Напряженное материала - Влияние на прочность

Металл, покрытый эмалью, представляет собой композитный материал, одной из особенностей которого является наличие поля остаточных (внутренних) напряжений, оказывающего существенное влияние на прочность эмалированной конструкции. [c.40]

Если деталь испытывает одновременное действие нормальных а и касательных т напряжений, то более правильная оценка прочности деталей получается по допустимым напряжениям в соответствии с одной из теорий прочности в зависимости от свойств материала. При этом допустимые напряжения [ст] сравниваются с эквивалентными напряжениями Стэ, характеризующими влияние на прочность детали одновременного действия нормальных и касательных напряжений. [c.205]

Теория наибольших нормальных напряжений (первая теория прочности). Согласно этой теории преимущественное влияние на прочность оказывает величина наибольшего нормального напряжения. Предполагается, что нарушение прочности в общем случае напряженного состояния наступит тогда, когда наибольшее по абсолютной величине нормальное напряжение достигнет значения, соответствующего предельному состоянию данного материала при простом растяжении или сжатии. [c.196]

Третья теория прочности в общем хорошо подтверждается опытами для материалов, одинаково работающих на растяжение и сжатие. Недостаток ее заключается в том, что она не учитывает среднего по величине главного напряжения о , которое, как показывают опыты, оказывает также некоторое, хотя во многих случаях и незначительное, влияние на прочность материала. [c.185]

Основанная целиком на опытных данных, теория Мора в общем не нуждается в дополнительной экспериментальной проверке. Однако построение предельных огибающих для каждого материала может быть произведено в результате ряда сложных опытов с плоскими и объемными напряженными состояниями, что, собственно, и ограничивает ее применение. Кроме того, эта теория, как уже отмечалось, не учитывает влияния на прочность промежуточного главного напряжения Oj. [c.189]

Формулы (8.1) и (8.2) не учитывают влияния главных напряжений Стз и Стз на прочность материала. Между тем, как показывают опытные данные, влияние их на прочность материала весьма существенно. Этот недостаток первой теории прочности устраняется во второй теории прочности, которая также основана на предположении, что разрушение материала происходит в результате отрыва. [c.343]

При этом предполагают, что преобладающее влияние на прочность имеет один какой-либо фактор. Таким образом удается получить определенное сочетание главных напряжений — Эквивалентное напряжение и сопоставить его с предельным для данного материала значением фактора. Предельное значение фактора определяют экспериментально путем простейших испытаний в лабораторных условиях (как правило, на растяжение). Область применения расчетных формул определяют по их соответствию опытным данным. [c.214]

Очевидно, что механические свойства поверхности раздела также оказывают значительное влияние на прочность адгезионной связи. Поэтому, для того чтобы свести до минимума напряжения, возникающие в композитах, необходимо при их разработке учитывать размер волокна, его содержание, модули упругости полимерной матрицы и волокна, а также температурно-временные режимы изготовления материала. [c.263]

Для расчета на ЭЦВМ свойств слоистого композиционного материала по свойствам слоев существуют специальные программы, например программа В5В (ВВС США). Правильность расчетных результатов проверяется экспериментально. Программы, используемые в космической технике, учитывают дополнительно остаточные термические напряжения, возникающие в ходе охлаждения после отверждения. Важно точно оценить свойства слоистого композиционного материала. Например, изменение последовательности сборки материала оказывает влияние на свойства материала. Так, сравнивались два композиционных материала, состоящих из равного числа чередующихся слоев стекловолокон, ориентированных под углами О и 90° у одного из них наружный слой имел ориентацию 90°, у второго 0°. Статическая прочность первого составляла в среднем 4500 кгс/см , второго 5000 кгс/см [121. [c.98]

С ростом указанных критериев растут контактные давления, площадь контакта уменьшается, температурные напряжения оказывают существенное влияние на поверхностную прочность материала. Механизм и кинетика изнашивание трущихся сопряжений существенно зависят от характеристик дискретности контактирования волнистых и шероховатых поверхностей тел. Геометрическая форма поверхностей, механические свойства материалов (упругость, твердость, предрасположение материалов к упрочнению) определяют степень влияния нагрузки на фактическую площадь касания. При полной пластичности расчет фактической площади контакта сводится к соотношению [c.158]

