Прочность материала в конструкции

Характеристикой степени использования материала в конструкциях может служить отношение действительной несущей способности конструкции (конструкционной прочности) к несущей способности при полном использовании прочности материала для данного вида нагружения. Это отношение назовем коэффициентом использования прочности 0 . Очевидно, что 9п может изменяться от нуля до единицы, 0п = 1 соответствует полному использованию прочности материала в конструкции. У реальных конструкций и деталей величина 0п обычно меньше 0,5, что указывает на неполное использование прочности материалов в конструкциях. [c.339]

Для того чтобы приблизить результаты испытаний к реальным условиям эксплуатации материала в конструкции и получить цифры, характеризующие конструктивную прочность, довольно широко стали применять испытание на растяжение с концентраторами (надрезами) —рис. 49. Прочность в этом случае (ст ) определяли как разрушающее напряжение, деленное на сечение нетто (живое сечение в месте надреза). [c.78]

Расчеты на прочность отдельных стержней, балок и конструкций, рассмотренные в предыдущих разделах курса, основаны на оценке прочности материала в опасной точке. При таких расчетах наибольшие нормальные, касательные или эквивалентные напряжения (в зависимости от вида напряженного состояния и принятой теории прочности) в опасном сечении и в опасной точке сравниваются с допускаемым напряжением. Если наибольшие расчетные напряжения не превышают допускаемых, то считается, что надлежащий запас прочности конструкции этим обеспечивается. Такой способ расчета на прочность называют расчетом по допускаемым напряжениям. [c.487]

Следует иметь в виду, что исследовать прочностные и деформационные свойства любого материала — это значит изучать его потенциальные возможности, чтобы выявить специфические свойства и условия, при которых использование данного материала в конструкции было бы оптимальным. В других случаях нужно выявить те дополнительные модификации технологического и конструкционного характера, которые существенным образом скажутся на улучшении важнейших физико-механических свойств материала, а следовательно, и на повышении их- прочности и долговечности при эксплуатации в тех или иных условиях. [c.744]

Поскольку при циклическом упругопластическом деформировании отсутствует выраженная кинетика деформированного состояния сильфонных компенсаторов, оценку прочности таких конструкций можно производить с учетом данных о прочности материала в условиях жесткого нагружения. [c.181]

Моделируя работу материала в конструкции, можно полагать, что, если пренебречь масштабным фактором, кривые предельных состояний должны быть подобными для модельного и реального материалов. В случае отсутствия такого подобия закономерности разрушения в конструкции и модели могут быть различными. При этом предполагается, что ответственными за разрушение будут соотношения главных напряжений, рекомендуемые известными теориями прочности. Так, например, в случае моделирования условий разрушения конструктивного элемента, изготовленного из материала, прочность которого хорошо описывает первая теория прочности, следует применять материалы, прочность которых хорошо описывается той же теорией, т. е. должно выполняться условие [c.30]

Металлическую СОТС следует выбирать таким образом, чтобы она максимально снижала прочность материала в зоне резания, а режущий инструмент не испытывал заметного влияния среды. Поэтому не рекомендуется применять напайные режущие инструменты. Кроме этого конструкция инструмента должна позволять отводить из зоны резания образующуюся мелкодисперсную стружку. Состав и [c.894]

Теоретически обосновать эту зависимость затруднительно. Это связано с тем, что величина Ки характеризует локальную прочность материала в зоне трещины, тогда как ударная вязкость характеризует прочность образца материала в целом как конструкции, Кроме того, ударная вязкость относится к вязкости [c.61]

Композитный материал в конструкции — многослойный материал с различной ориентацией слоев. Характеристики упругости и прочности монослоя зависят от угла ориентации и температуры. Поэтому значение нагрузки, воспринимаемой конструкцией, будет определяться не только схемами армирования, но и температурным полем. Изучим совместное влияние схем армирования и неравномерного нагрева по толщине стенки на устойчивость цилиндрических оболочек при осевом сжатии, внешнем давлении и совместном их действии. [c.224]

