Коэффициент концентрации напряжений в упругой области

Определение коэффициентов концентрации напряжений в упругой области для надрезов гиперболического профиля [c.131]

КОЭФФИЦИЕНТ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ В УПРУГОЙ ОБЛАСТИ [c.401]

Коэффициенты концентрации напряжений а и деформаций al в области упругопластических деформаций связаны с коэффициентом концентрации напряжений в упругости следующим приближенным соотношением [c.135]

Коэффициент концентрации деформаций Ке, как указано выше, зависит т уровня концентрации напряжений в упругой области а , интенсивности номинальных напряжений и сопротивления материала упругопластическим деформациям. [c.23]

Гипотезы, объясняющие ослабление эффективности концентрации напряжений по сравнению с тем, которое должно вытекать из распределения напряжений в упругой области, и зависимость коэффициентов k , kj от ряда факторов (размеров, свойств материала и т. д.), высказанные различными авторами, не позволяют пока вычислять значения этих коэффициентов для различных случаев расчетной практики исходя из первичных свойств металла. Поэтому для расчета деталей машин следует использовать экспериментальные данные, применяя в случае необходимости интерполяцию. [c.670]

Рис. 5. Влияние величины коэффициента концентрации напряжений в области упругих деформаций в надрезах

Значения местных условных упругих напряжений в сварном соединении при малоцикловом нагружении не должны превышать допускаемых значений напряжений, определяемых по (13) с запасами прочности по напряжениям о=2 и по числу циклов пм = = 10. Для вычисления местных напряжений в сварных соединениях необходимо располагать данными по значению коэффициентов концентрации как в упругой, так и в упругопластической областях. [c.278]

Многочисленные теоретические и экспериментальные исследования показывают, что в области резких изменений формы упругого тела (отверстия, выточки и т. п.), а также в зоне контакта деталей создается местное повышение напряжений, получившее название концентрации напряж ений. Основными показателями местных напряж ений являются теоретические коэффициенты концентрации напряжений [c.93]

В методиках расчета, разработанных Институтом машиноведения АН СССР, сделан ряд допущений и упрощений, позволяющих выполнить расчет прочности и долговечности в рамках инженерных возможностей — с использованием аналитических зависимостей для кривых малоциклового разрушения, базовых статических и циклических свойств материала и схематизированных режимов эксплуатационного нагружения. Расчет местных напряжений и упруго-пластических деформаций проводится на базе коэффициентов концентрации напряжений и деформаций в упругой области. Эти коэффициенты устанавливаются по теоретическим коэффициентам для заданных уровней номинальных нагружений с учетом сопротивления материалов неупругим деформациям при статическом и циклическом нагружении. Нестационарность режимов нагружения в инженерных расчетах учитывается по правилу линейного суммирования повреждений. Расчеты выполняются для стадии образования трещины в наиболее нагруженных зонах рассматриваемых элементов конструкций. [c.371]

Рис. 9. Максимальный коэффициент концентрации нормальных напряжений на поверхности раздела при поперечном нагружении композита в упругой области. Квадратное расположение волокон 0 ц/ = 120 [21], / =20 [21], X EJE =2Q [2], ф Е /Е — д [21 гексагональное расположение волокон А / =20 [21 Г.

Изложенные закономерности сопротивления термоциклическому нагружению относятся к однородным напряженным состояниям растяжения — сжатия или чистого сдвига. Они являются основой для определения малоцикловой несущей способности неоднородно напряженных элементов конструкций. Эта циклическая напряженность находится в упругопластической области, являясь при стационарном внешнем нагружении нестационарной в силу процессов перераспределения деформаций и напряжений при повторном деформировании. Анализ полей деформаций в зонах наибольшей напряженности элементов, особенно в местах концентрации, связан с решением достаточно сложных краевых задач, о чем далее будут изложены некоторые данные. Применительно к задачам концентрации напряжений и деформаций представилось возможным применить решение Нейбера [23], связывающее коэффициенты концентрации напряжений и деформаций Ке, в упругопластической стадии с коэффициентом концентрации напряжений а в упругой стадии. Анализ ряда теоретических, в том числе вычислительных, решений и опытных данных о концентрации деформаций позволил [241 усовершенствовать указанное решение путем введения в правую часть соответствующего выражения функции F (5н, а, тп), отражающей влияние уровня номинальных напряжений Он, отнесенных к пределу текучести, уровня концентрации напряжений а и показателя степени т диаграммы деформирования при степенном упрочнении. Зависимость Нейбера в результате введения этих влияний выражается следующим образом [c.16]