При сложном напряженном состоянии определение условий (критериев) прочности с помощью величин предела текучести и предела прочности, полученных при экспериментах для одноосного напряженного состояния, можно получить с помощью гипотез о преимущественном влиянии на прочность материала того или иного фактора, например наибольшего нормального напряжения или наибольшего касательного напряжения. Эти гипотезы носят название теорий прочности. [c.14]

Эксперименты показывают, что при статическом нагружении образцов пластичного материала величины Ка и Кт мало отличаются от единицы, т. е. наличие концентратора напряжений практически не оказывает влияния на прочность. Это явление можно отчасти объяснить некоторым перераспределением напряжений за счет появления около концентратора ограниченных зон упругопластических деформаций. С увеличением нагрузки на образец рост напряжения в такой зоне протекает менее интенсивно, чем в остальной части образца, остающейся в состоянии упругого деформирования. Благодаря этому пик на графике Ох (рис. 20.15а) несколько сглаживается. Еще одна причина слабого влияния концентраторов напряжений состоит в том, [c.354]

При статическом нагружении дефекты увеличивают опасность хрупкого разрушения. Как и в других случаях, наиболее опасны острые трещиноподобные дефекты трещины, непровары, подрезы. Опасность дефектов усиливается при пониженной температуре (особенно ниже -60 °С), при предварительном нагружении материала детали внешними или сварочными напряжениями, при повышенном содержании углерода и при увеличенном поглощении водорода. Когда материал соединения обладает большим запасом вязкости, основное влияние на прочность ока Зывает относительная величина дефекта. В ряде случаев (для сравнительно малонагруженных соединений из пластичных материалов) безопасное ослабление стыкового шва может достигать 30 %. [c.340]

Согласно этой теории, наиболее существенное влияние на прочность и наступление предельного состояния оказывает величина наибольшего главного напряжения. В соответствии с этой гипотезой предельное состояние и разрушение материала не [c.100]

В связи с большим числом факторов, оказывающих влияние на прочность при циклических испытаниях, большое значение имеют испытания натурных деталей или их крупномасштабных моделей (или частей) деталей. Натурные детали и элементы конструкций существенно отличаются от образцов (изготовленных из того же материала или вырезаемых из деталей) по градиенту изменения свойств и структуры металла, по эпюре остаточных напряжений, по состоянию поверхностного слоя и по концентрации напряжений. [c.323]

Преобладающее влияние на прочность соединения при механическом креплении деталей из ПМ, в том числе композиционных, оказывает концентрация напряжений [87 102, с. 67 116,117], вызванная наличием отверстий в изделии (рис. 5.75). Отношение максимального напряжения к среднему номинальному обычно называют коэффициентом концентрации К или фактором концентрации напряжений. Концентрация напряжений вынуждает ограничивать допустимые нагрузки значениями, намного (на 50-60% и более) меньшими рассчитываемых по разрушающему напряжению материала. [c.215]

При соединении труб из термопластов и других деталей из изотропных материалов способ формования резьбы не оказывает существенного влияния на прочность соединения. При этом приходится соблюдать некоторые общие правила, справедливые и для формования других деталей из термопластов избегать острых кромок у витков резьбы, применять скругления и т. п. [54]. В деталях из слоистых пластиков резьбу рекомендуется выполнять так, чтобы волокна армирующего наполнителя располагались перпендикулярно к направлению действующей нагрузки. При нарезке резьбы в таких деталях (трубах и оболочках) слои наполнителя оказываются перерезанными, и прочность резьбового соединения определяется не столько механическими свойствами пластика, сколько прочностью матрицы при сдвиге (равной приблизительно 5-10 МПа) [22, с. 72 107]. Наибольшая прочность резьбовых соединений достигается в тех случаях, когда волокна наполнителя повторяют рисунок профиля резьбы. При этом разрушающее напряжение материала при сдвиге, а следовательно, и несущая способность резьбы повышаются в 3-4 раза [22, с. 72]. Резьбы такого типа создают формованием различными методами. [c.302]

