Трубки тонкостенные - Деформации

При оценке результатов опытов по исследованию предельного сопротивления пластичных материалов необходимо иметь в виду, что предел несущей способности образцов в виде растянутых стержней и тонкостенных трубок, подвергающихся в различных сочетаниях действию осевой растягивающей силы, крутящего момента, внутреннего, а иногда и внешнего давления, исчерпывается во многих случаях не в связи с собственно разрушением, т. е. трещинообразованием, а в связи с возникновением неустойчивости равномерного деформирования. Потеря устойчивости приводит к локализации пластических деформаций в виде шейки, наблюдаемой в обычных опытах на растяжение образцов пластичных материалов, или в виде местного вздутия в стенке трубки. Местные пластические деформации развиваются некоторое время без разрушений при снижающихся нагрузках, как это видно, например, из диаграммы растяжения образца в разрывной машине с ограниченной скоростью смещения захватов, а уже затем в зоне наиболее интенсивных деформаций возникает трещина. [c.12]

Другим примером, иллюстрирующим состояние чистого сдвига, может служить скручивание тонкостенной трубки (рис. 129, а). Под действием внешних моментов М концевые сечения трубы совершают относительный поворот, вследствие чего стенки трубы испытывают деформацию сдвига, а ее образующие наклоняются. Разрезав мысленно трубу по одной из образующих и развернув ее, увидим, что труба представляет собой пластинку, подверженную чистому сдвигу (рис. 129, б). [c.185]

Проводя испытания на растяжение, мы фиксируем свое внимание на зависимости между напряжениями и деформациями и замечаем, что по достижении предела текучести в образце возникают ощутимые остаточные деформации. Таким образом, условием перехода из упругого состояния в пластическое является равенство а = еТт.р- При сжатии получим а = сгт.с- Аналогичным образом можно поступить и в случае чистого сдвига. Испытывая на кручение тонкостенную трубку, нетрудно выявить напряжения в характерных точках [c.346]

Производя испытания на растяжение, мы фиксируем свое внимание на зависимости между напряжениями и деформа- циями и замечаем, что по достижении предела текучести в образце возникают ощутимые остаточные деформации. Таким образом, условием перехода из упругого состояния в пластическое является равенство а=а . При сжатии получим Аналогичным образом можно поступить и в случае чистого сдвига. Испытывая на кручение тонкостенную трубку, нетрудно выявить величины напряжений в характерных точках диаграммы сдвига и, назначив допускаемую величину пластических деформаций, установить условие перехода в пластическое состояние. [c.294]

Тонкостенные трубки, тюбики и другие изделия прессуют с толщиной стенок от 0,1 до 1,5 мм при диаметре от 8 до 80 мм и высоту до 280 мм. Коэфициент деформации [c.499]

Осн. эксперименты по определению пластич. свойств металлов проводятся при испытании на растяжение — сжатие плоского или цилиндрич. образца при однородном деформировании тонкостенной цилиндрич. трубки, находящейся под действием растягивающей силы, крутящего момента и внутр. давления. На диаграмме напряжение — деформация (рис. 1) при одноосном растяжении образца мягкой малоуглеродистой стали до точки А деформации являются упругими (линейный участок). [c.628]

Однако элементами теплообменных аппаратов, широко используемыми в различных областях техники (включая атомную энергетику), обычно являются тонкостенные трубки. Если трубка достаточно тонка, напряжениями Ор пренебрегают и напряженное состояние оказывается плоским (сГф, сг,). Смещения точек трубки в направлении радиуса можно считать практически постоянными по толщине (не требуя, чтобы нулю равнялись радиальные деформации), откуда следует постоянство деформации по толщине. Как и в задаче о толстостенной трубе, но уже для произвольного значения коэффициента Пуассона [г (т. е. без допущения о несжимаемости) нужные для решения деформации определяются двумя константами (на этот раз ими служат сами деформации 8ф, 8 ) Для их определения используют два уравнения равновесия упомянутое выше для нормальной силы и условие равновесия части трубки, отсеченной диаметральной плоскостью, согласно которому среднее по толщине окружное напряжение равно (р — Рь) RnJ > где и б — средний радиус и толщина трубки, — внутреннее и наружное давле- [c.241]

