Растяжение и сжатие элементов конструкций

Элементы верхнего строения фундамента не только совершают поступательные перемещения, но и изгибаются. Динамические прогибы в вертикальной и горизонтальной плоскостях для одной и той же точки фундамента являются величинами одного порядка. Интересно отметить, что при работе конструктивных элементов в рассматриваемой области частот колебаний наблюдаются деформации растяжения и сжатия элементов верхней рамы. Только при колебаниях в резонансной зоне элементы фундаментов ведут себя, как жесткие, не деформируемые конструкции. Так, например, верхняя горизонтальная рама турбогенератора № 2 при первом резонансе (1 500 об мин) колеблется, как жесткий брус на упругих опора х. Консольная часть верхнего строения фундамента обычно вибрирует как самостоятельный элемент, не следуя общей картине вибраций фундамента. [c.30]

Для сложного напряженного состояния подобный метод оценки прочности непригоден. Дело в том, что для одного и того же материала, как показывают опыты, опасное состояние может наступить при различных предельных значениях главных напряжений Ох, Оз и 03 в зависимости от соотношений между ними. Поэтому экспериментально установить предельные величины главных напряжений очень сложно не только из-за трудности постановки опытов, но и вследствие большого объема испытаний. В случае сложного напряженного состояния конструкции рассчитывают на прочность, как правило, на основании теоретических разработок с использованием данных о механических свойствах материалов, получаемых при испытании на растяжение и сжатие (иногда используют также результаты опытов на кручение). Только в отдельных случаях для оценки прочности конструкции или ее элементов прибегают к моде- [c.195]

Решение статически неопределимых задач. Статически неопределимые конструкции, элементы которых работают на растяжение и сжатие, будем рассчитывать, решая совместно уравнения, полученные в результате рассмотрения статической, геометрической и физической сторон задачи. При этом будем придерживаться следующего порядка. [c.137]

Многие строительные материалы (бетон, кирпичная кладка, серый чугун и др.) плохо сопротивляются растяжению. Поэтому в элементах конструкций из таких материалов, испытывающих внецентренное сжатие, нежелательно появление растягивающих напряжений. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы нейтральная линия не выходила за пределы сечения. В связи с этим представляет интерес установить область вокруг центра тяжести поперечного сечения, при приложении внутри которой силы F нормальные напряжения по всему сечению будут одного знака. Такая область называется ядром [c.32]

В настоящее время третья теория прочности используется при расчете элементов конструкций и деталей машин, изготовляемых из пластичных материалов, которые одинаково сопротивляются растяжению и сжатию. [c.99]

ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ в УСЛОВИЯХ РАСТЯЖЕНИЯ и СЖАТИЯ [c.76]

Решение статически неопределимых задач. Статически неопределимые конструкции, элементы которых работают на растяжение и сжатие, будем рассчитывать, решая совместно уравнения, полу- [c.147]

Надо, однако, сразу же сказать, что не все слагаемые этого длинного выражения равноценны. Вследствие большой жесткости стержня на сдвиг и на растяжение три последних слагаемых оказываются, как правило, существенно меньше трех первых. Конечно, из этого правила возможны исключения. Может вообще получиться, что три первых слагаемых равны нулю, например для ферменной конструкции, где стержневые элементы работают только на растяжение и сжатие. Тогда в выражении энергии самостоятельное значение приобретает один интеграл — четвертый. [c.75]

Хрупкие материалы (чугун, бетон, цемент, камень и т. д.) на растяжение работают много хуже, чем на сжатие, поэтому они применяются только в сжатых элементах конструкций (колонны, дамбы, фундаменты и пр.) и основным видом испытания хрупких материалов является испытание на сжатие. [c.95]

Универсальная машина для испытания на усталость при различных видах напряженного состояния — изгибе, кручении, растяжении и сжатии, а также сложно-напряженном состоянии при совместном действии изгиба и кручения содержит два направленных вибратора, угол между которыми можно изменять от О до 90°. Разработана машина, позволяющая проводить испытания образцов или тонкостенных элементов конструкций при программном нагружении в условиях чередования статической ползучести и циклического нагружения [76]. Для исследования влияния переменных циклических напряжений на процесс ползучести разработано устройство [120], позволяющее регистрировать деформацию ползучести в указанном режиме нагружения. Установка позволяет проводить испытания плоских образцов на усталость при знакопеременном изгибе и кручении. [c.176]