Прочность соединения пленок возрастает с увеличением шага между отверстиями (рис. 5.155). Если проколы сдвигаются так, что области концентрации напряжений от двух соседних отверстий перекрываются, то возникающие вокруг отверстий риски прорастают навстречу друг другу, образуя щель, и шов разрушается без приложения внешней нагрузки. Установлено, что почти не оказывает влияния на прочность пленки диаметр иглы и ее острота, если сохраняется расстояние между отверстиями. При расстоянии между отверстиями 1 мм прочность пленок снижается в среднем на 75% по сравнению с непроколотыми материалами. Однако при малом шаге (но больше критического) повышается плотность взаимного прилегания слоев материала. [c.312]

Еще большее влияние на прочность полосы оказывает ослабление ее отверстием в том случае, когда приходится иметь дело с переменными усилиями. Благодаря усталости материала в перенапряженных местах могут возникнуть при этих условиях трещинки, которые при дальнейшем развитии приведут к разрушению образца при напряжениях, среднее значение которых меньше предела упругости материала [c.105]

Концентрация напряжений по-разному влияет на прочность пластичных и хрупких материалов. Существенное значение при этом имеет и характер нагрузки. Если взять пластичный материал, нагруженный статически, то при увеличении нагрузки рост наибольших местных напряжений при достижении предела текучести приостанавливается вследствие местной текучести материала, а в остальной части поперечного сечения напряжения будут возрастать. Следовательно, пластичность материала способствует выравниванию напряжений. Когда напряжения достигнут предела текучести по всему сечению, их распределение можно считать равномерным. Отсюда можно сделать вывод о том, что при статической нагрузке пластичные материалы мало чувствительны к концентрации напряжений. Влияние концентрации напряжений не учитывается в случае статического нагружения при расчетах на прочность заклепочных и резьбовых соединений, а также других деталей подобного рода, изготовляемых из пластичных материалов. [c.312]

Кроме перечисленных факторов, прочность пластмассы может зависеть также от размеров испытываемого образца. Как правило, с увеличением размеров образца она уменьшается. Это объясняется тем, что разрушение начинается в наиболее слабых местах материала и чем больше образец, тем больше вероятность нахождения в нем наиболее слабого места, вообще присущего данному материалу. От размеров образца зависит также степень однородности напряженного состояния в месте разрушения. Влияние на прочность размеров образца учитывается масштаб- [c.24]

Поэтому для пластичных материалов концентрация напряжений менее опасна, чем для хрупких, а при статическом нагружении элемента конструкции она совсем не влияет на его прочность. Вот почему при расчете на осевое растяжение и сжатие стержней из пластичных материалов при статической нагрузке не учитывают влияние концентрации напр яжений в ослабленных отверстиями сечениях, а лишь определяют величину средних напряжений по площади (см. пример 6). Если же на элемент конструкции с ослабленным сечением действует динамическая или повторно-переменная нагрузка, вызывающая в сечениях напряжения разных знаков, то в этих случаях, несмотря на пластичность материала, концентрация напряжений оказывает существенное влияние на его прочность. [c.56]

Эта теория предполагает, что даже и в общем случае, когда и Рд не равны нулю, нужно учитывать только величину наибольшего растягивающего или наибольшего сжимающего напряжений, величина же двух других главных напряжений как будто никакого влияния на прочность материала не оказывают. Таким образом, получается, что в этой теории нет различия между проверкой прочности при линейном и объемном напряженных состояниях. [c.68]

Таким образом, и в общем случае, когда все три главных напряжения а , и не равны нулю, при проверке по этой теории необходимо учитывать величину лишь наибольшего растягивающего или наибольшего сжимающего напряжений. Величина же двух других главных напряжений не имеет при этом как бы никакого влияния на прочность материала, на достижение им опасного состояния, и о них при проверке прочности можно забыть. Тогда теряется ь известной степени различие между проверкой прочности при линейном напряжённом состоянии и при объёмном. [c.144]

Недостатком теории наибольших касательных напряжений, бросающимся сразу в глаза, является то обстоятельство, что она совершенно не учитывает влияния на работу материала среднего по величине главного напряжения. Выходит, что при постоянных наибольшем 01 и наименьшем 03 главных напряжениях мы можем, не изменяя условий работы материала, как угодно менять величину среднего напряжения 0.2, лишь бы оно было меньше 01 и больше 03. Это обстоятельство представляется сомнительным, и опыты подтверждают, что величина напряжения всё же оказывает влияние на прочность материала. Недооценивается этой теорией и опасность нарушения прочности элементов, испытывающих примерно равные растягивающие напряжения в трёх главных направлениях. [c.147]

