Анализ местных напряженно-деформированных состояний

При проектировании особо ответственных и сложных конструкций современных энергетических установок эффективно применение разработанных в ИМАШ АН СССР методов и средств анализа напряженно-деформированных состояний атомных реакторов и другого оборудования для оценки их прочности и ресурса. Решение задач прочности и ресурса энергоустановок при этом осуществляется применительно к основным стадиям их создания проектированию, изготовлению, испытаниям и начальной стадии эксплуатации. На каждой из этих стадий проводится определение номинальных и местных напряженно-деформированных состояний с учетом термомеханической нагруженности, а также характеристик сопротивления деформациям и разрушению, применяемых в энергомашиностроении конструкционных материалов. [c.29]

Совместное рассмотрение режимов эксплуатационного нагружения и местных напряженно-деформированных состояний позволяет в расчетах прочности и ресурса перейти к анализу истории местной нагруженности и выявлению в ней циклов изменения местных напряжений и деформаций по их соответствующим [c.10]

Учитывая приведенные выше данные, необходимо выполнить поверочный расчет на циклическую прочность с анализом кинетики местного напряженно-деформированного состояния и оценкой долговечности. [c.131]

С учетом параметров эксплуатационного нагружения N, г, t, представленных на рис.2.1.1, эксплуатационных усилий F, определяемых по (2.1.1), напряжений су и деформаций е - по (2.1.2) строят временные, зависимости F, t, а, е по X (рис.2.1.2). Эти зависимости являются исходными для анализа прочности, ресурса и надежности. Величины F, Гит, как правило, задаются режимами эксплуатации и могут регистрироваться контрольно-измерительными системами машин и установок. Параметры а и е общего и местного напряженно-деформированного состояния могут быть получены расчетом по величинам F, Г и X или специально измерены с помощью средств натурной тензометрии и термометрии. По схеме на рис.2.1.2 для представленного блока эксплуатационного нагружения вьщеляют режимы монтаж (М), испытания (И), пуск (П) в эксплуатацию, стационарный (С) режим с поддержанием заданных рабочих параметров, регулирование (Р) базовых параметров, возникновение аварийных (А) ситуаций, срабатывание систем зашиты (3) и оста- [c.79]

Для первой группы вопросов наибольшее внимание уделено рассмотрению элементов первого контура ВВЭР особенностям конструктивных форм, сопряжений, технологии, эксплуатационным механическим и тепловым нагрузкам, которые определяют номинальную и местную напряженность наиболее нагруженных зон корпусов, узлов разъемных соединений, трубопроводов, патрубков. Анализ напряженно-деформированных состояний увязан с достижением предельных состояний по несущей способности и долговечности и соответствующими запасами прочности. [c.8]

Основное внимание в книге уделено разработке проблем обеспечения прочности и ресурса турбоагрегатов путем анализа напряженно-деформированных состояний при термомеханическом нагружении, регулирования местной нагруженности и повреждаемости, изыскания способов диагностирования состояния несущих элементов в процессе испытаний и эксплуатации. Это относится как к вновь создаваемым, так и к работающим энергоустановкам. [c.12]

Истинная диаграмма деформирования применяется для анализа напряженно-деформированного состояния инженерных объектов, работающих далеко за пределами упругости. Этот вопрос актуален при расчетах процессов прокатки, ковки, штамповки, глубокой вытяжки и т. п. В несущих элементах сооружений или деталей машин подобные проблемы могут возникать при необходимости учета процессов упругопластического деформирования материала в малых областях около так называемых концентраторов местных напряжений — всякого рода отверстий, надрезов и других отступлений от плавных очертаний объекта исследования. [c.54]

Входящие в критериальные уравнения максимальные местные циклические деформации определяют при анализе деформированного состояния конструкции. Для рассматриваемой задачи высокотемпературного циклического деформирования сильфонных компенсаторов (температура 500° С и выше) экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния натурной оболочки в настоящее время практически невозможно. Доступным оказывается только расчетное определение требуемых данных. [c.220]