Применимость модели идеально-упругого тела к реальным телам, как и любой другой реологической модели, должна быть подтверждена экспериментально. Однако осуществима проверка только следствий, получаемых теоретически из исходного закона. Чем больше накоплено таких следствий, тем больше возможностей создается для экспериментального исследования. Трудная задача установления закона состояния материала должна быть передана экспериментаторам как можно позже (Синьорини). Необходимо еще добавить, что непосредственному измерению доступно только поле деформаций, тогда как о напряжениях можно судить только по их интегральным эффектам— параметрам нагружения (растягивающая сила, крутящий момент, давление на поверхности образца и т. п.). Поэтому опыты чаще всего проводятся на образцах достаточно простой геометрической формы (призматический стержень, тонкостенная цилиндрическая трубка) в условиях статической определенности компонент напряженного состояния. Экспериментальные знания сосредоточены лишь на многообразиях одного, двух, редко и отрывочно — трех измерений шестимерного пространства компонент тензора деформации. Эти недостаточные сведения могут служить подтверждением не одного-единственного, а отличных друг от друга представлений закона состояния. Довольствуются принятой формой закона состояния, если констатируется его достаточно удовлетворительное подтверждение опытными данными в использованном диапазоне измеряемых величин. [c.629]

В этих опытах к тонкостенной трубке прикладываются растягивающая сила Р и крутящий момент Ж (давление р — 0) и потому оси Ох, Оу не являются главными осями напряжений и главные оси не остаются неизменными при сложном нагружении. Р—Ж-опыты производятся на специальных машинах (см. главу VII), причем задаваемыми по назначению экспериментатора являются относительное удлинение трубки Д/ и угол закручивания ср на расчетном участке /, а сила Р и момент Ж, возникающие в образце, измеряются динамометрами. Преимущество Р—Ж-опытов с задаваемыми деформациями состоит в том, что деформации Д/ и ср можно независимо изменять в очень широких пределах. Этой возможности нет в Р — / -опытах и не будет в Р—Ж-опытах, если нагружение ведется по силам, особенно если материал трубки обладает слабым упрочнением. Действительно, из условия пластичности и малости упрочнения следует, что модуль вектора S лишь немного может превышать постоянное значение у 5 [c.160]

Зависимость а - = Ф(б ) легко может быть найдена, если известна связь между октаэдрическим напряжением и октаэдрической деформацией t = G(yJ из опытов на кручение тонкостенной трубки. Действительно, из формул (1.18) и (1.32) 5 и 6 главы I имеем тождества [c.168]

В случае как круглой кольцевой оболочки, так и круглой цилиндрической трубки, находящейся под внутренним давлением, возникают лишь растягивающие напряжения. В случае же наружного давления изменились бы лишь знаки напряжений, и вместо растягивающих всюду получились бы сжимающие напряжения, которые могут вызвать значительные деформации тонкостенных сосудов. Так как формулы, выведенные в этом параграфе, применяются не только к тонким оболочкам, но также и к оболочкам с сравнительно толстыми стенками, в которых могут действовать также касательные напряжения и нормальные напряжения от изгиба, то в последнем случае опасаться возникновения одних сжимающих напряжений не следует. [c.20]

На диаграмме фиг. 69, видно, что давление в латунной трубке, значительно превышающее ее упругое прочное сопротивление, вызывает только незначительную пластическую деформацию раздутия, и это относится не только к толстостенным трубкам, но и к латунным трубкам, относительно тонкостенным. Следует, конечно, [c.347]

Свойства функционала пластичности В и его представление для каждого материала при заданной постоянной температуре Т могут быть установлены в опытах на кручение тонкостенного трубчатого образца моментом М р. Единственные отличные от нуля компоненты тензора напряжений и деформаций в трубке при выборе цилиндрических координат 1 — по образующей, 2 — по окружной координате [c.235]

Наиболее важными экспериментами по определению пластических свойств металлов являются растяжение-сжатие плоского или цилиндрического образца и деформирование тонкостенной цилиндрической трубки, находящейся под действием растягивающей силы, крутящего момента и внутреннего давления (эксперименты, позволяющие ввести независимый отсчет усилий и деформаций). [c.8]

Сильфон — это тонкостенная цилиндрическая трубка с поперечными волнами (гофрами). Под действием давления жидкой или газообразной среды, подведенной снаружи или изнутри, сильфон деформируется. Наличие поперечных волн обеспечивает его преимущественную деформацию вдоль оси цилиндра. Если один конец силь-фона закрепить, то при нагружении давлением р (рис. 14.21) свободный конец сильфона получает перемещение Я. [c.178]

