжения в нем, вызванные соответственно скоплением дислокаций и наличием трещины, Опс — теоретическая прочность кристаллической решетки (или поверхности раздела) в микрообъеме (индекс га указывает, что напряжения направлены нормально к плоскости скола). Как следует из моделей разрушений сколом Стро, Смита и др. [55, 198], обусловленная скоплением дислокаций концентрация напряжений пропорциональна мощности скопления дислокаций в конце полосы скольжения п [c.333]

Концентрация напряжений возникает также и при других видах деформаций— кручении, изгибе и т. д. Например, при чистом изгибе полосы, ослабленной двумя симметричными выточками (рис. 2.22), коэффициент концентрации можно определить по формуле [c.51]

Многочисленные теоретические и экспериментальные исследования показывают, что в области резких изменений в форме упругого тела (внутренние углы, отверстия, выточки), а также в зоне контакта деталей возникают повышенные напряжения. Например, при растяжении полосы с небольшим отверстием (рис. 41], а) закон равномерного распределения напряжений вблизи отверстия нарушается. Напряженное состояние становится двухосным, а у края отверстия появляется пик осевого напряжения. Аналогично при изгибе ступенчатого стержня (рис. 411, б) в зоне внутреннего угла возникает повышенное напряжение, величина которого зависит в первую очередь от радиуса закругления г. При прессовой посадке втулки на вал (рис. 411, в) у концов втулки и вала также возникают местные напряжения. Подобных примеров можно привести очень много. Описанная особенность распределения напряжений получила название концентрации напряжений. Зона распространения повышенных напряжений ограничена узкой областью, расположенной в окрестности очага концентрации, и в связи [c.393]

Рис. 7.19. Снижение концентрации напряжений а — у поперечного круглого отверстия в полосе при раст женин (кривая /) и путем уменьшения жесткости полосы в зоне отверстия (кривая 2) б —при запрессовке кольца с пониженным модулем упругости S —стальная пластина 4 — стальная пластина с запрессованным медным кольцом

Концентрация напряжений, как показали многочисленные теоретические и экспериментальные исследования, образуется в зонах резкого изменения формы тела (возле выточек, галтелей, около отверстий, в резьбе и т. д.). На рис. 15.5 в качестве примера показано распределение осевых напряжений при растяжении полосы, ослабленной круглым отверстием. Концентрация напряжений наблюдается около отверстия, а наибольшие растягивающие напряжения действуют в точках А на контуре отверстия. Глубина проникновения возмущения напряжения от контура отверстия в глубь пластины невелика, поэтому эти локализованные напряжения иногда называют местными. Концентрация напряжений конструктивного характера имеет место практически при работе всех деталей машин (рис. 15.6, а и б). [c.252]

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]

Построение эпюр краевых напряжений по изохромам. Исследуем концентрации напряжений во входящих углах. На рис. 92 показаны изохромы для консоли с прямым входящим углом (конец консоли, несущий груз, находится справа за пределами рисунка). Пронумеруем полосы по верхнему краю консоли соответственно их [c.141]

Для определения коэффициента концентрации напряжений у отверстия по данным оптического метода достаточно определить порядки полос при данной нагрузке в точках С у отверстия и в точке сечения, достаточно удаленного от него. Так как. [c.249]

Образованию первых полос Чернова — Людерса часто способствует концентрация напряжений в местах перехода сечений образца, т. е. у галтелей. Характер передачи скольжения через границу полосы в соседние недеформированные области обычно скачкообразный, это отражается на площадке текучести в виде дополнительных максимумов и минимумов. Последнее особенно свойственно для поликристаллов, в которых расширение полосы Чернова — Людерса происходит, вероятно, скачком по крайней мере на величину объема одного зерна [72]. Этим объясняется зависимость размера площадки текучести и степени деформации в полосе от размера зерна [72, 73], [c.44]