Возникающие в местах концентрации напряжений трещины, как правило, распространяются под действием циклических эксплуатационных нагрузок в пластически деформированных зонах. В зависимости от конструктивных форм и абсолютных размеров сечений, температуры, скорости и характера нагружения, механических свойств, уровня начальной дефектности и остаточной напряженности в конструкциях могут возникать хрупкие состояния, характеризуемые весьма низкими (до 0,1 сгт) разрушающими напряжениями. Условия образования и развития хрупких трещин при этом оказываются связанными со стадией развития трещин циклического нагружения. В вершине трещин длительного статического, циклического и хрупкого разрушения в зависимости от номинальной напряженности и размеров трещин возникают местные упругопластические деформации соответствующего уровня. Таким образом, оценка несущей способности и обоснование надежности элементов машин и конструкций должны осуществляться на основе анализа кинетики местных упругих и упругопластических деформаций, статистики эксплуатационной нагруженности, энергетических и силовых деформационных критериев разрушения. [c.78]

Возникающие при малоцикловом нагружении деталей в зонах концентрации напряжений местные пластические деформации вьиывают перераспределение напряжений и деформаций и разрушение в условиях нестационарного процесса деформирования. В связи с этим для оценки несущей способности элементов конструкций при наличии концентрации напряжений и деформаций необходим количественный анализ изменения напряжений и деформаций на основании критериев прочности с учетом нестационарности напряженно-деформированного состояния (НДС). [c.4]

Механические испытания в указанных направлениях были осуществлены с широким использованием средств измерения местных упругих и упругопластических деформаций (малобазной тензометрии, муара, сетки, оптически активных покрытий, голографии, интерферометрии) автоматизированных установок с управлением от ЭВМ и от программных регуляторов, имеющих электрогидравлический, электромеханический и электродинамический приводы систем измерения процессов повреждения и развития трещин (оптической микроскопии, метода электропотенциалов и электросопротивлений, датчиков последовательного разрыва, датчиков накопления повреждений, акустической эмиссии, анализа жесткости объекта нагружения) комбинированных (расчетно-эксперименталь-ных) методов и средств изучения напряженно-деформированных состояний и прочности для обоснования программ испытаний и анализа их результатов систем для проведения стендовых испытаний моделей и реальных конструкций, включающих указанные выше средства измерения и регистрации деформаций, накопленных повреждений и длин трещин (сосудов давления, трубопроводов, дисков и лопаток турбин, валов, элементов энергетических и транспортных установок, сварных конструкций). [c.19]

Уточненные оценки прочности на стадии проектирования проводятся с использованием поцикловой кинетики местных упругопластических деформаций, условий суммирования квазистатиче-ских и циклических повреждений при этом может быть учтена неизотермичность нагружения как в расчете напряжений и деформаций, так и в расчете долговечности [1—7]. Проведение таких кинетических расчетов при температурах, не вызывающих ползучесть, реализуется сравнительно несложно, если в эксплуатации имеют место стационарные режимы изотермического нагружения. Для материалов, склонных к циклической стабилизации, этот расчет еще больше упрощается и может быть основан на деформационных критериях разрушения и анализе напряженно-деформированного состояния в исходном (нулевом) и первом полу-циклах нагружения. [c.214]