Конструкция сварных узлов должна удовлетворять следующим требованиям а) масса деталей из ферромагнитного материала, вводимая в контур сварочной цепи машины, должна быть минимальной при введении таких деталей в контур на величину х изменяется его сопротивление и ток (от / до 1х, см. фиг. 13), что ведет к нестабильности качества (конструкция по фиг. 17, а менее желательна, чем конструкция по фиг. 17, б) б) приложение необходимого усилия к электродам не должно вызывать значительной деформации свариваемого узла и электродов например, сварка тонких листов с толстостенной трубкой по фиг. 17, в возможна, а с тонкостенной по фиг. 17, г, при диаметре, не допускающем введение электрода внутрь трубки, — невозможна на фиг. 17, д показав способ сварки тонкого листа с тонкостенной трубкой (1 — медная разъемная оправка) при сварке внутри замкнутых узлов (фиг. 17, е) с прямоугольным или круглым отверстием для обеспечения жесткости и прочности электродов из сплавов твердостью не ниже 120 кГ/мм размеры отверстий (в мль) должны отвечать следующим зависимостям и ЬК > 0,81Р, где Р — [c.296]

В анероиде атмосферное давление действует на одну или несколько гофрированных металлических анероидных коробок, из которых откачан воздух, или на тонкостенную трубку из металла, изогнутую. Деформация анероидных коробок или трубки усиливается и передается на стрелку, показывающую атмосферное давление на шкале, или преобразуется в электрический сигнал. [c.144]

Рис. 8.2. К сопоставлению теории течения с теорией малых упруго-пластических деформаций на примере совместного растяжения и кручения тонкостенной трубки

Рассмотрим эти результаты более подробно. Вначале создаем линейное нагружение тонкостенной трубки до наступления текучести (линия ОЛ), которое происходит в пределах упругости. Поэтому независимо от принятой теории пластичности по формулам (8.27) для точки Л (х = = 0,707) получаем д = з = 0,707. Затем трубку растягиваем до = 2 (точка В). Для точки В величины деформаций I = 2,Ш0 X = 0,707. По теории течения напряжения в точке В вычисляем по формулам (8.16), (8.15), (8.13) и (8.6). При этом = = 0,707 I = 2,000 0,707. По теории малых упруго-пласти- [c.151]

Установившаяся ползучесть существует в случае статически определимых задач при постоянных во времени внешних силах. Это объясняется тем, что в таких задача напряжения определяются только уравнениями статики, а поскольку внешние силы постоянны, напряжения также во времени не изменяются. Например, в образце, растянутом постоянной во времени силой при малых деформациях, когда можно пренебречь изменением площади поперечного сечения, напряжения во времени не изменяются. В тонкостенной трубке, нагруженной внутренним давлением, растягивающей силой и крутящим моментом, при постоянных нагрузках и малых деформациях напряжения также во времени не изменяются. [c.298]

Растяжение и кручение совместное тонкостенной трубки — Зависимости напряжений от деформаций 148, 160 Рассеяние дополнительное 348 Релаксация 241, 242 — Время 372 — Кривые 244, 289 [c.393]

Сильфоны представляют собой тонкостенные трубки с гофрированной боковой поверхностью (рис. 171). Несмотря на относительную сложность изготовления, они получили широкое применение благодаря линейности характеристики при значительных деформациях и большой эффективной площади. [c.219]

При исследовании кручения значения нормальных напряжений Ov = Ог могут оказаться весьма существенными. Кручение называется свободным, если роль нормальных напряжений в общей деформации бруса мала в сравнении с ролью касательных напряжений. В противном случае кручение называется стесненным. Стесненность кручения связана со стеснением депланацин поперечных сечений. Например, полый круглый стержень (тонкостенный стержень замкнутого профиля) испытывает свободное кручение без депланации поперечных сечений, как показано на рис. 13.3, а. Этот же стержень, будучи разрезанным вдоль одной из образующих открытый профиль), под действием тех же моментов закручивается с расхождением краев разреза в направлении оси, что приводит к депланации поперечных сечений. В этом случае значения малы и кручение остается свободным, при котором продольные (параллельные оси стержня) волокна не изменяют своей длины (рис. 13.3, б). Однако, если у того же разрезанного вдоль образующей стержня-трубки закреплен один на концов, а к другому приложен крутящий момент, характер напряженно-деформированного [c.292]

