Стеснение температурных деформаций

Вторая особенность статически неопределимых систем состоит в возникновении усилий от стеснения температурной деформации. [c.169]

Рис. 10.9. Пример раскрытия статической неопределимости, возникающей вследствие стеснения температурной деформации

Отметим в первую очередь термоусталостные установки, получившие широкое распространение благодаря простоте, а также близости условий нагружения и нагрева к эксплуатационным. Нагружение осуществляется за счет стеснения температурных деформаций зажатого между двумя жесткими плитами образца [16, 186, 196, 257]. Режим деформирования (нагружения) определяется нагревом и охлаждением образца в заданных контролируемых интервалах температур. Кривые усталости для принятых величин максимальной и минимальной температур строятся по испытаниям с варьируемой жесткостью защемления. В таких установках деформации образца в цикле не превышают температурных. Величина их оценивается как расчетными, так и экспериментальными методами. [c.246]

Стеснение температурных деформаций 470 Схема расчетная стержневой системы 532, 534 [c.615]

Между механическими, т. е. вызванными внешней нагрузкой, и термическими, связанными со стеснением температурной деформации, напряжениями существует много общего. Например, в обоих случаях можно различать макро- и микроскопические напряжения и деформации в обоих случаях деформации могут быть упругими, упругопластическими и процесс деформации может завершаться разрушением тела в обоих случаях целесообразно разделять нагружение на статическое (кратковременное, длительное и многократное) и ударное, при котором существенно влияние инерционного сопротивления и волновых процессов в обоих случаях наблюдается сходное влияние концентрации напряжений и деформаций, характера напряженного состояния и многих других факторов. [c.210]

Термические напряжения возникают за счет стеснения температурной деформации и поэтому, как правило, быстро убывают с ростом пластической деформации. Иначе говоря, термические напряжения почти всегда заданы деформацией, а не нагрузкой и поэтому относятся к сильно релаксирующим, в то время как механические напряжения могут быть как вовсе неизменяющимися (например, при нагружении подвешенным грузом или пневматическим давлением от очень большого резервуара), так и сильно релаксирующими (например, при затяжке болтов на жесткой плите). [c.210]

Температурные напряжения в пластинах возникают при неравномерном нагреве или при стеснении температурных деформаций внешними связями, а также в том случае, когда нагреваемая пластина состоит из нескольких слоев разных материалов (например, биметаллическая пластина). [c.211]

Температурные напряжения в оболочке могут возникать в следующих случаях при неравномерном нагреве при стеснении температурной деформации наложенными на оболочку связями при нагреве многослойной оболочки, составленной из разнородных материалов. Однако не всякий неравномерный нагрев вызывает температурные напряжения. Так, например, если температура будет линейно изменяться по длине цилиндрической оболочки, а по окружности и по толщине будет постоянной, то срединная поверхность из цилиндрической превратится в коническую, напряжения же при этом не возникнут. [c.352]

Для рассматриваемых здесь конструкций головок характер распределения температурного поля в районе гребня и примыкающей к нему внешней цилиндрической части во многом совпадает и обусловливает появление стесненных температурных деформаций непосредственно в поднутрении в гребне. Функция температурного поля в образовании стесненных температурных деформаций в поднутрении сводится в основном к тепловому смещению [c.161]

Для сосудов и аппаратов, работающих при многократных нагрузках с количеством циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других воздействий более 10 за весь срок эксплуатации, кроме расчета по настоящему стандарту, следует выполнять проверку на усталостную прочность. [c.7]

Для многократных статических нагрузок, если число циклов нагружения (от давления, стесненности температурных деформаций нлн других воздействий) будет Л/ > 10 ч за весь срок эксплуатации, то рассчитываемые элементы подлежат проверке на усталостную прочность. [c.10]

При толчке роторов в результате резкого захолаживания части внутренней поверхности корпуса ЦВД в тонком слое стенки возникают растягивающие напряжения, причем величина механической деформации при фактически полном стеснении свободного теплового расширения практически равна величине температурной деформации. Этот режим можно рассматривать как случай жесткого нагружения при пульсирующем цикле деформаций. [c.50]