ШИ относительных перемещений точек при деформации можно пренебречь. Остальные гипотезы, к-рыми пользуется С. м., здесь устранены первоначально в развитии теории упругости они или подтверждаются вполне, или частью, с известным приближением, или отвергаются в связи с анализом отдельных деформаций. Элементарные теории растяжения, кручения круглых брусков, чистого изгиба вполне согласуются с теорией упругости. Изгиб в присутствии срезывающих сил, как оказывается, подчиняется закону прямой линии гипотеза Навье), но не закону плоскости (гипотеза Бернулли). Касательные напряжения при изгибе распределяются по закону параболы, но только в тех сечениях, которые имеют незначительную толщину при большой высоте (узкие прямоугольники). В других сечениях закон распределения касательных напряжений совершенно иной. Для балок переменного сечения, к к-рым в элементарной теории прилагают закон прямой линии и параболы, теория -упругости дает другие решения в этих решениях значения напряжений и деформаций гораздо выше, чем по элементарной теории следует. Общепринятый способ расчета пластин по Баху как обыкновенных балок не оправдывается теорией упругости. Ф-лы С. м. для кручения некруглых стержней не соответствуют таковым в теории упругости. Теория изгиба кривых стержней решительно не совпадает с элементарной теорией Баха-Баумана, но результаты расчета по строгой теории и на основании гипотезы плоских сечений достаточно близки. Поставлена и разрешена для ряда случаев задача о распределении местных напряжений (в местах приложения нагрузки или изменения сечения), к-рая совершенно недоступна теории С. м. Вопрос об устойчивости деформированного состояния, элементарную форму которого представляет в С.м. продольный изгиб, получил в теории упругости общее решение Бриана (Bryan), Тимошенко и Динника. Помимо многочисленных форм устойчивости стержня, сжатого сосредоточенной силой, изучены также явления устойчивости стержней переменного сечения под действием равномерно распределенных сил и другие явления устойчивости балок при изгибе, равномерно сжатой трубы, кольца, оболочек, длинного стержня при скручивании и пр. Теория упругого удара— долевого, поперечного—занимает большое место в теории упругости и включает все большее и большее чис-чо технически важных случаев. Теория колебаний получила настолько прочное положение в теории упругости и в практи-тсе, что методы расчета на ко.чебания проникают область С. м., конечно в элементарном виде. Изучены распространение волны в неограниченной упругой среде (решение Пуассона и Кирхгофа), движение волны по поверхности изотропной среды (решение Релея), волны в всесторонне ограниченных упругих системах с одной, конечно многими и бесконечно многими степенями свободы. В связи с этим находятся решения, относящиеся к колебаниям струн, мембран и оболочек, различной формы стержней, пружин и пластин. [c.208]

В элементах конструкций, изготовленных из упругих и упругопластических материалов, трещины создают высокую местную концентрацию напряжений и деформаций в зонах, при.пегающих к вершине. Исследование напряженного и деформированного состояния в зонах трещин имеет существенное значение для анализа критериев разрушения. В общем случае величины напряжений и деформаций в зонах трещин зависят от формы и размеров элементов конструкций, вида напряженного состояния, а также от конфигурации и размеров трещин. А Трещины в элементах конструкций из упругих материалов рас-. сматривают как предельные источники концентрации напряжений — в виде надрезов с бесконечно малыми радиусами закругления в вершине. При этом выражение для местных напряжений [c.191]

В предыдущих разделах книги проведен анализ эффекта надреза в перлитной стали, показывающий, что наиболее ослабленной зоной в смысле местной концентрации напряжений является поверхность раздела между пластинками цементита и феррита, как правило, на границах зерен или в местах обрыва этих пластинок. Так как в сером чугуне в перлите включены частицы графита, то в отличие от стали при нормальных условиях нагружения, в данном случае в пластинках феррита нельзя получить достаточно большие деформации и напряжения, соответствующие предельному состоянию. Этому препятствует возникающее при мень-нтих напряжениях хрупкое разрушение при малом объеме пластически деформированного металла. Исходная точка разрушения на.ходится у края частицы графита, в наиболее напряженной зоне, положение которой зависит от направления и величины действую-Щ.ИХ напряжений. Причиной этого преждевременного разрушения является эффект надреза, обусловленный присутствием в перлите частиц графита, и поэтому при анализе прочности чугуна необходимо рассматривать концентрацию напряжений у частиц графита. [c.447]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...