Для проведения экспериментов по изучению схватывания при совместном пластическом деформировании в вакууме очень удобен метод перекрытия я отсечения трубчатых капсул, из которых воздух удален. Были использованы две 1разновидности схемы капсулирования. В первой (рис. 6а) образцы испытываемого металла помещаются в сравнительно тонкостенную трубку, присоединяемую затем к вакуумной системе. Во второй схеме (рис. 6, б) сами стенки толстостенной соединенной с вакуумной системой трубки явля ются образцами для исследования схватывания. Подготовленные участки эвакуИ рованных трубок прокаливаются в печи для очищения образцов от остатков органических пленок, для обезгаживания поверхностей и удаления с них окисных пленок (в результате диссоциации окислов или же диффузии кислорода в глубь металла). Затем, если температура трубки в месте намечающегося перекрытия капсулы была невысока, его дополнительно подогревают пламенем газовой горелки и закрывают трубку в двух местах деформированием специальными клещами, обеспечивающими сближение параллельно расположенных пуансонов. Перекрытие капсулы производится легко по той причине, что совместно деформируются находящиеся в высоком вакууме образцы с совершенно чистыми поверхностями при температурах, превышающих температуру рекристаллизации. При таких условиях для проявления схватывания необходимы деформации небольшой величины. Благодаря этому можно применять в качестве материалов для капсул относительно тугоплавкие металлы, такие, например, как никель и железо. Перекрытием трубки в двух местах обеспечивается возможность отрезки закрытой капсулы по участку, находящемуся между двумя соединениями, без опасности нарушения герметичности капсулы и вакуумной системы. [c.77]

Сильфон представляет собой тонкостенную трубку с кольцевыми тофрами (фиг. 6). Под действием давления, осевой силы или момента сильфон может получить значительные линейные или угловые перемещения. В пределах упругих деформаций характеристика сильфона мало отличается от линейной. [c.204]

Тонкостенная трубка прогреется быстрее, чем толстая стена барабана, и жесткое отверстие в стене барабана не допустит расширения нагретой трубки вследствие этого у завальцованных трубок увеличится деформация. После выравнивания температуры трубки и стенки барабана в этом месте может образоваться неплотность Л. 120]. [c.270]

На рис. 61 приведены результаты испытаний латуни ЛС59-1, проведенных совместно с Л. К. Спиридоновым по трем различным методикам. В области Т1>0 диаграмма пластичности построена по результатам испытания тонкостенных трубчатых образцов, нагружаемых осевой силой и внутренним давлением. В области 1>ц>0 испытывали сплошные цилиндрические образцы по изложенной выше методике, а также по методике, предложенной В. И. Максаком. Согласно последней два цилиндрических образца разных диаметров нагружают осевой силой Р и крутящим моментом Ы таким образом, чтобы отношение Р(М у образцов было одинаковым. По результатам испытания строят графики зависимости крутящего момента и осевого усилия от сдвига на поверхности или удлинения. Затем, вычитая из крутящего момента и осевого усилия, приложенных к образцу большего диаметра, соответствующие нагрузки, действовавшие на меньший образец в момент, когда деформации на поверхности стержней одинаковы, определяют нагрузки М, Р на условную трубку, дополняющую образец меньшего диаметра до большего образца. Если различие в диаметрах образцов незначительно, то напряжения в этой трубке можно определить по М и Р так же, как и при испытании трубчатых образцов [c.140]

Для сравнения с опытом Тэйлора и Квинни с отожженной медью при сжатии, результаты которого показаны на рис. 4.103, а, я включил опыт на растяжение, проведенный в моей лаборатории с таким же, но на этот раз полностью отожженным материалом, при нагружении мертвой нагрузкой тонкостенной полой трубки. Скорость нагружения была постоянной проведение опыта заняло около часа. Результаты, показанные на рис. 4.103, б, как и для опыта Тэйлора и Квини на рис. 4.103, а, нанесены как на плоскости а — е, так и на плоскости —е для демонстрации деталей, наблюдаемых на графиках последнего рисунка, который показывает не только серию прямых линий, согласующихся с формулой (4.25), но также и переходы второго порядка, имеющиеся при шести из восьми деформаций перехода второго порядка, определяемых по формуле (4.26). Последний переход при ЛГ=0, показанный как на рис. 4.103, а, так и на рис. 4.103, б, который, согласно формуле (4.26), должен бы быть при 8jv=0,577, произошел при деформации, соответствующей точке предельного напряжения как при сжатии, так и при растяжении, если данные нанесены, согласно обобщению уравнения [c.173]