Бесконечная пластина постоянной толщины с отверстием под действием осесимметричного растяжения. В этом случае также имеется [ 1 ] аналитическое решение для упругопластического деформирования пластины, полученное с помощью формул для осесимметричного диска. Случай нагружения растягивающими силами на бесконечности представляет интерес с точки зрения исследования концентрации напряжений за пределами упругости. Так как радиальные напряжения на контуре отверстия равны нулю, текучесть в пластине начинается при достижении кольцевыми напряжениями предела текучести на этом контуре. С учетом коэффициента концентрации в упругой области, равного 2, получаем, что текучесть начинается при внешней нагрузке = 0,5 а , а при увеличении р вдвое, т. е. =а , несущая способность пластины исчерпывается и вся пластина переходит в пластическое состояние. Для случая материала пластины без упрочнения радиус границы Гт, отделяющей упругую область от пластической, определяется соотношением [c.213]

За пределами упругости, при отсутствии упрочнения, интенсивность напряжений во всех точках пластической области равна пределу текучести материала. Поэтому, если определить теоретический коэффициент концентрации напряжений как отношение эквивалентных напряжений, то величина его для принятого отношения = 0,8 равна обратному значению этого отношения, т. е. 1,25. Если же теоретический коэффициент концентрации напряжений определять как отношение наибольших главных напряжений, то его величина будет в соответствии с расчетом равна 1,43. Таким образом, независимо от способа определения эффективного коэффициента концентрации величина его уменьшается с развитием пластических деформаций [1]. [c.214]

Более простым и в то же время достаточно точным для инженерных расчетов оказывается использование интерполяционных зависимостей, связывающих коэффициенты концентрации напряжений и деформаций в упругой и неупругой областях деформирования. Это имеет практическое значение в связи с тем, что именно максимальные местные деформации в зонах концентрации определяют сопротивление длительному малоцикловому и неизотермическому нагружению, а знание полей деформаций всей детали не является обязательным. [c.186]

Далее следует рассмотреть, каким образом изменяются коэффициенты концентраций напряжений и деформаций после достижения устойчивого напряженного состояния. Эти коэффициенты в упруго-пластичной области в надрезанных [c.116]

В некоторых случаях коэффициент концентрации напряжений определяют с учетом пластических деформаций в зоне краевого эффекта. Такое решение дает более полное представление о распределении напряжений в реальном днище по сравнению с решением в упругой области, но оно все же не устраняет основного недостатка самого подхода к расчету днищ по допускаемым напряжениям невозможность правильно оценить работоспособность днища из пластичного материала. [c.376]

Далее в формулы для определения напряжений и деформаций в зоне трещины вводятся относительные напряжения ст — а/ао.2 и относительные (по отношению к ео,г) деформации 8=е/ео,2- Тогда соотношение для определения Ki в упругой области записывается в виде /fi = а - /яГ а коэффициент концентрации деформаций — в виде [c.23]

Приведенные выше данные о коэффициентах концентрации деформаций и напряжений можно использовать для приближенной оценки кинетики полей деформаций в зонах концентрации при статическом и циклическом нагружении [7], Теоретические коэффициенты концентрации в упругой области щ, коэффициенты концентрации деформаций Ке и напряжений Кд в упругопластической области в уравнениях (57)—(64) характеризуются отношениями интенсивностей максимальных местных деформаций или напряжений к интенсивности номинальных деформаций и напряжений. Для других точек в зонах концентрации интенсивности местных деформа- [c.33]

Дальнейшие уточнения коэффициентов концентрации осуществлялись путем введения в уравнения (41) поправочных функций и постоянных множителей, определяемых по диаграмм деформирования, а также на базе допущений о равенстве энергий деформаций в зоне концентрация для стадии упругого и упругопластического деформирования. Наибольшее распространение в расчетах максимальных местных напряжений и деформаций получили [2, 3, 7, 9, 11, 16, 2 ) формулы Нейбера и Хардрата—Омана. Анализ этих формул проведен в работах [2, 7, 16, 21 ]. Эти формулы позволяют определить коэффициенты концентрации напряжений Kq и деформаций Ке в упругопластической области по известным значениям коэффициента концентрации напряжений в упругой области [c.22]