Предельная пластическая деформация или степень пластической деформации, предшествующая разрушению, связана с жесткостью напряженного состояния.Р,/Г [145]. С увеличением жесткости напряженного состояния уменьшается степень деформации сдвига, предшествующая разрушению. Согласно теории В. П. Колмогорова [145], а также в соответствии с результатами исследований варьирование скорости деформирования материала или температуры испытаний относительно тестовых условий опыта приводит к эквидистантному смещению зависимости объема пластически деформированного материала от степени стеснения пластической деформации, определенной расчетным путем для тестовых условий опыта. Это означает, что для различных условий нагружения, отличающихся от тестовых условий опыта, роль температурно-скоростной характеристики внешнего воздействия может быть оценена через безразмерный коэффициент, являющийся коэффициентом масштаба. Путем простого перемножения всех точек зависимости объема пластически деформированного металла от степени стеснения пластической деформации на безразмерный коэффициент, характеризующий температурно-силовые [c.145]

Деформация и различные другие проявления механических свойств твердых тел являются результатом воздействия некоторых внешних, по отношению к данному элементу тела, факторов. В простейшем случае такими внешними факторами являются механические воздействия. Механические воздействия могут быть заданы, например, системой сил, напряжениями, перемещениями (прогиб, закручивание и т. д.) или работой, последнее чаще при ударных воздействиях. Механические напряжения могут быть вызваны и немеханическими воздействиями тепловыми, магнитными и др. Для оценки подобны.х воздействий на механические свойства их обычно выражают в напряжениях, например стеснение температурного расширения. Для понимания закономерностей деформации, разрушения и механических свойств и особенно для управления (регулирования) процессами деформации и разрушения необ.ходимо привлечение некоторых основных понятий и методов механики. [c.25]

Крепление внутреннего кольца по варианту, изображенному нарис. 15.61,6, осуществимо при диаметре вала свыше 15 мм. На рис. 15.62 приведен вариант опоры вала, воспринимающей осевые усилия регулировка зазора в подшипниках достигается смещением внутренних колец подшипника. В подшипниковом узле с компенсацией температурных деформаций иногда для восприятия осевых усилий предусматривают не два, а один подшипник (рис. 15.63) опора, устанавливаемая на втором конце вала, выполняется плавающей. Такое конструктивное решение используется при стесненных габаритах й невысоких требованиях к концентрированию и осевой фиксации [c.577]

Характер температурной зависимости н Ki для одной из низколегированных марок стали приведен на рис, 63. Эта сталь имеет высокие значения Ki при комнатной температуре, ко с понижением температуры резко падает. Вязкое разрушение по сдвиговому механизму переходит к низкоэнергетическому. С понижением температуры растет стесненность пластической деформации. Коэффициент Кс переходит в К при меньших толщинах материала. Поэтому при низких температурах испытания вязкости разрушения можно проводить на образцах меньших размеров. [c.105]

Пластинка остается плоской и каждый слой пластинки работает при полном стеснении имеюш,ейся в нем температурной деформации. [c.352]

При проектировании реальных конструкций учет целого ряда физических факторов приводит к появлению в расчетных схемах величин, действие которых эквивалентно действию нагрузок. Распределение температуры в конструкции может вызывать стесненное тепловое расширение. Чтобы решить эту задачу численно, необходимо преобразовать температурные деформации в фиктивные нагрузки или перемещения. В гл. 6 в определяющие соотношения, связывающие силы и перемещения для элемента, вводятся члены, учитывающие влияние тепловых и других начальных деформаций. [c.90]

Это означает, что условия стесненной деформации в толстых сечениях при наличии определенного концентратора напряжений не воспроизводятся испытаниями образцов Шарпи с V-образным (кли-надрезом. температурной за-поглощенной энергии, построенная методом определения ТНП, в левой своей части либо совпадает с кривой, [c.211]

Способы нагрева и охлаждения, а также автоматическая регулировка и контроль температурного режима сохранены теми же, что и в испытаниях по методу Л. Коффина. Полный цикл нагрева и охлаждения происходит за один оборот выходного вала редуктора. Стесненную деформацию образца в заданный момент времени определяют суммированием термической и механической дефор- [c.35]

Аналогичные явления возникают при циклическом нагружении в режиме термомеханической обработки. Наибольшие повреждения вносят циклы со стадиями сжатия при высоких температурах и циклическое растяжение при низкой температуре [42, 43]. Подобная ситуация возникает на тонких ведущей и задней кромках направляющей лопатки при пуске турбины двигателя. Термическое расширение, все еще стесненное холодным телом лопатки, порождает сжимающие напряжения. А при охлаждении - картина обратная. Не только деформация растяжения наводится в температурном диапазоне наименьшей пластичности, но i( тому же создаются высокие растягивающие напряжения в результате изменения знака неупругой сжимающей деформации, это происходит уже на высокотемпературной стороне цикла (рис. 10.10,6). [c.358]

