Последствия концентрации напряжений

ПОСЛЕДСТВИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ [c.400]

С целью изучения последствий концентрации напряжений концентраторы напряжений можно разделить на весьма локальные и размытые. Весьма локальные концентраторы напряжений характеризуются тем, что объем области, занятой материалом с повышенными напряжениями, пренебрежимо мал по сравнению со всем объемом нагруженного тела. В случае размытых концентраторов напряжений объем, занятый материалом с повышенными напряжениями, составляет значительную часть всего объема нагруженного тела. Таким образом, при локальной концентрации напряжений общие размеры и форма всего напряженного тела не будут существенно изменяться в случае текучести материала в зоне концентрации, тогда как при размытой концентрации напряжений они существенно изменятся. Например, малые отверстия и скругления малого радиуса обычно считаются весьма локальными концентраторами напряжений, а крюки и шарнирные соединения серег с проушинами относятся к размытым концентраторам напряжений. [c.400]

С учетом данных выше определений последствия концентрации напряжений можно классифицировать так, как это сделано в табл. 12.1. Из этой таблицы следует, что возможные последствия кон- [c.400]

Таблица 12.1. Последствия концентрации напряжений

Наконец, нужно еще указать на то, что даже большое значение Tj у балки с закруглениями недостаточно большого радиуса во входящих углах еще не влечет особой опасности, если только балка работает всегда на кручение в одном направлении. По этой причине опасаться разрушения конструкции, одним из элементов которой является такая балка, вообще не приходится. Последствия концентрации напряжений сказываются лишь в том, что в соответствующем месте получается незначительная остаточная деформация, из-за чего распределение напряжений изменяется и становится примерно таким, как если бы было сделано более глубокое закругление несколько большего радиуса. Иначе обстоит дело, если нагрузка действует попеременно в противоположных направлениях и если [c.81]

После установления Навье в 1821 г. основных уравнений и создания Коши теории напряжений и деформаций важнейшее значение для развития теории упругости имели исследования Сен-Венана. В его классических работах по теории кручения и изгиба на основе общих уравнений теории упругости дано решение задач кручения и изгиба призматических брусьев. В этих исследованиях Сен-Венан создал полуобратный метод решения задач теории упругости, сформулировал знаменитый принцип Сен-Венана , дающий возможность получить решение задач теории упругости. С тех пор было затрачено много усилий на развитие теории упругости и ее приложений, доказан ряд общих теорем, предложены общие методы интегрирования дифференциальных уравнений равновесия и движения, решено много частных задач, представляющих принципиальный интерес. Развитие новых областей техники требует более глубокого и широкого изучения теории упругости. Большие скорости вызывают необходимость постановки и решения сложных вибрационных проблем. Легкие металлические конструкции привлекают серьезное внимание к вопросу упругой устойчивости. Концентрация напряжений вызывает опасные последствия, поэтому пренебрегать ею рискованно. [c.5]

Последствия неравномерного распределения напряжений следующие 1) увеличивается сопротивление деформации 2) уменьшается способность к пластической деформации (резкая неравномерность распределения напряжений может повести даже к хрупкости, например, надрез, вызывая концентрацию напряжений, ведёт при ударном воздействии сил часто к хрупкости) 3) появляется неравномерное распределение деформаций в объёме тела, в результате чего структура после деформации может оказаться неоднородной в той или иной степени 4) возникают дополнительные (вторичные) взаимно уравновешивающиеся напряжения со всеми вытекающими отсюда последствиями. [c.274]

Сопротивление такому разрушению можно несколько увеличить при проектировании конструкции, уменьшив количество концентраторов напряжений, удалив сварные швы от мест концентрации напряжений, применив методы, которые облегчают получение бездефектных сварных швов и обнаружение трещин. Тем не менее основным способом защиты от такого разрушения является выбор соответствующих материалов конструкции. Материал должен иметь соответствующую вязкость, гарантирующую нормальную работу конструкции без разрушения (неустойчивые трещины) при напряжениях, допускаемых нормами расчета, при наличии дефекта максимального размера. Однако здесь, очевидно, не может быть однозначного решения (да или нет), потому что трудно точно установить максимально возможный размер дефекта. Поэтому для промышленных конструкций существуют различные стандарты, которые уравновешивают (для различного класса сосудов) последствия разрушения и затраты на определение [c.253]

Эрозия лопаток, вызванная попаданием пыли, песка, мелких частиц и прочее, в результате поверхность лопаток покрывается мельчайшей сыпью или рисками (последнее наблюдается на лопатках из нержавеющей стали). Наиболее частым последствием попадания посторонних предметов являются забоины, трещины и вмятины на лопатках компрессора, которые создают очаги концентрации напряжений, ведущие со временем к усталостному разрушению. Особенно опасны забоины у корневых сечений пера лопатки на острых кромках. [c.99]

При конструировании литых деталей необходимо учитывать вредные последствия линейной усадки. В острых внутренних углах при затвердевании отливки образуется стык кристаллов и создается узел концентраций напряжений, который приводит к образованию трещин. Поэтому при сопряжении стенок отливки под углом обязательно предусматривают галтели (закругления). [c.128]