При установившемся режиме циклического нагружения задача сводится к определению размаха деформации в зоне концешрации. Эго достигается использованием соотношения (10.2.2) Нейбера [207], связывающего коэффициент концентрации напряжений в упругой области и коэффициенты концентрации напряжений и деформаций при упругопластическом нагружении [c.363]

Для определения коэффициентов концентрации напряжений в упруго-пластической области необходимо знать кривую деформирования материала. Методика расчета значения коэффициентов концентрации для указанного случая предложена Л. Б. Гецовым >[28]. [c.131]

Барабаны и камеры имеют ослабления одиночными отверстиями большого диаметра и полями отверстий малого диаметра. Около края отверстия в цилиндрическом сосуде, нагрулсенном внутренним давлением, возникает концентрация напряжений. В упругой области эти напряжения могут быть определены расчетным путем методами теории упругости. В плоской пластине большой ширины, растягиваемой в одном направлении, коэффициент концентрации напряжений достигает 3, т. е. нормальные напряжения около отверстия в 3 раза больше средних [Л. 158] (рис. 7-10). Нормальные напряжения а в пластине, направленные параллельно растягивающим силам, приложенным по ее концам, могут быть найдены как [c.397]

Примечания 1. Значения коэффициентов концентрации а в упругой области металла, для условии ползучести при температуре 545 °С определены для наиболее повреяедаемой зоны со стороны корпуса, для участка углового шва, ориентированного нормально вектору окружных напряжений. [c.126]

Независимо, Форрест [136] установил величины коэффициента концентрации напряжений в пластической области непосредственно при снятии динамических диаграмм напряжение—деформация и распределения напряжений в упругой области [c.184]

При наличии в теле трещины для суждения о характере ее распространения и тем самым для суждения о прочности также необходимо знание напряженного состояния. Задача онределения нанряжешюго состояния около конца трещины отличается от обычных задач онределения концентрации напряжений тем, что геометрически линеаризованная постановка краевых условий и физически линейная теория упругости приводят к бесконечным напряжениям и бесконечным градиентам напряжений в конце тонкого разреза. При этом понятие коэффициента концентрации напряжений теряет смысл. Разумеется, мол<ио было бы пытаться сохранить числовое безразмерное выражение коэффициента концентрации напряжений посредством учета сложных детальных особенностей деформации материала у конца разреза. Однако для решения задач о трещине совсем не обязательно интересоваться, детальными процессами, идущими в весьма малой окрестности конца разреза [155, 168]. Достаточно знать характер и интенсивность напряженного состояния в области, окружающей конец разреза вместе с малым объемом, где сосредоточен механизм разрушения (рис. 12.1). Это означает отказ от использования коэффициента концентрации напряжений в пользу a HMntoTH4e Koro [c.79]

Согласно этому методу,, частично упорядоченную реальную струк-туру армированного материала заменяют некоторой моделью, состоящей из периодически чередующихся в пространстве компонентов материала. Расчет упругих констант такой модели состоит в решении граничной задачи для многосвязной области. К настоящему времени результаты получены в основном для моделей однонаправленных волокнистых структур, в работе [10] решение представляется в виде ряда по эллиптическим функциям комплексного переменного. Численная реализация с применением ЭВМ позволила уточнить расчетные значения упругих констант композиционных материалов при различной геометрии укладки волокон в поперечном сечении однонаправленного материала. Одновременно выявлено влияние укладки на коэффициент концентрации напряжений в сплошных и полых волокнах. [c.55]

Теоретические (Ki)reov и экспериментальные (/С )эксп коэффициенты концентрации напряжений для различных слоистых композитов показаны на рис. 3.16 [24, 25]. Коэффициенты (К()эксп определены по величинам напряжений, измеренных при нагружении образцов с концентраторами напряжений в упругой области. Во всех случаях нагрузка прикладывалась в направлении осей симметрии материала. Как видно, применяя линейный подход, можно получить довольно хорошее [c.127]