Термической усталостью называется процесс длительного разрушения, протекающий при периодических теплосменах (термических циклах), но в отсутствие внешних силовых воздействий на рассматриваемый конструкционный элемент, В реальных эксплуатационных условиях эти теплосмены обычно вызывают некоторое переменное поле макроскопических напряжений, которым сопутствует рассмотренная выше механическая усталость материала. Вместе с тем, теплосмены и сами по себе отражаются на механических свойствах металла, в частности, они могут приводить к постепенному снижению сопротивления хрупкому и усталостному разрушению. При отсутствии всяких макроскопических напряжений (например, в условиях свободных температурных деформаций равномерно нагреваемого и охлаждаемого стержня) уже десять—двадцать тысяч термоциклов с размахом температуры в 600—700° могут приводить к растрескиванию некоторых материалов, причем поверхностные трещины видны при небольшом увеличении микроскопа или простым глазом. К этому явлению целесообразно применять недавно возникший термин термоструктурная усталость в отличие от более общего случая стесненных температурных деформаций, который мы будем называть термомеханическая усталость . [c.28]

Механотрон, помещенный в механический кожух, прикреплен к одной из двух стоек, между которыми помещен трубчатый тонкостенный образец, жестко закрепленный при помощи колонн. На другой стойке установлен узел микрометрического винта. Возникающие в образце за счет стесненной температурной деформации усилия вызывают упругую деформацию колонны, которая прямо пропоциональна усилию, действующему на образец. На двухкоординатный потенциометр подается сигнал, поступающий от механотрона при изменении положения его штыря, и сигнал от хромель-алюмелевой термопары диаметром 0,2 мм, приваренной к образцу. Таким образом, производится запись диаграмм в координатах усилие Р—температура Т, которую затем перестраивают в диаграмму деформирования в координатах Oj.—е . [c.60]

Накопление квазистатических повреждений характерно и для других, нежестких, режимов неизотермического нагружения, например в случае термической усталости. Термоусталостное нагрул<е-ние, как известно, осуществляют в результате стеснения температурных деформаций зажатого между двумя жесткими плитами образца, режим деформирования определяется нагревом и охлаждением образца в заданных контролируемых интервалах температур. Режим циклического упругопластического деформирования при термоусталостном нагружении является наиболее представительным, поскольку он является промежуточным между мягким и жестким с явной кинетикой односторонней и циклической упруго-пластической деформациями в заданном диапазоне температур [29]. [c.60]

Согласно ГОСТ 25859-83 [146], в нормах и методах расчета сосудов и стальных аппаратов на прочность при малоцикловых нагрузках к режиму малоциклового нагружения относятся нагрузки с размахом колебаний 15% для углеродистых и низколегированных сталей и 25% для аустенитных сталей от допускаемого значения, установленного при расчете на статическую прочность, при числе главных циклов нагружения сосуда от давления, стесненности температурных деформаций и др. от 10 до 5x10 за все время эксплуатации. Подобные критерии отнесения к циклическим нагрузкам применимы и к другим элементам конструкций. [c.227]

Образование трещин в поршнях дизелей 2Д100 с внутренней стороны в малом канале масляной спирали против бонок (см. рис. 4, б) вызвано тем, что усилия затяжки шпилек создают дополнительное стеснение температурным деформациям головки и тем самым увеличивают термические напряжения. Однако в связи с тем, что в этом месте температура внутренней поверхности ниже, чем в кармане даже при более высоком уровне напряжений (см. табл. 30, Ог без охлаждения), такие трещины в эксплуатации встречаются редко. [c.171]

Если сосуды и аапараты работают прн многократных статических на грузках, но количество циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других воздействий не превышает то такая на--р. зка в расчетах на прочность условно считается однократной. При опрелеле-и числа циклов нагружения ие учитывают колебание нагрузки в пределах расчетной. [c.3]

Понятие о термоупругости. Связь механических процессов с тепловыми проявляется в термоупругих эффектах — вследствие деформаций происходит изменение теплопроводности, а следовательно, и изменение температурного поля. К тому же при деформировании тела выделяется теплота. Из-за изменения температурного поля происходит температурная деформация, а при ее стеснении возникают температурные напряжения. Возникновение тепла вследствие наличия поля механических напряжений называется пьезокалористическим эффектом. [c.470]