Зависимость (2.21), в которой и Ку — константы, за достаточно короткое время нашла свое экспериментальное подтверждение на абсолютном большинстве поликристаллических металлов и сплавов. Поэтому эТу зависимость пытались неоднократно объяснить с помощью различных теоретических моделей. Среди таких моделей наибольшее распространение получили теория, связывающая концентрацию напряжений в вершинах индивидуальных полос скольжения с размером зерна [26, 98, 99, 102] модель деформационного упрочнения, согласно которой плотность дислокаций, необходимая для пластической деформации металла, изменяется обратно пропорционально размеру зерна [63] модель начала пластического течения, исходящая из действия зернограничных источников и их определяющей роли в процессе передач , скольжения от зерна к зерну [54, 102]. [c.49]

Для определения коэффициента концентрации напряжений среднее напряжение вычислялось по величине приложенной нагрузки и независимо от этого выражалось через порядок полосы [c.510]

В результате экспериментов было установлено, что во всех случаях усталостные трещины возникают в полосах скольжения, расположенных в ферритной фазе. Затем в зависимости от уровня напряжений и числа циклов нагружений вырастают трещины различной длины, причем концентрация напряжений у вершины трещины увеличивается непропорционально ее длине и достигает значений аа = 4 для развивающихся трещин размером от [c.98]

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]

Концентрация напряжений. Вопрос о местных напряжениях не рассматривался в предыдущих разделах курса, хотя не исключено, что некоторые преподаватели вскользь упоминали о концентрации напряжени1п Например, при расчете бруса ступенчато переменного сечения могло быть сказано Концентрацию напряжений не учитывать , а далее вынужденно пришлось несколько слов сказать об этом явлении. Во всяком случае здесь следует считать, что вопрос рассматривается впервые, а это требует познакомить с понятиями местных напряжений, теоретического коэффициента концентрации напряжений, рассказать о влиянии концентрации напряжений на прочность деталей при статическом нагружении. Рекомендуем изготовить красочный плакат (это можно поручить учащимся), на котором показать несколько случаев возникновения местных напряжений. Конечно, при наличии поляризационно-оптической установки необходимо показать распределение напряжений (картину полос) в зоне концентрации. Некоторые преподаватели считают, что возникновение местных напряжений целесообразно объяснять, используя гидродинамическую аналогию, но думаем, что в этом нет необходимости. [c.178]

Ряд функций напряжений, полученных последовательным дифференцированием, использовался для решения задачи о концеит])ан,пи напряжений, вызванной полукруглым вырезом в полубесконечиой пластинке, находящейся под действием растягивающих напряжений, параллельных краю ). Максимальное растягивающее напряжение при этом чуть больше чем в три раза, превышает невозмущепное растягивающее напряжение, действующее вдалеке от выреза. Исследовалась также полоса с полукруглыми вырезами па каждом крае ). Коэффициент концентрации напряжений (отношение максимального [c.116]

Произвольные формы. Кикукава разработал и применил методы решения задач для отверстий и закруглений заданной произвольной формы ). По этому методу последовательные улучшения начального конформного отображения производятся до тех пор, пока не будет достигнуто адекватное приближение к заданной форме области. Подробные результаты получены для задач о концентрации напряжений в растягиваемой пластинке со следующими возмущающими факторами 1) отверстие ромбовидной формы с круглыми закруглениями по углам, 2) двойной вырез в полосе, причем каждый из вырезов имеет две параллельные прямолинейные стороны, соединенные полуокружностью, что придает вырезу форму буквы U, 3) закругленная в виде че верти окружности галтель в месте перехода пластинки от конечной ширины до ширины бесконечной. Результаты для случая 2) очень близки к результатам Нейбера для двойного гиперболического выреза (см. 64). [c.213]

Модель Коттрелла (см. рис. 136) поясняет распространение пластической деформации от зерна к зерну несколько дислокаций, вышедших из источника В зерна /, движутся в плоскости скольжения и образуют скопление у границы зерна. У вершины р лидирующей дислокации возникает концентрация напряжений. Коттрелл определил, что дислокации будут образовываться вновь в результате генерации, допустим, источником Франка—Рида В до тех пор, пока действующее в окрестности этого источника напряжение Тт, повышающееся от п дислокаций, задержанных в полосе скольжения, полностью не уравновесится противодействующими напряжениями Xd. [c.239]