Можно рассматривать полученные формулы шире, чем интерпретацию теории наибольших касательных напряжений можно считать, что эти формулы выражают условие, что нарушение прочности зависит лишь от наибольшего и наименьшего главных напряжений. Мы знаем теперь, что это предположение не вполне верно, что среднее по величине главное напряжение Оз также влияет на прочность материала. Однако известно также, что это влияние незначительно и погрешность от отбрасывания Oj не превысит ц крайних случаях 15 /о, а в большинстве случаев она будет значительно меньше. [c.784]

Влияние концентрации напряжений. Концентрация напряжений оказывает существенное влияние на прочность стеклопластиков, так как они не обладают пластическими свойствами. В то же время из-за гетерогенности структуры материала области с концентратором могут исключаться из работы вследствие отслоения, что наблюдалось в материале АГ-4-С. В табл. 127 представлен эффективный коэффициент концентрации при растяжении пластины с отверстием. Испытывались образцы размером 250Х ЮХ 6 мм, вырезанные из плит, при скорости деформирования 1 %/мин. [c.124]

Другой путь решения задачи заключается в установлении критерия прочности (критерия предельного напряженно-деформирован-ного состояния). Для этого вводят гипотезу о преимуш,ественном влиянии на прочность материала того или иного фактора полагают, что нарушение прочности материала при любом напряженном состоя- [c.182]

Эффект увеличения прочности кристалла каменной соли, а также экспериментально наблюдаемые многочисленные случаи преждевременного разрушения конструкций и сооружений при напряжениях, меньших условного предела текучести Оо,2, явились 1 унмым показателем недостаточности развитых представлений о прочности как о постоянной материала. Поэтому при исследовании прочности, начиная с работ А. А. Гриффитса, Дж. И. Тейлора, Е. О. Орована, Дж. Р. Ирвипа и др., появилось повое иап-равление, в основе которого лежит детальное изучение самого процесса разрушения. Так как разрушение происходит в результате развития содержащихся в теле реальных дефектов, при оценке прочности нужен учет имеющихся в теле трещин и опре-делепие их влияния на прочность. [c.9]

Другой путь решения задачи заключается в установлении критерия прочности (критерия предельного напряженно-деформированного состояния). Для этого вводят гипотезу о преимущественном влиянии на прочность материала того или иного фактора полагают, что нарушение прочности материала при любом напряженном состоянии наступит только тогда, когда величина данного фактора достигнет некоторого предельного значения. Предельное значение фактора, определяющего прочность, находят на основании простых, легко осуществимых опытов на растяжение. Иногда пользуются также результатами опытов на кручение. Таким образом, введение критерия прочности позволяет сопоставить данное сложное напря- [c.200]

Расчет на прочность брусьев, материал которых пластичен, следует вести по номинальным напряжениям, не учитывая влияния на прочноеть концентрации напряжений. Для [c.53]

Теория макснмалыпях иоршльных яяпряжений. По этой теории преобладающим является влияние на прочность максимальных нормальных напряжений. Разрушение происходит при достижении максимальным нормальным напряжением предельной для данного материала величины. [c.214]

Более точные методы анализа, такие как новый трехмерный вариант метода конечных элементов, необходимы для анализа сдвиговых эффектов внутри и на границе взаимодействия слоев композиционного материала. Эти методы также полезны при определении истинного напряженно-деформированного состояния образцов, используемых при прочностных испытаниях композиционных материалов, особенно в окрестности опор и захватов, как показано в работе Риззо и Викарио [14]. Пагано и Пайпес [11] установили, что порядок чередования слоев оказывает определенное влияние на прочность композиционного материала. Необходимо продолжить исследования, направленные на более полное описание этого явления. [c.105]

