Внешнее давление с растяжением, сжатием

ВНЕШНЕЕ ДАВЛЕНИЕ С РАСТЯЖЕНИЕМ, СЖАТИЕМ 175 [c.175]

Внешнее давление с растяжением, сжатием [c.175]

Однако при растяжении с одновременным воздействием гидростатического давления предельная до разрушения деформация увеличивается достаточно значительно. а разрушающее напряжение возрастает не намного, причем хрупко разрушающиеся металлы при наложении гидростатического давления разрушаются вязко при наличии значительных деформаций. Рассматривая механизмы разрушения с позиций теории дислокаций, И. А. Одинг отмечает, что так как взаимодействуют силовые поля дислокаций, содержащие и касательные, и нормальные напряжения, то трудно говорить, какие же напряжения—растяжения, сжатия или сдвига — ответственны за разрушение . Касательные напряжения, вызывающие пластическую деформацию, приводят к увеличению дефектов кристаллической решетки, росту уровня внутренних напряжений, препятствующих внешним приложенным напряжениям, и подготавливают металл к разрушению. Нормальные напряжения растяжения ускоряют процесс разрушения, а нормальные напряжения сжатия, в частности приложенное гидростатическое давление, подавляют процесс разрушения. [c.447]

Обратим внимание на две качественные особенности полученного решения задачи устойчивости длинной цилиндрической оболочки при кручении. Во-первых, потеря устойчивости такой оболочки при кручении (в отличие от потери устойчивости длинной оболочки при внешнем давлении) сопровождается как изгибом, так и растяжением (сжатием) срединной поверхности. Поэтому в окончательную формулу для величины кр входят две жесткостные характеристики и оболочки и уровень критических напряжений Тнр оказывается существенно выше уровня критических окружных сжимающих напряжений, определяемых формулой (8.68). Во-вторых, значения критических нагрузок в задаче о кручении цилиндрической оболочки определяются с точностью до знака, поскольку в силу симметрии изменение направления кручения оболочки не может отразиться на абсолютном значении критических нагрузок. [c.238]

Можно предположить, что при сжатии или двухосном растяжении в определенном интервале изменения относительной деформации к происходит уменьшение сегментальной подвижности молекул полимера так же, как и при действии внешнего давления. Обычно для расчетов изменения параметров свободного объема в полимере в зависимости от внешнего давления используют уравнение [11, с. 261 ] [c.62]

Глава 8 посвящена экспериментальному исследованию предельных нагрузок тонкостенных композитных элементов конструкций (цилиндрических оболочек при кручении, одно- и многосвязных оболочек при поперечном изгибе, цилиндрических панелей при растяжении в двух направлениях со сдвигом, цилиндрических и плоских панелей при продольном сжатии, замкнутых в вершине оболочек вращения при неравномерном внешнем давлении) при изотермических состояниях и нестационарных режимах нагрева. Значительное внимание уделено описанию методики испытаний, оценке точности воспроизведения и регламентированию нагрузок и температурных полей при испытаниях, сопоставлению экспериментальных данных с расчетными. [c.9]

Излагаются результаты экспериментального исследования закономерностей изменения предельных нагрузок при комнатной и повышенной температурах оболочек в случае кручения [23], одно- и много секционных оболочечных конструкций в случае поперечного изгиба [114], цилиндрических панелей при растяжении в двух направлениях со сдвигом [15], замкнутых в вершине оболочек вращения при неравномерном внешнем давлении 4], цилиндрических и плоских панелей при продольном сжатии. Значительное внимание уделено описанию методики испытаний, оценке точности воспроизведения нагрузок и температурных полей при испытаниях, сопоставлению экспериментальных данных с расчетными. [c.305]