Композиционный материал в конструкциях представляет собой сочетание армирующих элементов (тонких волокон, нитей или тканей) и связующего. Армирующие элементы определяют высокую прочность и жесткость, а связующее — монолитность. Особенностью изготовления является одновременное формование целого агрегата на специальной оправке, отражающей внутреннюю конфигурацию отсека с учетом всех конструктивных элементов (шпангоутов, окантовок, местных утолщений и пр.). После затвердевания связующего с оправки снимается цельный корпус, и в этом неметаллические конструкции имеют существенные технологические преимущества по сравнению с металлическими. [c.147]

На ранних стадиях проектирования, когда рассматривается большое разнообразие вариантов конструкций и материалов, для выполнения расчетов конструктору необходимо знать механические свойства материала. Его интересуют эквивалентные упругие свойства и предел прочности, реализуемые в конструкции на основных направлениях. Для этого необходимо иметь методы прогнозирующих оценок механических свойств, которые зависят от относительного объемного содержания связующего и волокон, ориентации последних, а также от степени их взаимодействия, от выбранной схемы армирования и технологии изготовления. Любое изменение состава композиции или технологических режимов приводит к изменению механических свойств. [c.149]

С увеличением пролетов мостов выступит на очередь вопрос огромной практической важности о повышении прочности материалов, применяемых в мостах, и о соответствующем повышении норм допускаемых напряжений. Надлежаш,ий ответ в данном случае может быть получен лишь на основании опытного изучения вопроса, и такие опыты уже ведутся в некоторых странах ). Изучение прочности материала в данном случае еш,е недостаточно, нужно изучить прочность заклепочных соединений из материала повышенного качества, прочность материала при повторных нагрузках в особенности при наличии местных ослаблений и прочность материала в отношении продольного изгиба. Нужно ожидать, что повышение прочности материала увеличит область применения тонких стержней и листов, а вместе с тем приобретут большое практическое значение вопросы устойчивости металлических конструкций. [c.422]

Традиционные расчеты прочности трубопроводов и других элементов конструкций ведут в предположении, что они лишены трещин или подобных им дефектов. При этом свойства материала в конструкции тождественны свойствам материала, определенным на образцах стандартными методами. В то же время нередки случаи, особенно для крупногабаритных конструкций сложного очертания, когда в процессе изготовления конструкции вводятся начальные деформа- [c.59]

Однако такие расхождения между изменениями свойств материала и характеристиками конструкции наблюдаются только при некоторых особых условиях при наличии надрезов, изгибающих нагрузок и т. д. При наличии указанных условий следует проводить испытания материала в виде надрезанных образцов, образцов с трещиной и т. п. с целью определения конструкционной прочности материала в условиях, соответствующих или приближающихся к эксплуатационным. Подобные испытания нашли важные практические применения для материалов, идущих на изготовление ответственных силовых деталей [см. гл. 18]. [c.326]

Прочность металла в конструкции (конструкционная прочность) определяется не только свойствами материала, но и характером конструкции, уровнем технологии и условиями эксплуатации. На конструкционную прочность большое влияние оказывают габаритные размеры (масштабный фактор) и сложность формы конструкции (характер концентраторов напряжений), наличие остаточных технологических напряжений, состояние поверхности (шероховатость поверхности, тип гальванического покрытия, обезуглероживание у стали и т. д.), а также среда, в которой работает конструкция. Поэтому конструкционная прочность может быть повышена только в совокупности металлургических, технологических и конструкторских мероприятий. [c.71]

Показатели свойств материалов, определяемые вне зависимости от конструктивных особенностей и характера службы изделий. Эти показатели определяются путем стандартных испытаний образцов на растяжение, сжатие, изгиб, твердость. Прочностные и пластические свойства, определяемые при статических испытаниях на гладких образцах, не полностью характеризуют прочность материала в реальных условиях эксплуатации. Полученные характеристики могут быть использованы лишь для расчета деталей и конструкций, работающих при нормальных (комнатных) условиях и действии статических нагрузок. [c.7]

Таким образом, веса равнопрочных (на растяжение) брусков обратно пропорциональны отношению о др/у. Чем больше это отношение, тем выгоднее данный материал по весу. Отношение о р/у называется удельной прочностью. Оно является одним из основных критериев качества материала в конструкциях, вес которых имеет особенно важное значение. [c.56]

