Неупругое деформирование при сложном напряженном состоянии

Неупругое деформирование при сложном напряженном состоянии [c.136]

Нетрудно распространить на случай сложного напряженного состояния и непропорционального нагружения и описание неупругого деформирования материала при одноосном нагружении, соответствующее механическому аналогу, изображенному на рис. 3.5, б. Прежде всего для изотропного в упругой области материала (3.24) следует заменить выражением (3.35) и для скорости изменения компонентов девиатора неупругой деформации воспользоваться соотношением [c.140]

Теории деформирования при неизотермическом циклическом нагружении в условиях одноосного и сложного напряженного состояния. Были предложены обобщения теории неупругого деформирования на случай неизотермического нагружения, которые имеют определенные недостатки. Так, использование деформационной теории, в уравнение которой входят текущие значения температуры и значения деформации в моменты поворота траектории нагружения, приводит к неограниченному накоплению односторонней деформации при мягком циклическом нагружении или к неограниченному увеличению напряжений при жестоком нагружении. В то же время деформационная теория позволяет достаточно точно рассчитывать изменения ширины петли при жестком нагружении. Недостатки деформационной теории устраняются, если использовать структурную модель среды [31]. Анализ особенностей использования разных теорий для расчета сопротивления неизотермическому циклическому деформированию конструкций дан в [57]. [c.122]

Путем анализа работы различных групп подэлементов могут быть рассмотрены и более сложные программы сложного циклического нагружения, например, когда циклическое воздействие неортогонально но отношению к статическому или является несимметричным, а также при наличии выдержек в цикле в условиях неизотермического нагружения. Заметим, что в любом случае, когда само циклическое воздействие является пропорциональным (непропорциональность нагружения определяется наличием соответствующей статической составляющей), в стабилизированном состоянии под-элементы делятся на две основные группы соответственно своеобразному разделению функций между ними. Подэлементы, отнесенные к первой из них (группа I на рис. 4.13), испытывают циклическое неупругое деформирование, и наличие постоянной составляющей никак не отражается на их поведении вторая часть подэлементов (группы II и III) при циклическом деформировании работает упруго и уравновешивает постоянную составляющую напряжений. Чем больше размах циклической деформации, тем относительно меньшее число подэлементов принадлежит ко второй части, тем большей может быть накопленная деформация. И тем более данное состояние приближается к условиям, при которых рост деформации по числу циклов не ограничен. [c.100]

Изложены простейшие прикладные варианты теории неупругости, которые могут быть использованы для исследования закономерностей деформирования и разрушения материала при сложном неизотермическом нагружении, а также для расчетов кинетики напряженно-деформированного состояния и прогнозирования ресурса конструкций высоких параметров. [c.1]

Для более сложных нестационарных режимов механического и теплового нагружения в неупругой области, характерных для большого числа рассмотренных выше конструкций, имеющих различные зоны концентрации напряжений, проведение уточненных расчетов с полным отражением кинетики напряженно-деформированных состояний и критериальных характеристик по рис. 12.2 остается пока трудноразрешимой задачей даже при использовании ЭВМ современных параметров. В связи с этим определение малоцикловой прочности и ресурса рассмотренных в гл. 2—10 элементов конструкций должно осуществляться на основе комплексных расчетно-экспериментальных методов, указанных в гл. 1 и в 1 гл. 12. В инженерных расчетах на стадии проектирования обоснование прочности и ресурса можно осуществлять с применением методик, изложенных в гл. 11. [c.269]

При более сложных программах нагружения с немонотонным изменением тепловых и силовых воздействий необходимо рассматривать достаточно малые этапы последовательного нагружения конструкции. На таких этапах удобно оперировать приращениями нагрузок, перемещений поверхностных точек и температур, а соотношения, описывающие напряженно-деформированное состояние, представлять в приращениях напряжений и деформаций. Проследим путь решения задачи термопластичности в пределах малого этапа нагружения, используя вариант модели неупругого поведения конструкционного материала, рассмотренный в п.4.5.5. [c.251]

Для многих отраслей техники характерны конструкции, работающие в условиях интенсивных тепловых и силовых воздействий. Работоспособность и долговечность таких теплонапряженных конструкций зависят от взаимосвязанных факторов, которые являются предметом изучения различных разделов механики теорий теплопроводности, термоупругости, пластичности и ползучести, механики разрушения и др. Однако особенности работы теплонапряженных конструкций требуют, как правило, совместного рассмотрения упомянутых разделов механики и их изложения с единых позиций. Такой путь позволяет инженеру-расчетчику ориентироваться во взаимосвязанных вопросах и квалифицированно подойти к решению достаточно сложных прикладных задач термопрочности. К таким вопросам прежде всего следует отнести постановку, методы и алгоритмы решения задач по определению температурного и напряженно-деформированного состояний элементов конструкций с учетом неупругого поведения материалов при переменных режимах тепловых й силовых воздействий с целью оценки работоспособности и долговечности теплонапряженных конструкций. [c.5]

Теория термоупругости и аналитические методы решения задач термоупругости достаточно подробно разработаны [5, 18, 34, 35]. Однако для реальных элементов теплонапряженных конструкций сложной формы, выполненных из разнородных материалов с зависящими от температуры механическими характеристиками, редко удается воспользоваться аналитическими методами для определения параметров напряженно-деформированного состояния, необходимых для последующего суждения о работоспособности конструкции. В таких случаях более гибкими и универсальными являются численные методы, в частности, построенные на интегральной формулировке задачи методы конечных элементов (МКЭ) и граничных элементов (МГЭ), которые кратко рассмотрены в этой главе применительно к решению плоской, двумерной осесимметричной и пространственной задачи термоупругости. Помимо самостоятельного значения, связанного с анализом работоспособности теплонапряженных конструкций, материал которых вплоть до разрушения работает в упругой области, численные методы решения задач термоупругости также используются при анализе неупругого поведения конструкций, когда он проводится последовательными приближениями или последовательными этапами нагружения и на каждом приближении или этапе решается соответствующая задача термоупругости. [c.219]