При пуске вновь установленного электрофильтра или при пуске электрофильтра после длительной остановки необходимо еще до подачи газа прогреть аппарат с помощью жаровен с коксом, устанавливаемых над отверстиями бункеров. Нарушение этого правила приводит к температурным деформациям и трещинам в кладке камер, что создает дополнительный подсос воздуха и влаги. Наблюдаются случаи, когда концентрация газа понижается с 10—12% ЗОа перед электрофильтром до 6—8% ЗОз после аппарата. Вследствие этого увеличивается объем газа, проходящего через электрофильтр, ухудшается эффективность улавливания пыли и снижается температура газа. Последнее может вызвать конденсацию серной кислоты и усиление коррозии металлических частей аппарата. Для уменьшения подсоса воздуха необходимо также следить за тем, чтобы верх электрофильтра, а также песочницы и седла колоколов были засыпаны песком. Наблюдаются случаи, когда на электрофильтр подается высокое напряжение через 10—15 мин. после пуска печи. За такой короткий срок электрофильтр не успевает прогреться, температура входящего газа снижается ниже точки росы, что приводит к коррозии металлических частей и образованию наростов пыли на коронирующих электродах. Высокое напряжение на электрофильтр можно давать только тогда, когда температура газа на входе будет не ниже 275—300°. Этим предупреждается осаждение тумана серной кислоты на электродах. Если после разгрузки огарка затвор бункеров закрыт неплотно, происходит также подсос воздуха и влаги со всеми вытекающими отсюда последствиями. [c.27]

В зависимости от требований, предъявляемых к деталям, подлежащим гальванической обработке, должны быть выбраны не только подходящий материал покрытия и толщина его слоя, но таюке состав электролита, оптимальные условия работы и способ нанесения покрытия. Точные указания в этом отношении совершенно необходимы для правильной (в отношении материала и конструкции) обработки поверхности. Конструктор должен давать точные указания для гальванической обработки. Только в этом случае можно избежать недочетов в обработке поверхности, ведущих к серьезным последствиям при механической нагрузке деталей. Необходимо указать на то, что различные составы электролита влияют не только на структуру покрытия, но также и на его свойства важную роль при этом играют пределы колебания концентрации электролита. Наряду с полезными присадками к электролиту (смачивающими веществами, блескообразующими и буферными веществами) заметное влияние на структуру покрытия оказывают загрязнения электролита (шлам анода, обогащение посторонними металлами). Нул но также принимать во внимание, что присадки к электролиту, которые вводятся для сообщения ему определенных свойств (блескообразующие или обеспечивающие твердость), могут оказывать очень нежелательное влияние на другие свойства покрытия. Эти в большинстве очень сложные но строению химические соединения влияют не только на процесс осаждения и сцепления покрытия, но частично проникают в покрытие в качестве посторонних включений, причем возможно возникновение внутренних напряжений. [c.157]

Последствия усталости сказываются особенно на хрупких материалах или при концентрациях остаточных напряжений, способствующих уменьшению подвижности атомов в решетке. Это замечание объясняет роль обработки поверхностей или даже шероховатости в процессе усталостного износа. Например, наклеп поверхностей имеет положительное действие на усталостный износ,если приводить поверхностный слой в состояние хрупкости. [c.407]

Здесь 5= 1,0 1,3 — коэффициент, учитывающий ответственность детали (чем серьезнее последствия поломки детали, тем больше S) К = 1,2 1,5 — коэффициент, учитывающий точность расчета, т. е. степень соответствия расчетной схемы и величины расчетной нагрузки действительным условиям работы детали Т= 1,05 1,20 — коэффициент, учитывающий влияние трудно обнаруживаемых дефектов в материале заготовки детали для деталей из покоьок и проката Т = 1,05 1,10, для литых деталей Т = 1,15 1,20 М = 1,15-г-1,0 — коэффициент, учитывающий вероятную неоднородность качества материала детали и материала образцов, подвергающихся контрольным испытаниям F = 1- -4 — коэффициент, учитывающий влияние формы детали и концентрации напряжений в ней на усталостную прочность он определяется в соответствии со значением коэффициентов концентрации напряжения, которые выбираются из специальных таблиц или графиков. [c.155]

Запасы прочности при расчёте валов и осей должны быть повышены (допускаемые напряжения снижены) в случаях 1) если действующие нагрузки и возникающие в отдельных частях вала напряжения не могут быть точно рассчитаны [например, в случаях а) статически неопределимого вала, опоры которого имеют осадки, не поддающиеся расчёту б) наличия вибраций,не поддающихся расчёту в) такой формы вала, при которой неизвестны эффективные коэфициенты концентрации напряжений ит.д.] 2)если вал (или ось) изготовляется из неоднородного материала, механические качества которого плохо известны 3) если вал (или ось), работающий в условиях высоких температур, может быть подвергнут действию коррозии 4) если вал (или ось) имеет большие абсолютные размеры, при которых сильнее сказываются технологические факторы и внутренние напряжения 5) если вал (или ось) имеет ответственное значение и разрушение его может привести к тяжёлым последствиям (например, оси железнодопожного подвижного состава). [c.509]