Микроструктурная оценка 8, d и N в опытах дает значения е = 1 4%, несравненно более низкие, чем общая пластическая деформация до разрущения. Таким образом, вклад деформации двойникованием в общий уровень пластичности поликристалла оказывается небольшим, несмотря на то, что, кроме концентрации напряжений в местах нагромождения дислокации на различных препятствиях (например, в местах пересечения полос скольжения), благоприятствующих процессу двойникования, в поликристалле создается дополнительная концентрация напряжений, облегчающая двойникование тем больше, чем больше величина зерна. Снижение температуры и повышение скорости деформации приводят к уменьшению эстафетного скольжения, затрудняя релаксацию напряжений и, следовательно, способствуя развитию двойникования. Как показывают расчеты и эксперимент, вклад двойникования при деформации монокристалла существенно ниже, чем предсказываемый по формулам (85) и (149). Подобно тому, как уменьшение величины зерна приводит к снижению концентрации напряжений и, как следствие этого, не достигаются значительные по величине напряжения старта двойникового источника Од= д.у/6 ( д,у=1,4-10-2 мДж/см2 — энергия дефекта упаковки для железа и ад—2000 МПа), можно утверждать, что в результате раздробления исходного зерна поликристалла на фрагменты , ограниченные каркасом из двойниковых пластин, возникает (В. И. Трефилов с сотр.) своеобразный эффект само- [c.245]

Стальная полоса прямоугольного сечения 10x1 см ослаблена отверстием d=l см. Найти допускаемую растягивающую силу Р, если предел текучести материала а =3500 кГ/см , коэффициент запаса по пределу текучести k =, 2 и коэффициент концентрации напряжений а =1,8. [c.45]

Определить допускаемую глубину х выреза в полосе сечения 60x10 мм растягиваемой по оси силой Р= 500 кГ. Допускаемое напряжение принять равным [а] = 1200 кГ1см . Концентрацией напряжений пренебречь. [c.153]

Распределение напряжений, соответствующее значениям этих сил, показано на рис. 11.19. За счет местного характера концентрации напряжений, а следовательно, малой по сравнению с размерами полосы области пластической деформации в зоне отверстия и за счет того, что упругодеформиро-ванная часть стержня не позволит свободно развиваться пластической деформации в этой области, состояние стержня при Р( < Рз < Рз < Р,. не опасно и его остаточная деформация после разгрузки будет меньше предельной. Опасное состояние наступит при Р = Р , т. е. при равенстве напряжений Стт во всех точках опасного сечения, так как будет устранено препятствие к свободному развитию пластической деформации в этом сечении и равновесие частей полосы при дальнейшем увеличении силы Р становится невозможным. Составим условие прочности стержня, соответствующее этому состоянию [c.54]

Из-за концентрации напряжений, вызванной изменением формы тела вблизи переходной поверхности, местные напряжения будут больще номинальных (рис. 20.29). Концентрация напряжений вблизи переходной поверхности и в зоне контакта хорошо видна на картине полос (рис. 20.30), полученной методом фотоупругости (наибольшие напряжения соответствуют наибольшей частоте полос). [c.348]

На рис. 159 показано распределение напря-жений а в поперечном сечении, проходящем через отверстие в растянутой полосе. Наибольшие напряжения возникают у краев отверстия. Отношение наибольших местных напряжений (ст а д) к номинальным ст называют теоретическим коэффициентом концентрации напряжений [c.184]

Микрокартину протекания коррозионных разрушений в метанольных растворах наблюдали авторы работы [ 70]. Они установили, что зарождение трещин происходит в месте столкновения полосы скольжения с границей зерна. Возникающая "ступенька" приводит к нарушению защитной пленки, а концентрация напряжений обусловливает развитие трещин по границе зерна (рис. 43). Этот механизм определяет распространение [c.79]