Метод появился в 1963 г. почти одновременно в двух вариантах в связи с изучением напряжений в зарядах твердого топлива. В одном из них, предложенном Дюрелли и Парксом [31], модель отливают из мягкого резинообразного полиуретанового каучука. В другом, предложенном Сэмпсоном [40], модель изготовляется из фенолформальдегидной пластмассы горячего отверждения. В первом случае остаточные оптические эффекты в модели не зафиксированы и исчезают с устранением стеснения деформации по границам сопрягаемых элементов из разного материала. Второй вариант метода позволяет фиксировать температурные деформации и соответствующее им двойное лучепреломление, которые сохраняются в модели после разделения сопрягаемых элементов. [c.298]

Второй вариант метода стесненной усадки, разработанный Семпсоном [40 ], позволяет фиксировать температурные деформации, возникающие в модели композитной конструкции, и поэтому более удобен при изучении объемных задач, чем рассмотренный выше вариант с применением полиуретановых моделей (см. также [21, с. 71—80, 33, 34)). Модель отливают из фенолформальдегидных и эпоксидных смол горячего отверждения и полимеризуют при высокой температуре (80—150° С в зависимости от типа материала). После охлаждения до комнатной температуры температурные деформации и напряжения оказываются в модели замороженными . Модель разрезают и проводят измерение напряжений при просвечивании срезов в полярископе. Недостатком этого варианта метода является невозможность регулирования при выбранном материале величины возникающих остаточных напряжений. В результате часто, особенно при использовании эпоксидных смол, происходит разрушение модели в процессе ее охлаждения, когда возникающие напряжения превышают предел прочности материала. Более удобный способ фиксации температурных напряжений в объемных моделях, исследуемых методом стесненной усадки, разработан авторами и описан в следующем разделе. [c.309]

Расс.мотрены новые поляризационно-оптические методы изучения напряже ний в композитных конструкциях от действия механических нагрузок и темпе ратуры метод полимеризации , метод стесненной усадки и метод фиксации температурных деформаций. Основное место отведено результатам исследований авторов. Применение разработатшых методов иллюстрируется примерами решения разных практических задач резинометаллические амортизаторы, толстостенные армированные цилиндры из пластмасс и др. Табл. 5, ил. 21, список лит. 41 назв. [c.332]

Существует ветвь мехашки —термоупругость, в которой изучается отмеченное взаимное влияние полей деформаций и температур, а также в условиях стеснения деформаций возникновение поля температурных напряжений. [c.470]

На рис. 2.51 показаны кривые напряжение — деформация, иллюстрирующие деформационное поведение поликристаллических образцов сплава Си — А1 — N1 [45]. Хотя в температурной области ниже точки поликристаллических образцов и наблюдается упругая деформация в мартенситном состоянии (см. рис. 2.51, а), но миграция поверхностей раздела между мартенситными фазами или двойниковых границ внутри кристаллов мартенсита происходит с большим трудом, чем в монокрис-таллических образцах. Можно считать, что причиной этого является [39, 40] взаимное стеснение кристаллических зерен. В температурной области выше точки напряжение образования мартенсита, как и в [c.108]

Термическая усталость является результатом деформации, которая возникает из-за стесненности термического расширения детали, связанного с возникновением температурных градиентов термическая усталость может привести к растрескиванию детали. Деформация, порождающая термическую усталость представляет собой произведение коэффициента термического расширения на изменение температуры. Хорошим способом моделировать термическую усталость является испытание на малоцикловую усталость при постоянной амплитуде деформации. Петля гистерезиса, соответствующая такому методу испытаний, представлена на рис. 7.15. Верхняя часть рис. 7.15 характеризует петлю гистерезиса при испытаниях суперсплавов в обычной отливке. А на нижней части рисунка, относящейся к суперсплавам направленной кристаллизации, показано, что чем ниже модуль упругости, тем уже петля гистерезиса. Такая связь объясняется тем, что, во-первых, предел текучести у низкомодульного сплава направленной кристаллизации равен пределу текучести высокомодульного сплава для обычных отливок и, во-вторых, более низкий модуль упругости требует меньшей пластической деформации, чтобы достигнуть той же самой полной деформации. Амплитуда пластической деформации высокомодульного сплава для обычных отливок (Дe ,)oк выше, чем у низкомо- [c.272]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...