Считают, что по мере нагружения одна часть кристалла целиком сдвигается относительно другой в направлении линии скольжения. Расстояние между полосами скольжения лежит в пределах 10" — 10" см. Направление скольжения практически всегда совпадает с направлением вектора решетки в плотно упакованной плоскости. Оно начинается в каком-то одном месте тогда, когда касательные напряжения в плоскости скольжения достигают определенной величины, и постепенно распространяется на остальную часть плоскости. При этом нормальная к плоскости скольжения составляющая напряжения оказывает незначительное влияние на начало скольжения. Величина критического касательного напряжения зависит от чистоты металла, температуры и скорости деформирования. По мере нагружения кристаллиты разбиваются на фрагменты размером около 10 см, а те в свою очередь образуют блоки на два порядка меньше. В процессе разбиения возникают напряжения второго рода, связанные с искажением в решетке. Они соответствуют прочности материала в микрообъеме и пропорциональны пределу текучести. Около микродефектов вследствие локальных упругих напряжений кристал.таческой решеткч возникают значительные по величине ультрамикронапряжения (искажения третьего рода). Внутренние остаточные напряжения сосредоточивают часть остаточной энергии пластического деформиро- [c.126]

Недостатком теории наибольших касательных напряжений, бросающимся сразу в глаза, является то обстоятельство, что она совершенно не учитывает влияния на работу материала среднего по величине главного напряжения. Выходит, что при постоянных наибольшем ffi и наименьшем сгз главных напряжениях мы можем, не изменяя условий работы материала, как угодно менять величину среднего напряжения лишь бы оно было меньше Oi и больше Стз. Это обстоятельство представляется сомнительным, и опыты подтверждают, что величина напряжения все же оказывает влияние на прочность материала. Недооценивается этой теорией и опасность наруитения прочности элементов, испытывающих примерно равные растягивающие напряжения в трех главных направлениях. К этому нужно добавить, что в соответствии с этой теорией напряженные состояния в элементарных объемах, выделенных у наклонных плош,адок (см. рис. 54, а и б), должны быть равноопасны, если касательные напряжения на этих площадках равны друг другу. С увеличением текучесть и разрушение материала в этих элементах объема должны начинаться одновременно. Опыты показывают, что для материалов, у которых сопротивление сжатию выше сопротивления растяжению, напряженное состояние в случае а, когда на площадке, где возникает касательное напряжение, имеется растягивающее нормальное напряжение, будет более опасным, чем в случае б, когда на площадке с т нормальное напряжение оказывается сжимающим. Элемент. материала при росте напряжения То начнет течь или разрушаться в случае а раньше, чем в случае б. Таким образом, на прочность материала влияет не только касательное наиряженне, но и действующее по той же площадке нормальное напряжение. Это обстоятельство учитывается рассматриваемой ниже теорией Мора (1900 г.). [c.137]

Едва ли не важнейшими по влиянию на прочность из перечисленных факторов являются остаточные макронапряжения. Расчет остаточных напряжений производят по теореме о разгрузке, согласно которой остаточные напряжения после пластического деформирования равны разности напряжений при пластическом деформировании и так называемых разгр-узочных напряжений, от которых материал освобождается при разгрузке. Если при разгрузке происходят чисто упругие деформации, то можно определять разгрузочные напряжения методами теории упругости. В работе [26] сформулирован и доказан вариационный принцип относительно остаточных напряжений, однако, насколько нам известно, он не нашел практического применения. [c.158]

На диаграмме показано, что пропорционально увеличению размера дефекта уменьшается уровень разрушающего напряжения. Размеры дефекта для разрушения при разных уровнях напряжения приведены на рис. 25. Данные, представленные в табл. 1 и рис. 4, могли быть использованы для получения точного спектра, но тогда диаграмма применима только для материала с показателем вязкости разрушения Ксг = 994кгс-ммЗ/2 см. рис. 4) и для трубы диаметром 762 мм и толщиной стенки 9,5 мм. Каждый сосуд под давлением или труба имеют определенный диапазон размеров дефекта в зависимости от разрушающего напряжения. На рис. 6 показано влияние на прочность геометрии трубы с постоянным показателем вязкости разрушения. На рис. 26 приведены два диапазона размеров дефекта, определенные на основании данных рис. 6. Каждый из них можно использовать отдельно, чтобы, зная температуры перехода при инициировании и распространении разрушения, построить нужную диаграмму анализа разрушения. [c.195]