Численные эксперименты включали широкий круг вопросов. Рассмотрены наиболее важные для практики виды нагружения растяжение-сжатие, сдвиг и изгиб силами и моментами на основаниях пакета, нагружение давлением и температурным полем. Исследовано влияние на напряженно-деформированное состояние слоев и жесткостные свойства пакета в целом, основных параметров конструкций, в том числе количества слоев и их относительной толщины, формы меридиана и его протяженности, свойств материала резиновых и армирующих слоев. Внешние воздействия вызывали только осесимметричную и кососимметричную деформацию конструкций. При большом числе слоев в пакете порядок решаемой системы уравнений оказывался высоким, что создавало трудности при численной реализации, связанные прежде всего с техническими возможностями используемых ЭВМ. [c.28]

В случае опытов при совместном воздействии на (тонкостенные.— А. Ф.) трубы внутреннего давления и осевого растяжения и в опытах при осевом сжатии и внешнем давлении уравнение (4.71) может быть записано с использованием двух главных, отличных от нуля условных напряжений Oi и а [c.340]

Изложив общую теорию, авторы применяют свои уравнения в ряде частных случаев. Они показывают, каким образом единственную входящую в их уравнения упругую постоянную можно получить опытным путем из испытаний на растяжение или на равномерное сжатие. Далее, они ставят перед собой задачу о полом круговом цилиндре и выводят формулы для напряжений, вызываемых равномерным внутренним или внешним давлением. Эти формулы используются для вычисления необходимой толщины стенок цилиндра при заданных значениях давлений. В своих исследованиях они пользуются теорией наибольшего напряжения, но предусмотрительно обращают внимание на то, что каждый элемент цилиндра находится в условиях двумерного напряженного состояния и что предел упругости, определенный из испытания на простое растяжение, может оказаться неприменимым к этому более сложному случаю. Следующими вопросами, разобранными в этой части их работы, являются задачи о простом кручении круглого стержня, о сфере, подвергающейся действию сил тяжести, направленных к ее центру, и о сферической оболочке, нагруженной равномерно распределенным внутренним или наружным давлением. Для всех этих случаев авторами выводятся правильные формулы, которые с тех пор нашли разнообразные применения в технике. [c.142]

Однако существуют и другие способы увеличения прочности конструкции. Это предварительное напряжение. Рассмотрим дерево, которое подвергается изгибающим нагрузкам, вызванным давлением ветра. При сжатии древесина значительно хуже работает, чем при- растяжении. Когда напряжение сжатия достигает 30 МН/м , дерево начинает ломаться. И только недавно стало известно, что ствол дерева оказывается предварительно напряженным. Каким-то образом дерево растет так, что внешние слои древесины обычно растянуты (примерно до 15 МН/м ), в то время как внутренние сжаты. Примерное распределение предварительных напряжений в сечении ствола показано на рис. 4.29, б, напряжений только от изгиба — на рис. 4.29, а и суммарных напряжений — на рис. 4.29, в (на рис. 4.29 Р — растянуты волокна, С — сжаты волокна). Дерево уменьшает наибольшую величину сжимающего напряжения примерно вдвое, правда, при этом возрастает максимальное растягивающее напряжение, но дерево вполне с ним может справиться. [c.89]

Если линия действия внешней силы Е параллельна продольной оси бруса и не совпадает с ней, брус испытывает внецентренное растяжение или сжатие. Точка пересечения линии действия силы с плоскостью поперечного сечения называется полюсом или центром давления. Его координаты в системе главных центральных осей д и У равны Х/ и у/. [c.80]

Дополним внешнюю нагрузку, действующую на стержень до всестороннего сжатия (рис. 321), добавляя и вычитая осевые силы pF (F — площадь сечения образца). Всестороннее давление по теории максимальных касательных напряжений и по энергетической теории не оказывает влияния на возникновение пластических деформаций. Осевое же растяжение дает разрыв с образованием шейки. [c.216]

С. И. Губкин предложил средний показатель деформируемости, учитывающий неоднородность напряженно-деформированного состояния в технических процессах обработки металлов давлением, когда изменяются величина и направление главной деформации в различных точках деформируемого тела, могут изменяться и знаки напряжений. В результате этого, например, при всестороннем внешнем сжатии в отдельных частях тела могут появиться напряжения растяжения. Поэтому автор предложил характеризовать деформируемость средним арифметическим нескольких единичных показателей. Практически он рекомендует среднее из сужения площади при разрыве и максимального обжатия при появлении первой трещины в процессе осадки. [c.94]