Тонкостенные оболочечные конструкции во многих отраслях машиностроения относятся к сложным системам, основные качественные характеристики которых связаны с решением прочностных проблем. Упругий расчет оболочечных конструкций при контактных взаимодействиях и локальных нагрузках является необходимым при решении широкого класса задач прочности. Однако для современных машиностроительных конструкций, работающих в сложных режимах нагружения, исследование напряженно-деформированного состояния и в особенности несущей способности должно быть связано с учетом неупругой области деформирования материала. Роль физически нелинейных теорий при разработке эффективных методов расчета прочности тонкостенных конструкций значительно возросла. [c.222]

Экспериментальные исследования особенностей деформирования металлокомпозитов при сложном напряженном состоянии (в объемах, достаточных для надежной экстраполяции проявляемых ими свойств на траектории нагружения и на температурные режимы общего вида) осложняются анизотропией этих свойств н требуют проведения большого числа достаточно трудоемких испытаний. Преодолеть возникающие трудности и заметно сократить количество необходимых экспериментов позволяет использование (наряду с феноменологическим) структурного подхода к исследованию и описанию неупругих свойств металлокомпозитов. [c.148]

Напряженное состояние многослойных рулонированных оболочек в области упругих деформаций оценивают с помощью разработанных методов теории упругости. При неупругом деформировании многослойных оболочек, которое может иметь место в процессе изготовления (операции намотки, экспандирования) или эксплуатации, определение напряженного состояния расчетным путем, учитывая неоднозначность связей между напряжениями и деформациями, сложный характер нагружения в различных слоях, встречает значительные трудности. Известные экспериментальные методы основаны на использовании модельных материалов или требуют свободного доступа к поверхности исследуемого объекта, что практически неосуществимо по отношению к внутренним слоям. [c.314]

Несколько сложнее оказывается анализ в случае циклов, не имеющих симметрии в конфигурации петли гистерезиса на плоскости г, е . В этом случае удобнее всего начать с определения такого положения петли (форма которой определяется предварительно в соответствии с программой нагружения), при котором ее смещение происходить не будет. Циклы, обладающие данной особенностью, независимо от их конфигурации, по аналогии с предыдущим будем называть симметричными. Рассмотрим, например, весьма характерное и важное для практических приложений нагружение, включающее выдержку в одном из полуциклов. Предположим, что указанным свойством обладает петля, изображенная на рис. 3.20 соответствующие необходимые и достаточные условия могут быть определены с помощью эпюры Эг, представленной на рис. 3.31. Здесь сплошные линии 1, 2, 3 отвечают характерным моментам цикла. Они построены исходя из следующих общих соображений в группе I подэлементов, испытывающих неупругую деформацию в предельном, установившемся цикле, все переходные процессы считаются закончившимися в группе II подэлементов, работающих упруго, при принятом условии среднее напряжение должно быть равно нулю. Подэлементы группы 1 испытывают быстрое циклическое пластическое дее[юрмирование на этапах 2—3 и 3—1 (чем и определяются их состояния в моменты 7 и, 5). В группе ползучесть в одном полу-цикле (участок 1—2) компенсируется быстрым неупругим деформированием обратного знака во втором на участке S—1 зти подэлементы деформируются упруго, чем и определяются их напряжения во все три момента времени. Подэлементы группы Ig работают почти упруго небольшая релаксация напряжения в краткие промежутки времени At в окрестности момента 3 компенсируется релаксацией при противоположном знаке напряжения при длительной выдержке на участке цикла 1—2 (длительность выдержки при положительном [c.72]

Изучение свойств материалов при сложном (отлича щемся от одноосного) напряженном состоянии в условиях пр порционального и тем более непропорционального нагружен требует использования обобщающих характеристик напряжен ного состояния в точке тела. Ниже эти характеристики бу, фигурировать при рассмотрении условий неупругого деформи рования и разрушения. Напомним основные представления тео рии напряженного и деформированного состояния. [c.32]

Результаты, приведенные на рис. 101, свидетельствуют, что предварительное циклическое деформирование оказывает сложное влияние на диаграмму растяжения. Наиболее интересным явля-ется тот факт, что после предварительного циклического нагружения напряжения, соответствующие началу пластического деформирования, существенно превосходят такие напряжения для исходного материала. Так, для монокристаллов ориентировки 1 в исходном состоянии То,01 == 90 МПа при Та == 140МПа, после наработки 10 циклов То,01 = 143 МПа и после наработки 10 циклов То,01 = 155 МПа. Полученная совокупность экспериментальных данных позволяет оценить влияние на величину неупругих деформаций скорости деформирования и истории нагружения. [c.125]

При развитых пластических деформациях можно применять прямые методы расчета, но требуется надежный и сложный аппарат расчета напряженно-деформированного состояния в неупругой области. Существуют более экономные, но менее точные методы расчета на прочность, которые можно бьшо бы назвать косвенными. Идея их состоит в том, что рассчитывается напряженно-деформированное состояние соединения при эксплуатационных нагрузках, когда пластические деформации невелики или даже вовсе отсутствуют. Затем проводится сравнение численного значения критерия напряженно-деформированного состояния в опасной зоне соединения с предельным, т.е. с механлческой характеристикой. [c.261]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...