Концентрация напряжений в металлических материалах, связанная с надрезами, канавками, отверстиями или другими дефектами, как правило, приводит к снижению предела выносливости. Необходимо отметить, что усталостная трещина сама по себе является надрезом, вызывающим высокуто концентрацию напряжений. В области концентратора повышается локальное напряжение в материале. Фактическое напряжение у вершины концентратора Стах значительно больше номинального а Отношение Отах/Оц=а называется теоретическим коэффициентом концентрации напряжений при их упругом распределении. Снижение пределов выносливости при наличии концентратора напряжений оценивается эффективными коэффициентами концентрации [c.87]

Концентрация напряжений — местное повышение напряжений вблизи отверстий, резьбы и других изменений конструктивных форм. Картина напряженного состояния в выточке образца, подвергнутого растяжению в упругой области, показана на рис. 62. В вершине надреза имеет место объемное напряженное состояние с главными напряжениями 01, 02 и ffa. Зависимость между максимальными и номинальными напряжениями имеет вид атах= Од Он, гдеОд—теоретический коэффициент концентрации напряжений, зависящий от геометрии концентратора, размеров образца и вида напряженного состояния. [c.119]

Более простым и достаточно точным для инженерных расчетов является метод, основанный на использовании интерполяционных зависимостей, связьшающих коэффициенты концентрации напряжений и деформаций в упругой и неупругой областях деформирования. Этот метод имеет практическое значение, поскольку именно максимальные местные деформации в зонах концентрации определяют сопротив-леьше длительному малоцикловому и неизотермическому нагружению. [c.22]

Для перехода от значений внешних нагрузок (номинальных напряжений) к локальным напряжениям и деформациям необходимо располагать в соответствии с нормами расчета энергетических конструкций на малоцикловую усталость [2] значениями кэффициен-тов концентрации напряжений (при упругих деформациях) и коэффициента концентрации деформаций К , если местные напряжения превышают предел текучести материала. Если для геометрических концентраторов напряжений типа отверстий, галтелей, выточек и т. п. такие данные в области упругих деформа ий широко представлены в работах [3, 4], то применительно к сварным соединениям строительных конструкций такая систематизация до настоящего времени отсутствует. В связи с этим были проведены исследования зон концентрации напряжений и деформаций в стыковых и угловых швах при простейших способах нагружения (растяжение, изгиб) с применением [5] методов фотоупругости и фотоупругих покрытий. При исследованиях варьировались следующие величины, характеризующие геометрию сварного шва и определяющие уровень концентрации напряжений для стыковых швов — относительная высота наплавленного металла к его ширине q e, относительная ширина шва е/5, радиус перехода р и толщина свариваемых пластин з для угловых швов — соотношение катетов, радиус перехода р и толщина з. Диапазон изменения этих параметров был выбран на основе стандартных допусков на геометрию швов, выполненных ручной дуговой сваркой плавящимся электродом, автоматической и полуавтоматической под слоем флюса и дуговой сваркой в защитных газах. Было принято, что в стыковых сварных соединениях относительная высота валика шва не превышает 0,7, а относительная ширина шва находится в пределах 0,03 е/з 3,4. С увеличением толщины свариваемых пластин относительная высота и относительная ширина шва. [c.173]

В противоположность гладкому образцу в образце, имеющем круговой надрез, наблюдается значительная неравномерность распре деления напряжений по его сечению. Концентрация напряжения у основания над[№за в упругой области работы металла поддается аналитическому расчету и обычно оценивается коэффициентом, которь(й показывает, насколько наибольшее напряжение превышает номинальное напряжение, оп рюделяемое обычными методами сопротивления материалов. Коэффициент концентрации гю Нейберу [5] определяют при помощи таблиц или графиков, составленных для определенных форм надрезов, ослаблений стержня или переходных участков стбржня. [c.9]

В стандарте В 1515 не делается различия между подкреплением, выполненным путем локального увеличения толщины оболочки в окрестности отверстия (интегральное подкрепление),, и подкреплением за счет приварки накладки к основной оболочке (подкрепление с помощью наКладки),хотя в последнем случае на геометрию накладки устанавливаются некоторые ограничения 2]. Цель настоящей работы — исследовать в упругой области подкрепление с помощью накладки, ч гобы можно было сравнить коэффициенты концентрации напряжений для сферической оболочки при двух видах подкрепление, (интегрального и с помощью накладки). Предполагается, Чт6 р атрубок с оболочкой соединяются впритык. [c.59]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...