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ — способность металлов сопротивляться деформированию (изменению формы) и разрушению под действием внешних механических сил. К М. с. относятся упругость, прочность, пластичность, вязкость (см. Вязкость материала), сопротивление усталости и ползучести, чувствительность к надрезу и др. М. с. м. являются в большинство случаев основным показателем для определения возможности применения того или другого материала в конструкции. [c.79]

Рациональное распределение материала в конструкциях статически неопределимых ферм. В этих фермах изменение сечений элементов влечет за собой перераспределение усилий между стержнями. Нужно выяснить, как распорядиться сечениями стержней, чтобы при удовлетворении условий прочности и устойчивости масса фермы оказалась минимальной. [c.104]

Значение этого обстоятельства нужно оценивать правильно. Все сказанное выше справедливо лишь в предположении, что расчетные напряжения выбирают пропорционально пределу прочности материала. В этом случае применение прочных материалов для равнопрочных конструкций определенно снижает жесткость конструкции. [c.209]

Реальная прочность материала в образцах или в составе конструкций на один-два порядка и более отличается от теоретически достижимой прочности, определяемой межатомными (межмолекулярными) связями . Снижение прочности объясняется наличием дефектов, в частности дислокаций, приводящих к пластическому течению при относительно малых напряжениях, и трещин, в результате развития которых может наступить хрупкое или квазихрупкое разрушение, т. е. разрушение без заметных пластических деформаций. [c.4]

Термическая обработка детали и выбор материала обосновываются расчетом детали на прочность и ее условиями работы в конструкции. При чтении чертежа следует просмотреть все указания о термообработке, убедиться, что выбранный материал действительно упрочняется при термообработке. [c.120]

Уже неоднократно отмечалось, что испытания образцов часто являются чисто эталонными и не позволяют судить о действительной прочности материала в конструкции это в большой мере относится к испытанию бетонных кубиков. Прочность материала, предназначаемого для работы в конструкции типа колонны, правильнее испытывать на призматическом образце. На рис. 4.127 показаны графики, соответствующие испытаниям призм с различным отношением ЫЬ, изготовленных из разных бетонов. Как видно, результаты для разных бетонов получаются неодинаковыми. Существует ряд эмпирических формул, устанавливающих связь между призменной и кубиковой прочностью бетона при сжатии. В частности, можно указать формулу Графа [c.367]

Стеклопластики на эпоксидных связующих, как правило, не применяют в конструкциях, работающих при температурах выше Tg, вследствие низкой жесткости и прочности материала в таких условиях. Однако знание вязкоупругих свойств композита при Т Tg чрезвычайно важно, в частности для расчета остаточных напряжений, развивающихся в композите после охлаждения от максимальной температуры отверл<де-ния. Этот расчет будет обсуждаться в следующем разделе. [c.186]

В сложной сварной конструкции селективный характер усталостных повреждений вытекает не только из концентрации напря-ншний, но и из меняющихся свойств материала и его сопротивляемости разрушению. Рассматривая формулы (3) и (4), видим, что максимальное различие, определяющее развитие усталостного процесса, возникает тогда, когда местная нагрузка возрастает, т. е. когда сопротивляемость разрушению материала уменьшается. Без учета сопротивляемости разрушению материала в конструкции возможна ошибочная оценка усталостной прочности, скорости и направления развития усталостных трещин, в общем ошибочный анализ всего процесса и прогнозирования механизмов разрушения. [c.266]