По сравнению со многими сотнями опытов с твердыми телами по одноосной деформации, описанными на протяжении последнего столетия, было проведено очень мало опытов при кручении и в особенности при кручении пэлых труб. Опыты же с трубками из отожженного материала составляют еще меньшую часть от этого числа. Если имеется какая-либо надежда полагать, что пластическая деформация поликристаллов может быть описана в терминах общих свойств материала, то упорядоченность, наблюдаемая в результатах одноосных испытаний таких твердых тел, можно было бы распространить на данные, полученные в опытах на кручение тонкостенных полых трубок. Я впервые обнаружил, что такое распространение результатов, найденных при испытаниях, допустимо (Bell [1968, 1], стр. 181—183), получив благоприятную возможность проверить эксперименты на кручение полностью отожженных трубок, проделанные О. В. Диллоном (Dillon [1963, 1]), который в 1962 г., проводя эти опыты, был сотрудником университета Джона Гопкинса. [c.175]

По механизму герметизации трубчатые кольца относят к активным уплотнениям. Начальное контактное давление Рко создается упругой деформацией кольца при монтаже на величину Ad=sd (d — диаметр трубки), его рассчитывают методами теории тонкостенных оболочек по толщине стенки 5, и модулю материала. При действии давления средь р контактное давление рк увеличивается в соответствии с уравнением (3.10), в котором S определяется размерами кольца и свойствами материала. Минимально необходимое контактное давление зависит от твердости покрытия кольца [см. уравнение (3.3)]. Минимальные контактные усилия, необходимые для обеспечения герметичности для колец (< = 2,38 6 = 0,18...0,46 мм) составляют для коррозионно-стойкой стали Рло = 36...198 Н/см для инкопеля Р о = 27...180 Н/см для алюминия Рао = 36... 63 Н/см [78]. В судостроении применяют кольца с наружным диаметром трубки d = 0,79 1,59 2,38 3,18 3,97 4,76 6,35 7,94 7,98 12,7 мм [78]. [c.141]

Однако испытания трубок не всегда удабны. Если материал не обладает достаточной жесткостью, то при нагружении тонкостенной трубки деформация кручения может сопровождаться появлением наклонных к оси образца волн (потерей устойчивости), что, естественно, искажает картину сдвига. Этого можно избежать, если увеличить толщину трубки, но тогда напряженное состояние оказывается заметно неоднородным и становится не известным, какому значению т следует поставить в соответствие замеренные деформации сдвига. В таких случаях более удобно испытание на одноосное растяжение сплошного образца. [c.84]

Таким требованиям отвечает тонкостенный образец в ввде круглой трубки, нагружаемой крутящим моментом. Если отношение внутреннего и наружного диаметров близко к 1, то соблюдается требование однородности нацряженного состояния. В отличие от испьгганий на растяжение или сжатие температурная деформация не влияет на угол закручивания образца, поэтому программа задаваемой деформации может осуществляться цугем измерения угла закручивания. Достаточно просто можно перейти от касательного напряжения т к о,, а по углу закручивания образца — определить е,, что отвечает одному из перечисленных выше требований. [c.462]

Упруго-пластическое кручение стержня круглого сечения. Для тонкостенной трубки достижение касательным напряжением величины предела текучести для касательных напряжений означает переход всего материала в пластическое состояние и появление больших деформаций. Таким образом, расчет по допускаемым напряжениям такой трубки является одновременно расчетом по допускаемым нагрузкам. Для сплошного круглого стержня или толстостенной трубы появление пластичности в точках, близких к наружному контуру, еще не связано с заметными пластическими деформациями, так как большая часть материала еще улруга. За момент разрушения следует считать момент перехода всего материала в состояние пластичности. [c.188]

Упругие элементы изготовляются в виде плоской мембраны, тонкостенного стакана или трубки-кольца. Тензодатчики располагаются в месте наибольших деформаций упругого элемента. На рис. 2.1.10 показана схема такого упругого элемента в виде тонкостенного стакана, на боковых стенках которого расположены датчики. Используемые в современных конструкциях датчики, изготовляемые из тонкой металлической проволоки, фольги или пленки, называются тензисторами. [c.56]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...