Нахождение геометрических размеров кинематической схемы представляет только одну часть задачи проектирования крана. Наибольшей затраты времени (более 100 ч) требует определение сечений несущих конструкций. При этом следует учитывать силы, возникающие при различных нагрузках, зависящие от вылета стрелы, а также допускаемые напряжения материала. Задача заключается Б том, чтобы выполнить статические расчеты элементов, работающих на растяжение и сжатие, и использовать аналогичную программу для возможной оптимизации решения, т. е. нахождения возможно более легкого крана. Исходными величинами для расчета здесь будут длины стержней, высота и ширина полок, толщина листов, нагрузки от ветра, характеристики материала (допускаемые напряжения при заданном виде нагружения) и требуемая надел<ность. [c.116]

Для элементов конструкций, изготовленных из хрупких материалов, за опасные напряжения принимаются временное сопротивление (предел прочности) при растяжении а ар или сжатии ст,,., так как при достижении этих напряжений происходит разрушение. Таким образом, для пластичных материалов допускаемые напряжения при растяжении и сжатии определяются по формулам [c.69]

При расчете элементов конструкций, работающих на центральное растяжение и сжатие, решаются задачи трех типов 1) проверка прочности 2) подбор сечения 3) определение несущей способности (грузоподъемности) стержня или стержневой системы. [c.73]

Тормозные детали (накладки, колодки и др.) испытывают напряжения сжатия, растяжения, сдвига, в ряде случаев ударные нагрузки [96]. Поэтому должны учитываться характеристики механических свойств (пределы текучести при растяжении и сжатии, пределы прочности, ударная вязкость, твердость), как при комнатной, так н рабочей температурах. Из физически свойств большее значение имеют теплоемкость и теплопроводность [96, 99], от которых в значительной мере зависит температура, возникающая при торможении. Тепловой режим трения зависит также от конструкции и размеров фрикционного сочленения. Важной характеристикой является коэффициент взаимного перекрытия Квз 59, 96], представляющий собой частное от деления номинальных площадей контакта трущихся элементов (меньшую на большую). Неполное взаимное перекрытие обеспечивает возможность теплоотдачи с открытых участков поверхностей трения прн полном перекрытии вся теплота идет в глубь трущихся тел и тепловой режим сопряжения становится более напряженным. [c.190]

Для некоторых материалов модуль упругости одинаков при растяжении и сжатии, для других — различен. В практических расчетах элементов конструкций этой разницей пренебрегают и принимают для большинства конструкционных материалов одно и то же значение Е как при растяжении, так и при сжатии. [c.69]

Рассмотрим сначала вопрос расчета элемента конструкции на прочность при растяжении и сжатии. [c.41]

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]

Из формул сопротивления материалов для напряжений и деформаций следует, что при растяжении и сжатии прочность и жесткость элемента конструкции при прочих одинаковых условиях зависят только от площади его поперечного сечения, но не от формы последнего. Следовательно, в этих случаях расход материала полностью [c.491]

Кроме разработки теории касательных напряжений при изгибе, Журавским впервые была создана общая теория расчета ферм с параллельными поясами на действие неподвижной и подвижной (от веса движущегося поезда) нагрузок. Им был разработан приближенный метод расчета многопролетных статически неопределимых ферм, создана теория расчета связей (шпонок, болтов, заклепок) и стыков в составных (деревянных и стальных) балках, произведены на машинах собственной конструкции обширные опыты по изучению прочностных характеристик древесины на растяжение, сжатие скалывание и изгиб, установлены общие основания для назначения допускаемых напряжений в деревянных и стальных элементах конструкций, разработана методика опытного изучения на моделях работы конструкций под нагрузкой. Попутно Журавским были разрешены некоторые статически неопределимые задачи. [c.222]

Прочность элементов конструкций на растяжение и сжатие обеспечивается соблюдением условия [c.55]

Предварительный обратный изгиб можно создать с помощью наклепа кромок и стенки балок либо нагревом до температуры 700—750° С (рис. 4-24). Эффективной мерой предотвращения выпучивания стенки в двутавровой балке, вызываемой сваркой поясных швов, является сборка с предварительным натяжением стенки. Для натяжения стенки используют сборочные стенды с домкратным устройством. Повысить жесткость тонких листов в сварных конструкциях с целью уменьшения деформаций можно путем гофрирования. При помощи прессов на тонких листах предварительно выдавливают узоры жесткости или гофры. Мерой уменьшения сварочных напряжений может быть предварительное растяжение или сжатие элемента с помощью продольно сжимающей силы. [c.166]

Расчет рамных конструкций. Стержни пространственной рамы работают на изгиб, кручение, растяжение и сжатие стержни плоских рам при нагружении в плоскости работают на изгиб и осевую силу. Плоские рамы рассчитываются методами строительной механики [11], расчет пространственных рам лучше выполнять численными методами на ЭВМ (например, методом конечного элемента с использованием известных программ). [c.416]