Повышение прочности стали могло быть достигнуто только увеличением содержания углерода, но многочисленными работами основных материало-ведческих институтов страны было показано, что компенсировать легированием понижение пластичности и снижение сопротивления разрыву, а вместе с ними и падение конструктивной прочности, т. е. прочности, реализуемой в конструкции, невозможно. Поэтому легирование высокопрочных сталей имело целью лишь решение отдельных задач, например обеспечение прокаливаемости при заданном сечении. Эта проблема приобрела существенное значение, во-первых, с ростом объема и веса деталей из высокопрочных сталей (так, даже в авиации стали применяться стальные поковки весом в несколько тонн) и, во-вторых, в связи с дальнейшим повышением уровня прочности в других отраслях машиностроения, где и ранее были достаточно крупные сечения изделий — в судостроении, артиллерийской технике. Путем легирования предусматривалось также улучшение качества сварных соединений из высокопрочной стали и осуществление ряда более частных задач повышения статической выносливости и температурной стабильности, варьирования предела текучести, обеспечения воздушной закалки и т. д. [c.195]

Но оптическая прозрачность не всегда обязательна. Поэтому большинство литиевых ситаллов получают глушеными (например, i2 i4). Увеличение размеров кристаллов и их количества позволяет повысить прочность материала. В глушеных литиевых ситаллах основной кристаллической фазой является Р-сподумен. Близкий к нулю коэффициент термического расширения, устойчивый в интервале температур от —30 до 60—120° С дает возможность применять их в измерительной технике в качестве эталонных мер, а высокая термостойкость — в конструкциях, работающих в условиях резко переменных температур, в качестве различных теплозащитных деталей. Из ситаллов изготовляют температурные датчики, резонаторы, потенциометры, высокотемпературные шунтирующие сопротивления. Ситаллы некоторых марок могут иметь к. т. р., доходящий до —90 l0 ° " , и могут быть использованы в качестве снижающих к. т. р. наполнителей различных органических соединений, в частности эпоксидных смол, при производстве компаундов для изготовления деталей приборов. [c.484]

Накопление дефектов одного типа (микроскопических) приводит к их слиянию и росту, образованию микротрещин и пор, которые еще более снижают прочность материала. В настоящее время уже имеются новые материалы в виде бездефектных нитевидных кристаллов ( усов ), обладающие прочностью, близкой к теоретической. Однако исходя из современного уровня развития машиностроения реальным на данном этапе представляется путь эффективного использования существующих материалов (металлов). За последние годы с появлением новых высокопрочных металлов и сплавов ужесточились условия эксплуатации машин, аппаратов и конструкций, что привело к переоценке конструктивных критериев. [c.6]

Наиболее распространенными и прочными являются пенополистирол (ПС) и пенополивинилхлорид (ПХВ), способные работать при -ьбО °С. Фе-нолкаучуковые (ФК) пенопласты имеют рабочую температуру 120—160 °С. Наличие в их составе алюминиевой пудры (ФК-20-А-20) повышает рабочую температуру до 200—250 °С. Пенопласт К-40 на кремнийорганической основе кратковременно выдерживает температуру 300 С. Свойства некоторых пенопластов приведены в табл. 9.4. Пенопласты нашли широкое применение в качестве теплоизоляционного материала в конструкциях холодильников, контейнеров, рефрижераторов и др. Они часто используются для заполнения внутренних полостей конструкций и тем самым повышают удельную прочность, жесткость и вибропрочность силовых элементов. [c.239]

Опираясь на работы Гриффитса и других исследователей, Ирвин ввел в механику квазихруп-кого разрушения новый параметр — коэффициент интенсивности напряжений. Преимущество использования этого параметра заключается в возможности его экспериментального определения и подстановки в расчеты на прочность. Стало возможным прогнозировать поведение несплошного материала в конструкциях на основе предварительных инженерных расчетов. [c.73]

В последние десятилетия в машиностроении широко используются высокопрочные, малопластичные материалы, а также материалы средней прочности, которые, вообще говоря, достаточно пластичны при обычных условиях. Такие материалы в процессе эксплуатации при наличии различных охрупчивающих факторов (высоких скоростей нагружения, наводороживания, облучения, различных концентраторов напряжений и т. п.), как правило, склонны к хрупкому разрушению, а именно к разрушению путем спонтанного распространения трещины без заметных предварительных пластических деформаций. Поэтому при оценке работоспособности материала в конструкции необходимы данные [c.5]