После рассмотрения важнейших точек зрения по вопросу собственных напряжений в гальванических покрытиях и по вопросу связи основного металла и покрытия необходимо ответить на вопрос, как влияют различные состояния собственных напряжений на основные свойства материалов (вредные собственные напряжения могут снизить более чем на 50% показатели прочности). Причем соотношения собственных напряжений и напряжений от нагрузки (т. е. появляющихся в результате действия внешних сил) до настоящего времени полностью не выяснены даже для образцов или конструктивных деталей без гальванических покрытий. Это зависит прежде всего от того, что пока нет унифицированных классификаций собственных напряжений, а также от того, что весь вопрос слишком упрощают. В результате при малых сечениях возникающие у поверхности под действием внешних сгибающих сил пики напряжений до известной глубины действия оказываются уменьшенными имеющимися в краевой зоне собственными напряжениями сжатия. Практическое предохраняющее действие и успешное применение собственных напряжений (например, полученных под действием струи дроби или давления на поверхность) в ряде случаев качественно подтвердили это представление. В соответствии с этим предел усталости снижается собственными напряжениями растяжения и по- [c.175]

На рис. 91 показана схема устройства для испытания образцов на растяжение и сжатие в условиях гидростатического давления. Для раздельного нагружения плунжеров применен сило-распределитель, выполненный в виде жестко связанных с плунжерами упругих элементов (пластин), воспринимающих усилия со стороны внешней системы нагружения посредством регулируемых [c.213]

Механизм образования температурных напряжений в цилиндрической части головки поршня сводится к тому, что гребень поршня вследствие более значительного по сравнению с другими частями конструкции теплового расширения смеш,ается в сторону от центра, порождая тем самым кинематический фактор возникновения температурного изгиба. Поскольку направление температурного изгиба совпадает с направлением изгиба от действия сил давления газов, то качественный характер распределения температурных напряжений будет аналогичен распределению механических напряжений. Иначе говоря, на внешней поверхности цилиндрической части головки поршня появляются температурные напряжения сжатия, а на охлаждаемой поверхносги — температурные напряжения растяжения. В силу специфики температурного изгиба цилиндрической части головки большая часть потенциальной энергии деформации поглощается в зонах первой и второй кольцевой канавки, отличающихся более слабой способностью сопротивления. Это находит отражение в значениях температурных напряжений. Так, температурные напряжения сжатия на цилиндрической поверхности первой и второй кольцевых канавок составляют около 180 МПа. При этом температурные напряжения растяжения на охлаждаемой поверхности напротив первой и второй кольцевой канавки достигают значения 160 МПа (рис. 9.6). [c.151]

При реализации схем, в которых на образец действует внешнее давление, одной пз самых сложных проблем является измерение сил и деформаций. В связи с жесткими ограничениями размеров камеры высокого давления Б качестве упругого элемента динамометра используют элементы схемы осевого нагружения, а в качестве датчиков деформации — малогабаритные емкостные или индуктивные дефор-мометры. При упругих деформациях и температурах, близких к нормальным, можно использовать наклеенные на образец тензорезисторы. Если не требуется независимое задание давления и осевой нагрузки, например при исследовании пропорциональных статических нагружений, то для создания осевой силы (растяжения или сжатия) используют нескомненсироваиные площади специальным образом изготовленного образца. В этом случае осевые усилия определяют с меньшей точностью из-за необходимости введения поправок на силы трения. Установки с внешним давлением часто изготов- [c.20]