При точном решении задач устойчивости различных элементов конструкций из таких сплавов, как, например, Д16-Т, у которых диаграммы растяжения и сжатия заметно отличаются друг от друга, для получения более правильного результата следует пользоваться диаграммами сжатия применяемого материала, а не растяжения. [c.84]

Для изучения анизотропии механических свойств материала в чистом виде необходимо, как уже ранее отмечалось, испытывать на растяжение, сжатие и кручение элементы конструкций, например трубы (цилиндрические оболочки), изготовляя их методом намотки под разными углами к оси. [c.79]

Чкстое растяжение или сжатие элементов конструкции следует предпочитать изгибу и скручиванию. [c.208]

Закономерности разрушения материала при длительном нагружении достаточно хорошо могут быть описаны с помощью разработанной физико-механической модели межзеренного разрушения, которая базируется на математическом описании процессов зарождения и роста пор, обусловленного как пластическим деформированием, так и диффузией вакансий, а также на введенном в гл. 2 при анализе внутризеренного вязкого разрушения понятии — потере микропластической устойчивости. Модель позволяет прогнозировать долговечность при статическом и циклическом длительном нагружениях элементов конструкций в условиях объемного напряженного состояния и переменной скорости деформирования. В частности, с помощью указанной модели могут быть описаны процессы залечивания межзе-ренных повреждений при сжатии и рассчитана долговечность в условиях циклического нагружения при различной скорости деформирования в полуциклах растяжения и сжатия. [c.186]

Вводные замечания. В настоящей главе рассматриваются приближенные модели растяжения и сжатия стержней. В инягенерпой практике широко применяются приближенные модели надежности, когда оценки прочности проводятся по сродним напряжепиям в сечении стержня без учета концентрации напряжений, влияния условий иакренлення концов стержня и других факторов. Приближенные модели часто используются для пачальпого этапа проектирования при предварительном выборе размеров. Они позволяют оценить силовые потоки в элементах конструкций, взаимодействие элементов между собой и опорными узлами, выбрать оптимальные конструктивные схемы. [c.141]

Первый вопрос, с которого начинает конструктор при проектпрованин,—это выбор материала. Вопрос выбора материала, как было сказано выше, решается прежде всего сообразно с условиями работы проектируемых элементов конструкций. При выборе материала принимаются во внимание также экономические соображения и технология изготовления. Однако этого еш,е недостаточно для рационального выбора материала. Выше мы видели значительную разницу в поведении пластичных и хрупких материалов при испытаниях их па растяжение и сжатие. Теперь мы остановимся еще на одном обстоятельстве, которое необходимо учитывать при выборе материала. Пластичные материалы в отличие от хрупких ведут себя совершенно иначе в отношении так называемых местных напряжений, т. е, напряжений, возникающих на очень небольшой части поперечного сечения и значительно превышающих напряжения на всей остальной части сечения. [c.50]

В зависимости от конкретных обстоятельств, возможно принятие схем, в которых элемент конструкции наделяется свойствами более полного, но тоже только частичного восприятия силовых факторов. В результате возникают схемы, промежуточные между балкой и нитью, между оболочкой и гибкой оболочкой. Например, брус тонкостенного открытого профиля способен воспринимать относительно малые крутящие моменты. Тогда можно принять, что он может работать только на изгиб, растяжение и сжатие. Так, в частности, обычно поступают при анализе некоторых авиационных конструкций, имеющих тонкостенные подкрепления (стрингеры, шпднгоуты). Оболочке тоже может быть приписана способность работать только на растяжение, сжатие и сдвиг, но отказано в способности [c.23]