Традиционные расчеты прочности элементов конструкций и сооружений ведут в предположении, что они лигиены трещин или подобных им дефектов. При этом свойства материала в конструкции тождественны свойствам материала, определенным на образцах стандартными методами. В то же время нередки случаи, особенно для крупногабаритных конструкций сложного очертания, когда в процессе изготовления конструкции вводятся начальные деформации и возникают трещины на том или ином технологическом этапе. Кроме того трещины могут возникнуть в процессе эксплуатации, особенно в зонах повыгиенных напряжений и деформаций, из-за периодической во времени переменности нагрузки, агрессивного характера окружающей среды и других, не заложенных в расчет, факторов, повыгиающих склонность конструкции к хрупкому состоянию. [c.85]

В подавляющем большинстве исследований коррозионно-усталостная прочность металлов определялась в 3%-ном растворе НаС1,- значительно снижающем усталостную прочность сталей и алюминиевых сплавов. Прочность металла в конструкциях, эксплуатирующихся в слабоагрессивных средах, значительно выше, в этих случаях испытание следует проводить в тех средах, в которых будет работать материал. [c.161]

Зопрос об оптимальной форме тела при комбинированных нагружениях сложен, как и многие другие вопросы рационального использования материала в конструкции. Современная техника располагает многими возможностями регулирования механических свойств, создания тел переменной прочности поверхностный наклеп, прокатка с малыми обжатиями, нагрев сплавов с летучими компонентами, поверхностная диффузия, спеченные сплавы, горячая прокатка полиметаллических листов, центробежное литье, гальванические покрытия. Несомненно, должны быть учтены и отрицательные особенности равнопрочных и обладающих переменным сопротивлением тел. [c.351]

В соответствии с решениями XXIV съезда КПСС одной из центральных задач, стоящих перед металлургической и металлообрабатывающей промышленностью, является повышение качества металлических материалов, в частности улучшение их механических свойств, которые определяют поведение металлов и сплавов в эксплуатации (конструктивную прочность) и при обработке (сопротивление деформированию и технологическую пластичность). Для оценки механических свойств в связи с многообразием условий эксплуатации и обработки проводят различные. испытания, в той или иной степени имитирующие эти условия. При этом для наиболее достоверного прогнозирования работоспособности материала в конструкции или его поведения при обработке определяют комплекс механических свойств. [c.5]

Прочность металла в конструкции (конструктивная прочность) отаределяется не только свойствами материала, но и характером конструкции, уровнем технологии и условиями эксплуатации. На конструктивную прочность большое влияние оказывают габаритные размеры (масштабный фактор), сложность формы конструкции (характер концентраторов напряжений), наличие остаточных технологических напряжений, состояние поверхности (шероховатость поверхности, тип гальва- [c.73]

На самых первых самолетах воздушные винты изготавливались из дерева, что определяло и характеризовало их внешний вид. Кстати, дерево, как материал, в конструкции лопастей воздушных винтов продержалось довольно долго. Например, на последних моделях знаменитого истребителя второй мировой войны Спитфайр (Великобритания) лопасти новейших многолопастных винтов изготавливались из дерева, пропитанного специальными смолами для обеспечения прочности и влагостойкости. Это весьма выручало самолетостроителей, столкнувшихся в условиях войны с проблемой дефицита легких алюминиевых сплавов. [c.62]

Достоинствами компо.зициопных материалов являются пе только высокие прочность и жесткость. В топкостенных конструкциях современных ЛА часто возникают вибрации высоких амплитуд, а следовательно, высокие напряжения. Сочетание высокопрочного наполнителя с вязкой связкой в материале резко гасит колебания, а применение высокомодульного наполнителя уводит резонансную частоту в область таких значений, которые обычно не встречаются в конструкциях ЛА. По сравнению с гомогенными материалами композиты обладают также принципиально повой возмол-сностью локально изменять жесткость и прочность путем изменения состава, числа слоев и направления ориентации волокон. Это позволяет более рационально использовать прочностные свойства материала в конструкции, что может дать дополнительное снижение массы. [c.222]

Tjiraiz об. 7адает высокой прочностью до температур 450—500° С при ма. той плотности, высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах и все шире применяется в качестве кон-струиционного материала в сварных конструкциях различного назначения. [c.362]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...