В следующих испытаниях промежутки между стеклянными брусками были увеличены за счет применения пластмассовых брусков вдвое большей ширины. Последовательность фотоупру-гих интерференционных картин (рис. 41) показывает высокую концентрацию напряжений у конца распространяющейся трещины. Одной из важных характеристик, наблюдаемых на этих интерференционных картинах, является угол наклона петель, образованных полосами вблизи конца трещины. Здесь наблюдается угол наклона более 90", что заметно отличается от известных результатов для однородных материалов. Герберих[28] наблюдал углы 45 и 60° для медленно растущих внутренних и краевых трещин соответственно. Уэллс и Пост [67] приводят значения угла, достигающие 80° для бегущих трещин. Как показал Ирвин [38], угол наклона изохроматической петли 0ш, максимальный модуль радиуса-вектора этой петли Гт и порядок полосы (или, что эквивалентно, максимальное касательное напряжение Тщ) связаны с коэффициентом интенсивности напряжений К или силой растяжения трещины Т. Было установлено, что сила ST очень чувствительна к изменениям угла наклона, Наблюдаемое в данном опыте значение этого угла указывает на большое различие в величине силы ST между моделью композита и однородным материалом. [c.546]

Механизм скола описывается моделью Зенера [90], т.е. сколом, вызванным концентрацией напряжений от блокированных полос скольжения или двойников в соответствии с представлением о скоплении дислокации. Недавно в работе [79] рассмотрены теории скола для сталей и металлов с ГЦК-решеткой. [c.81]

Протяженность области концентрации напряжений dg или пластической зоны dp в слоистых композитах с упругими или пластичными матрицами определяет область влияния неоднородности напряженного состояния, вызванной разрушением одного или более находящихся рядом армирующих элементов. Как только произойдет разрушение с образованием трещины, как показано на рис. 4 и 5, напряжения в двух элементах с каждой стороны ее на длине б = 2й возрастут по сравнению с номинальным напряжением всюду вне этой области. Наиболее вероятно, что дальнейшие процессы разрушения будут локализованы в этой полосе длины б и сопровождаться развитием существующей зародьнпевой трещины. Следовательно, как отметили впервые Гюсер и Гурланд [12] и широко использовал Розен с соавт. [30], нагруженный слоистый композит полной длины L можно рассматривать как ряд из п = = ЫЬ статистически независимых соединенных звеньев, как показано на рис. 6, в каждом из которых может независимо происходить зарождение разрушения и процесс его развития. [c.185]

На рис. 3.3.10 показаны картины распределения полос интерференции в оптических моделях сварных соединений четырех труб. Нагружение с помощью системы блоков производилось в условиях, соответствующих характеру работы сварного соединения в конструкции. Коэффициент концентрации напряжений (теоретический) подсчитывался как отношение порядковых номеров полос в зоне концентратора (мрментная зона) и в зоне номиналь- [c.172]

Предыстория изготовления труб или технологическая наследственность , в первую очередь механическая и термическая обработка, во многом обусловливают коррозию под напряжением. Так, формование уиоминаемых выше разрушившихся спиральношовных труб без должной настройки формующих машин привело к созданию в металле остаточных напряжений до 125 МПа (табл. 4). Кроме того, формующие ролики оставили спиральные вмятины на поверхности с соответствующим наклепом и понижением коррозионной стойкости (наблюдались полосы избирательной механохимической коррозии). Остатки прокатной окалины также создают на поверхности коррозионные гальванопары, которые могут привести электрохимический потенциал локальных участков к значениям, при которых возникают трещины. Механическая обработка поверхности (например, при зачистке поверхности трубы скребками) создает неоднородность физико-механического состояния поверхностного слоя и вызывает сильную электрохимическую гетерогенность поверхности, способствующую развитию значительной локальной коррозии. Большое влияние формы и количества неметаллических включений, т. е. степени загрязнения стали, на коррозионную усталость (снижение выносливости) также обусловлено электрохимической гетерогенностью в области включения, усиливающейся при приложении нагрузки вследствие концентрации напряжений. В этом отношении является неудовлетворительным качество стали 17Г2СФ непрерывной разливки в связи с большой загрязненностью неметаллическими включениями (в частности пластичными силикатами), что привело к почти полной потере пластичности листа в направлении поперек прокатки. [c.229]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...