При разработке основ выбора геометрических элементов орнамента авторами принято, что размеры геометрических элементов поверхности существенно малы по сравнению с конструктивными размерами детали. Известно, что общая деформация литых деталей включает упругую и остаточную деформацию. Упругая деформация обусловлена перемещением и искажением (депланацией) сечения элемента в процессе обработки детали. При прочих равных условиях с увеличением толщины и площади сечения стенки доля упругой деформации, в том числе депланацин, уменьшается. Поэтому в толстостенных литых деталях этот вид деформации практически не учитывается. Однако при уменьшении толщины и площади сечения стенки и увеличении количества сочленений различных геометрических элементов доля упругой деформации, в особенности депланации, резко возрастает. Метод литья в отличие от других методов получения заготовок имеет значительное преимущество— возможность варьировать процессом кристаллизации и получать на поверхности рациональные геометрические элементы, создавая наиболее благоприятное сочетание свойств материалов и геометрических особенностей отливок. При уменьшении поперечного сечения бруса или пластины уменьшается его статический момент, а с ним и жесткость конструкции при изгибе и кручении. Поэтому геометрические элементы в виде тонких стержней с гладкой поверхностью рационально применять для литых деталей, работающих в условиях растягивающих и сжимающих напряжений. Геометрический элемент в виде тонкостенного бруса открытого профиля, обладающего малой жесткостью при кручеиии, целесообразно применять для литых деталей, воспринимающих нагружение изгибом, растяжением и сжатием. Геометрические элементы могут иметь и более сложную конфигурацию, обусловливающую анизотропию свойств в различных направлениях. [c.19]

Соотношениями (7.15) и (7.17) следует пользоваться при расчетах элементов конструкций из пластичных материалов, имеющих одинаковое сопротивление растяжению и сжатию. Разница между [т] ч и [t] v составляет около 15%. Соотношение (7.16) должно применяться в случае материалов, неодинаково сопротивляющихся растяжению и сл1атию. Соотношение (7.13) употребляется редко. Соотношение (7.14) следовало бы применять лишь для хрупких материалов, однако им пользуются при расчетах деталей, работающих на срез (болты, заклепки). Так как для стали 1л 0,3, то [c.146]

Многие современные конструкционные материалы, используемые в машиностроении, проявляют при ползучести такие малоизученные эффекты, как анизотропию в исходном сост оянии и связанную с упрочнением, неодинаковость сопротивления при растяжении и сжатии, накопление повреждаемости и др. [69, 79, 139—141, 177, 195]. Теория ползучести таких материалов развита недостаточно. В связи с этим в литературе предлагаются различные новые модели сред, в той или иной степени учитывающие реальные свойства ползучести [37, 56, 57, 71, 117, 130, 178, 193—196, 214, 215]. Ниже рассматриваются возможные варианты уравнений состояния инкрементального типа для анизотропных материалов. Использование теории ползучести деформационного типа при исследовании НДС элементов машиностроительных конструкций оправдано только в тех случаях, когда в теле реализуется нагружение, близкое к простому. В процессе контактных взаимодействий элементов машин даже при неизменяющихся внешних воздействиях часть конструкции, а иногда и вся конструкция могут подвергаться сложному нагружению. Поэтому при решении контактных задач теории ползучести необходимо применение физически более обоснованных теорий инкрементального типа [91, 116, 131, 162, 221]. [c.104]

Предположение о несжимаемости материалов при ползучести с большой степенью точности выполняется для большинства металлов и сплавов. Однако при этом допущении не удается описать такое часто встречающееся у легких металлов и их сплавов явление, как неодинаковость поведения при растяжении и сжатии. Это связано с тем, что в рамках тензорно-линейных уравнений состояния, записанных выше, не учтено влияние на ползучесть нечетного инварианта тензора напряжений. Для учета разносопротивляемости при ползучести большинство авторов используют первый инвариант тензора напряжений [71, 137]. Имеются работы, где для этих целей привлекается третий инвариант девиатора напряжений [58, 177]. Различные реологические модели сред и их практическое применение при расчетах элементов машиностроительных конструкций рассмотрены в монографии [166]. Следует отметить исследования, проведенные в работе [137], предоставляющие широкие возможности для построения соотношений теории ползучести, учитывающих разнообразные эффекты, свойственные современным конструкционным материалам. [c.108]

Испытания на растяжение и сжатие. Как видно из предыдущего, располагая весьма небольшими сведениями о поведении растянутых и сжатых стержней под действием приложенной к ним нагрузки, мы уже оказались в состоянии сформулировать условие прочности и расчетным путем находить деформации при допускаемых нагрузках. Это позволило получить решение основных задач проверки прочности и жесткости элементов конструкций. Однако такое решение, по существу, носит чисто формальный характер. Не имея более детальных сведений о процеесах. деформации и разрушения растянутых и сжатых стержней, мы лишены возможности оценить, насколько расчетные формулы, выведенные нами для сплошных, однородных и изотропных тел, применимы для реальных стержней, установить пределы применимости этих формул, установить сознательно величину коэффициента запаса (а следовательно, и допускаемого напряжения). Поэтому ближайшей задачей нашего курса является изучение-процессов растяжения и сжатия стержней из реальных материалов. [c.42]