Пластинки характеризуются тремя основными размерами длиной I, шириной Ь, толщиной 5. Длина I определяет длину режущей кромки и зависит от припуска на обработку и угла в плане ф. Рассчитанная с учетом припуска и угла в плане эффективная длина режущей кромки должна бать меньше длины режущей кромки стандартной пластины в 1,5—2 раза. Ширина Ь определяет число переточек резца по задней грани и площадь опоры пластинки. С точки зрения срока службы резца следует выбирать пластинки с возможно большим значением ширины, однако это может привести к увеличению габаритных размеров корпуса, повышению остаточных напряжений при пайке или клейке. Толщина 5 оказывает сильное влияние на прочность пластинки, а также на число переточек по передней грани. При наиболее распространенном расположении вдоль передней грани или под небольшим углом к ней прочность пластинки в наибольшей степени определяется толщиной и в меньшей степени шириной и длиной. Это связано с влиянием толщины на момент сопротивления пластинки при изгибе, который пропорционален толщине, возведенной в куб. Поэтому увеличение толщины способствует снижению растягивающих напряжений при изгибе, а значит и увеличению изгибной прочности. Однако увеличение изгибной прочности происходит до какого-то предельного значения толщины, за пределами которого прочность пластинки будет определяться не изгибными, а сжимающими нормальными напряжениями и касательными напряжениями сдвига. Увеличение в этом случае толщины не будет сопровождаться заметным повышением прочности, а расход инструментального материала будет возрастать. Увеличение числа переточек пластинки по передней грани при увеличении толщины тоже наблюдается до некоторого предела, определяемого равенством числа переточек по передней и по задней граням. Увеличение толщины сверх этого предела будет способствовать лишь увеличению отходов твердого сплава. Толщина пластинок выбирается в зависимости от высоты корпуса Н резца и равна (0,18 0,25) Я. [c.120]

Клеевые соединения наиболее эффективно работают на сдвиг, т при сдвиге составляет от 0,6 до 2,2 кГ/мм . При отрыве возможны равномерный, неравномерный отрыв и отдирание (отслаивание) у кромки шва. Прочность клеевого соединения на отрыв зависит от соотношения прочности адгезии, когезии и предела прочности при растяжении склеиваемого материала. Прочность склейки при сдвиге можно повысить правильным выбором конструкции клеевого шва (например, при соединении внахлестку скос кромок, дающий более равномерное распределение напряжений, повышает прочность на 20—30%). Большое влияние на прочность оказывает длина нахлестки, которая связана с толщиной склеиваемого материала чем толще материал, выше его модуль упругости и пре- [c.461]

Влияние остаточных напряжений и скорости нагружени на прочность твердых тел ). Как известно, остаточные напряжения )-существуют в телах независимо от внешних воздействий (силовых и температурных) и возникают вследствие неоднородности линейных или объемных деформаций в смежных объемах материала. В соответствии-с размерами последних различают макро-, микро- и ультрамикроскопиче-ские напряжения (напряжения первого, второго и третьего рода). Первые научные исследования по остаточным напряжениям принадлежат X. Родману (1857 г.), И. А. Умнову (1871 г.) и Н. В. Калакутскому (1887 г.), которые впервые предложили метод измерения внутренних напряжений. Однако эти работы долгое время оставались незамеченными, и только с двадцатых годов нашего века было обращено серьезное внимание на изучение вопросов, связанных с внутренними напряжениями. [c.460]

При действии ВЫСОКИХ местных напряжений, вызванных тем или тшг фактором концентрации и обычно значительно превышающих предел текучести материала, в отдельных кристаллических зёрнах начшиются сдвиги, аналогичные тем, которые имеют место и при статическом растяжении. Разница заключается лишь в том, что при растяжении образца пластические деформации и явления сдвига в кристаллических зёрнах вызываются общими напряжениями, охватывают поэтому весь объём образца и растут в одном направлении при переменных нагрузках эти деформации происходят в пределах очень малого объёма, подвергающегося местным напряжениям, и происходят то в одном, то в противоположном направлениях. Поэтому они не оказывают заметного влияния на прочность образца в целом, но та часть материала, которая подвергается высоким местным напряжениям, постепенно проходит все стадии пластической деформации, которые испытывает материал всего образца, подвергающегося простому растяжению. [c.751]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...