Аналогично ведет себя под нагрузкой и тонкая упругая оболочка, если закрепления ее торцов допускают чисто изгибную деформацию срединной поверхности без растяжений и сдвигов начальные неправильности с самого начала нагружения приводят к появлению дополнительных прогибов, которые монотонно увеличивак)тся по мере роста нагрузки. С приближением нагрузки к критическому значению дополнительные прогибы растут столь интенсивно, что критическое значение нагрузки, найденное для оболочки идеальной -формы, будет практически предельным для всякой реальной оболочки (как и в случае сжатого упругого стержня). Например, так деформируются реальные длинные цилиндрические оболочки под действием внешнего давления. [c.245]

Теоретически в эксперименте можно получить любое трехосное напряженное состояние, кроме случая трех растягиваюхцих-напряжений нагружая тонкостенну)ю трубу комбинацией осевого растяжения или сжатия и одновременно внутренним или внешним давлением. Результатам такого испытания можно дать количественную оценку даже после возникновения пластического течения, благодаря тому, что напряжения распределены практически равномерно но толщине и могут быть найдены из несложного статического анализа. Подобные, а также и более простые испытания неоднократно проводились ранее, и здесь либо многое уже - обнаружено, либо с большой степенью достоверности домыслено то, каким путем происходят в материале пластическое течение и разрушение в общем случае напряженного состояния, - [c.34]

В последнее время в механике разрушения придают большое значение экспериментальному изучению распространения трещин в материалах. В связи с технической сложностью осуществления двухосного напряженного состояния на плоских образцах особого внимания заслуживают тонкостенные трубчатые образцы (цилиндрические оболочки), па которых путем комбинации внутреннего или внешнего давления, растяжения — сжатия и кручения можно получить плоское напрял<енное состояние в широких пределах изменения главных напряжений. Применение таких образцов требует теоретического решения соответствующих задач. Рассмотренная вьнпе задача о напряженном состоянии цилиндрической оболочки с произвольно ориентированной трещиной может служить теоретической основой для проведения таких экспер№ментов. [c.296]

В предыдущем параграфе мы на примере цилиндрической трубки, подвергающейся действию продольного равномерного сжатия, ознакомились с характерными особенностями деформации (выпучивания) оболочки, сопровождающейся растяжением срединной поверхности. Во всех аналогичных случаях выражение для критической нагрузки, как и в формуле (101), будет состоять из двух членов из члена, зависящего от растя жения и пропорционального А, и из члена, зависящего от изгиба и пропорционального Л. Укажем лишь еще на один практически важный пример цилиндрической трубы, подверженной действию постоянного внешнего давления р Kzj M , устойчивость которой исследуется так же, как и в предыдущем параграфе. Случай бесконечно длинной цилиндрической трубы мы уже рассмотрели в 12 первого тома. В 108 мы уже указали, что потеря устойчивости (сплющивание) в этом случае происходит при деформации, не сопровождающейся растяжением срединной поверхности, так что критическое давление выражается лишь одним [c.373]

При помощи метода Рэлея — Ритца исследуются свободные изгибные колебания и упругая устойчивость кольцевых пластинок при действии равномерно распределенной внутренней растйгивающей силы причем в качестве функций, аппроксимирующих колебания пластинок для восьми различных типов граничных условий, например защемления, шарнирного опи-рания и свободного края, используются простые полиномы. Установлено, что критическая форма устойчивости для пластинок при действии внутреннего растяжения никогда не соответствует осесимметричной форме и пластинка всегда изгибается вначале с конечным числом окружных волн. Число окружных волн, образующихся в результате потери устойчивости, увеличивается с увеличением величины коэффициента, характеризующего размеры выреза, а также с увеличением величин геометрических констант на краях (как для пластинок, нагруженных внешним сжимающим давлением). Для характерных значений коэффициента интенсивности нагружения, равного отношению текущего значения нагрузки к критическому при потере устойчивости, получены точные значения собственных частот колебаний при различных значениях размеров вырезов, сочетаний граничных условий и для широкой области изменения числа окружных волн. Формы потери устойчивости и значения основной собственной часто.ты колебаний нагруженных пластинок зависели в каждом случае от граничных условий так же, как и от значения коэффициента, характеризующего интенсивность нагружения. Было обнаружено, что условное предположение для кольцевых пластинок при действии внутренних сил о том, что растягивающие (сжимающие) силы в плоскости пластинки увеличивают (уменьшают) собственную частоту колебаний, является справедливым только для осесимметричной формы. С увеличением порядка осесимметричной формы колебаний проявляется противоположная тенденция в поведении пластинки в том смысле, что собственная частота колебаний пластинки при действии внутреннего растяжения (сжатия) возрастает (падает) с увеличением величины нагрузки. [c.30]