Назначение стальной арматуры — воспринимать растягивающие напряжения, которые возникают в элементах конструкций при приложении к ним растягивающих сил, или при поперечном и продольном изгибе. Арматурная сталь имеет примерно одинаковые показатели прочности на растяжение и сжатие, причем значительно более высокие, чем у самого лучшего бетона на сжатие. Например, даже у наиболее слабой из употребляемых для армирования сталей у горячекатаной стали А1 (СНиП П-21—75) предел прочности на разрыв 380 МН/м и предел текучести 240 МН/м , а у самого прочного бетона предел прочности на сжатие 60 МН/м и на растяжение только 3,5 МН/м . Для армирования применяют. и гораздому более прочные [c.48]

Что же касается каменных и бетонных элементов конструкций, обладающих меньшей прочностью, особенно при растяжении, то влияние собственного веса на величину напряжений при обычной массивности таких элементов сказывается уже при сравнительно небольшой их высоте. В этом случае сжатые элементы с постоянным сечением, например столбы, стены и др., будут неэкономичными, так как напряжения, равные допускаемому, возникают только в одном сечении — в основании столба. Сечения же выше основания обычно не-донапряжены, т. е. напряжения в них значительно меньше допускаемого. Поэтому из экономических соображений необходимо сечения бруса, лежащие выше основания, уменьшать. Идеальным был бы брус, если бы во всех его сечениях возникали одинаковые напряжения. Очевидно, что для этого брус должен иметь по длине переменную площадь поперечного сечения, изменяющуюся непрерывно, т. е. он должен иметь вид, показанный на рис. 20, а. Такой брус называется брусом равного сопротивления при растяжении (сжатии). При этом он оказывается самым экономичным вследствие наименьшего своего веса. [c.46]

С. П. Тимошенко (1878—1972) (О влиянии круглых отверстий на распределение напряжений в пластинках.—Изв. Киевского политехи, ни-та, 1907, год 7, книга 3, с. 95—113. Отд. оттиск Киев, 1907, 21 с. статья перепечатана на с. 106—123 сборника Тимошенко С. П. Прочность и колебания элементов конструкций. — М. Физматгиз, 1975, 704 с.) приводит общий интеграл для функции напряжений в полярных координатах, удовлетворяющий бигармоии-ческому уравнению задачи, и для пластины с круговым вырезом рассматривает растяжение или сжатие в одном нли в двух направлениях, а также совместное действие двустороннего растяжения и равномерных касательных сил изучается также случай пластины конечной ширины. [c.327]

Для волокнистых композитов характерны две их высокие прочностные характеристики прочности при одноосном растяжении и сжатии вдоль волокон. На их использовании построена вся стратегия управления схемой армирования в тонкостенных элементах конструкций. Однако волокнистые однонаправленные композиты имеют еще одну не менее высокую прочностную характеристику — [c.483]

Косвенные данные о разрушении резин нри разных видах деформации показывают, что резины имеют различные предельные сопротивления растяжению и сжатию. Так, например, визуально наблюдаемые тренщны развиваются преимущественно нри наличии растягивающих напряжений [4, 129,324-326,389]. В частности, при неоднородном сжатии разрушение происходит на тех участках, где наблюдаются максимальные растягивающие напряжения [24, 326, 555]. При радиальном сжатия рост трещин не наблюдается [555], вследствие чего на практике для повышения долговечности резиновых изделий создают конструкции, в которых элементы подвержены дополнительным сжимающим напряжениям [389], [c.228]

Из формул сопротивления материалов для напряжений н деформаций следует, что при растяжении и сжатии за ас прочности п и жесткость 5 элемента конструкции зависит при прочих одинаковых условиях только от тощади его поперечного сечения, но не от формы последнего (см. выражения для л и >5 в табл. 6 и 7). Следовательно, в этих случаях расход материала полнО гью определяется действующими усилиями, с одной стороны, и выбранными значениимп п и 5 — с другой. При изгибе же и кручерши, напротив, расход металла можно уменьшить целесообразным подбором формы поперечного сечения элемента за счет увеличения моментов сопротивления и моментов инерции при неизменной площади этого сечения, т. е. при неизменном весе этого элемента конструкции. Эффект, достигаемый этим способом, на1Лядно иллюстрирует таб к 8, [c.133]

По ОНи П И-В,3-та Стальные констркущии. Нормы проектирования прочность сдвигоустойчивых соединений на высокопрочных болтах в строительных стальных конструкциях рассчитывают в предположении передачи действующих в соединении усилий через трение, возникающее между соприкасающимися поверхностями соединяемых элементов. В случае центрального растяжения и сжатия раопределепие продольной силы между болтами принимают равномерным. [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...