Большинство деталей машин (валы, шестерни, болты, рамы, упругие элементы и т. д.) в процессе работы подвергаются воздействию напряжений, переменных во времени. Если уровень переменных напряжений превосходит определенный предел, то в материале деталей происходит процесс постепенного накопления повреждений, который приводит к образованию субмикроскопиче-ских трещин. Длина этих трещин увеличивается, затем они объединяются, образуя первую макроскопическую трещину, под которой понимается трещина протяженностью 0,1—0,5 мм. У корня этой трещины возникает местное увеличение напряжений, называемое концентрацией напряжений, которое облегчает ее дальнейшее развитие. Трещина, постепенно развиваясь и ослабляя сечение, вызывает в некоторый момент времени внезапное разрушение детали, которое нередко бывает связано с авариями и весьма тяжелыми последствиями. Указанный процесс постепенного накопления повреждений в материале детали под действием переменных напряжений, приводящих к изменению свойств материала, образованию, развитию трещин и разрушению детали называют усталостью материала. [c.7]

Изложенное выше особенно актуально для авиационных кон-струкций, многие элементы которых работают в условиях высоких силовых и температурных воздействий. Стремление же -к уменьшению веса конструкции приводит к необходимости использовать высокопрочные материалы, имеющие, как правило, более высокую чувствительность к концентрации напряжений. Недостаточно строгая оценка напряженного состояния и условий прочности в зоне концентрации при проектировании может послужвть причиной разрушения высоконапряжеиных элементов авиационных конструкций и повлечь за собой тяжелые последствия. [c.7]

Трещины, возникающие в затвердевшей отливке в результате внутренних напряжений, называют холодными. Они образуются чаще всего в тонкостенных отливках сложной конфигурации и неравяо.мерного сечения, изготовляемых из сплавов с большой линейной усадкой. При конструировании литой детали необходимо учитывать вредные последствия линейной усадки. В острых внутренних углах при затвердевании отливки образуется стык кристаллов, который при усадке создает узел концентрации напряжений. Поэтому нри сопряжении стенок отливки под углом необходимо предусматривать галтели (закругления). [c.183]

Влияние пластичности на сопротивление повторным нагрузкам проявляется независимо от характера процесса, обсуловливающего изменение пластичности. Так, например, рабЬта при температуре, приводящей к упрочнению сплава и уменьшению пластичности, вызывает увеличение чувствительности к повторному нагружению. Холодный наклеп от механической обработки, обусловливающий снижение сопротивления длительному статическому разрушению и уменьшение длительной пластичности, приводит к таким же последствиям (табл. 4.3). При наличии концентрации напряжений, создающей объемное или плоское напряженное состояние, тормозящее накопление пластической деформации и ползучести, также возрастает опасность преждевременных (по сравнению с предсказанным из условия = 1) разрушений. При выборе сплава для рабочих условий необходимо принимать во внимание конструктивнотехнологические факторы, приводящие к снижению пластичности, следствием которого, как правило, является повышение чувствительности к повторному нагружению. [c.49]

Повреждения котлов иногда вызываются жесткостью соединений частей котлов и затрудненностью их тепловых деформаций, вследствие чего в местах загиба стальных листов, заклепочных швах, местах вальцовки и трубных решетках возникают при работе высокие местные напряжения. При неплотности швов совместное действие высоких механических напряжений и большой концентрации щелочности (вследствие упаривания воды) в месте неплотности может вызвать явления межкристал-литной коррозии металла с весьма тяжелыми последствиями (см. ниже — повреждения барабанов паровых котлов). [c.51]

Практически эта чувствительность к коррозии, обусловленной сигма-фазой, по-видимо му, не очень опасна. Во-пер(Вых, эта фаза образуется лишь при довольно продолжительном нагревании, что исключает В1слкую опасность для сварных щвов. Кроме того, чувствительность к коррозии появляется только при определенном составе стали, близком к пределу появления дельтаферрита или включающем небольщое количество этого компонента. Во-вторых, этот тип чувствительности к коррозии О бна-руживается только в очень небольшом числе специальных коррозионных сред. Следовательно, этот вид коррозии не следует смешивать с классическим типом межкристаллитной коррозии, связанным с осадками карбидов. Необходимо, однако, за.метить, что образование сигма-фазы может привести к тем же последствиям, что и образование карбидов, т. е. к местному уменьшению концентрации хрома или к возникновению местных напряжений. [c.159]

По данным ВТИ при обработке воды для теплосетей присутствие в ней шлама не вызывает каких-либо вредных последствий, если концентрация тонкодисперсной взвеси (окислы железа-Ькарбонат кальция) размером больше 1,2 мкм не превышает 3,0 мг/кг. Установлено, что при напряженности магнитного поля 12-104 (1500 Э) почти 80% частиц карбоната кальция в воде после деаэратора имеют размер меньше 0,5 хмкм, т. е. они приближаются к размеру коллоидных частиц, и лишь 0,4% частиц СаСОз имеют размер больше 1,5 мкм. Оседание таких частиц из движущегося потока не наблюдалось [44]. [c.104]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...