Прочность характеризует свойство металла или сплава сопротивляться действию внешних сил. По способу действия внешних сил различают прочность на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, усталость и ползучесть металла с определением соответствующего предела прочности, выраженного в кПмм . По системе (СИ) предел прочности — это давление, равное 1 н на 1 (1 н/м" ), при котором испытуемый образец металла разрушается. [c.6]

На фиг. 22,6 показаны зоны различных деформаций при осадке цилиндрической заготовки. Установлено, что деформируемый объем при этом имеет характерные зоны / — зоны затрудненной деформации благодаря влиянию сил внешнего трения II — зона наиболее интен--сивной деформации, расположенная к действующему усилию под углом 45° III — зоны средних по величине деформаций. В центре имеем схему объемного сжатия, а на боковых частях сжатие с растяжением. Этим объясняется неравномерное распределение давлений по контактным поверхностям. На краях образца удельное давленне равно пределу текучести деформируемого металла (фиг. 22,г), а к [c.80]

В технике высоких давлений, кроме посадки, применяется так называемое автофретирование, которое заключается в предварительной нагрузке цилиндра внутренним давлением, большим рабочего, с таким расчетом, чтобы во внутренних слоях цилиндра возникали пластические деформации. После снятия давления во внешних слоях цилиндра сохраняются упругие напряжения растяжения, а во внутренних слоях возникают напряжения сжатия (рис. 321). [c.286]

С натягом, либо предварительно нагружают сосуд давлениями, превышающими рабочие, чтобы получить остаточные напряжения (во внутренних слоях — сжатие, во внешних — растяжение). С этой точки зрения сварочные термические напряжения также можно рассматр шать как упрочняющие, увеличивающие общую работоспособность цилиндра. [c.52]

Такая точка зрения может быть подкреплена другим примером. Мы действительно ожидаем единственности в одном случае, а именно при однородном растяжении или сжатии стержня, подвергнутого одноосному нагружению растягивающими напряжениями t или давлением —1. Однако, согласно (VII. 2-16), в граничной задаче с заданными усилиями задаются не эти усилия а усилия tx на единицу площади в отсчетной конфигурации х. Пусть растягивающие усилия tx действуют наружу по плоским торцам стержня в конфигурации х. Существуют две различные деформированные конфигурации х. соответствующие поставленному условию. В одной из них усилия по-прежнему действуют во внешние стороны, как растягивающие, на деформированные торцы в другой —торцы поменялись местами после поворота стержня на угол 180°, и. Поскольку направления усилий фиксированы, усилия стали сжимающими. Актуальные усилия t различны в этих двух случаях, поскольку в одном случае площадь торцов будет уменьшаться, а в другом — увеличиваться. Мы ожйдаем, что каждая из этих задач должна иметь в точности одно однородное ) решение. Кроме того, классическая теория продольного изгиба стержней заставляет нас ожидать, что если и достаточно велико, то наша задача должна иметь еще и неоднородные решения, соответствующие сжатию. Наконец, явление образования шейки наводит на мысль, что могут быть также неоднородные решения, соответствующие достаточно большим растягивающим усилиям. [c.268]

Прочность связей. Под действием давления в межрубашечном пространстве в связях реализуется двухосное напряженное состояние с компонентами Ор и Осж причем Ор — напряжение растяжения связи, а — напряжение сжатия, нормальное к боковой поверхности связи. Так же, как и при расчете спая, напряжение определяется из равенства внешнего и внутреннего усилий в связи. Для ребер [c.180]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...