Концентрация напряжений в закруглении

Радиусы под головками болтов, винтов и шурупов. Пояс то-ровой поверхности, радиусом которой является радиус закругления под головкой болтов, винтов и шурупов, предназначен для уменьшения концентрации напряжений в месте перехода усилий от стержня болта (винта, шурупа) к его головке. Форму и размер радиуса R показывают на проекции на плоскость, параллельную оси болта (винта, шурупа) (рис. 308). С размером Л и диаметром d стержня (резьбы) болта связан размер d , обеспечивающий расчетную величину опорной площади головки. Определяющим размером служит диаметр d резьбы болта, винта, шурупа [см. ГОСТ 24670-81 (СТ СЭВ 1014-78)]. [c.179]

Величина теоретического коэффициента концентрации напряжений в данном случае зависит ог соотношения диаметров с1 к О сопрягаемых участков балки, а также от радиуса закругления г в месте сопряжения этих участков. [c.217]

Чтобы уменьшить концентрацию напряжений в деталях, испытывающих деформацию изгиба, необходимо предусматривать плавные переходы от одного размера сечения к другому, закругления в углах, уменьшение жесткости более массивной части детали в месте перехода и т. п. Все это приводит к заметному снижению коэффициента концентрации и, следовательно, благоприятно сказывается на прочности деталей. [c.217]

Для иллюстрации влияния формы выточки на концентрацию напряжений рассмотрим случай паза (шпоночной канавки) с резко очерченными углами (рис. 228). Опыты, проведенные с полым валом наружного диаметра d = 254 мм и внутреннего 4 = 147 мм, с глубиной паза h = 25,4 мм и шириной Ь = 63,5 мм при различных радиусах р выкружки в углах, показали, что наибольшие напряжения в закругленных углах равны наибольшим напряжениям в таком же валу без паза, умноженным на коэффициент концентрации а , значения которого приведены в табл. 15. [c.237]

Такое высокое значение коэффициентов концентрации при кручении валов с отверстием (часто такие отверстия делают для смазки) обязывает особенно осторожно подходить к выбору размеров валов, изготавливаемых из хрупких материалов. Для снижения концентрации напряжений в машиностроительной практике приходится прибегать к различным технологическим мерам сглаживанию резких переходов, закруглению кромок (у отверстий) и т. п. [c.240]

Исследования проводили на консольных ступенчатых образцах с диаметром рабочей части 20 мм, различную концентрацию напряжений в которых создавали, изменяя радиус закругления галтели при сохранении постоянным соотношения диаметров рабочей и посадочной части образца. Для получения сопоставимых результатов испытаний на усталость образцов с остаточными напряжениями и без них термообработку (отличающуюся только температурой отпуска после закалки) проводили, охлаждая образцы либо на воздухе, либо в воде. Механические свойства исследуемой стали (табл. 13), изменяющиеся с повышением температуры отпуска, практически не зависят от среды, в которой проводится охлаждение. Вместе с тем охлаждение в воде приводит (в отличие от охлаждения на воздухе) к образованию в поверхностных слоях образцов остаточных на-прял<ений сжатия, увеличивающихся с повышением температуры отпуска. Значения этих напряжений, определенные для цилиндрических образцов диаметром 20 мм и длиной 150 мм, после отпуска при температурах 500, 600, 650 и 700 °С и охлаждения в воде составили 65, 270, 380 и 470 МПа соответственно. [c.92]

Концентрация напряжений в пластинке-полосе с закругленной щелью [c.294]

Приведенные графики позволяют найти коэффициент концентрации напряжений в полосе около треугольного выреза с закругленным углом в зависимости от угла 0, если заранее известен коэффициент Ко = = К предельного случая 9=0, когда боковые грани выреза перпендикулярны к кромкам полосы (штриховые линии). [c.295]

В силу наличия отмеченной концентрации напряжений в прокатных профилях вблизи перехода от стенки к полке делают закругления и тем самым существенно уменьшают концентрацию напряжений. На рис. 12.26, д показаны эпюры в реальном профиле с закруглениями, построенные на основании решения теории упругости. Заметим, что в этом случае результат мало отличается от полученного и по элементарной теории (формула (12.40)) и от наблюдаемого при экспериментальном анализе напряженного состояния. Напряжение в пределах полки намного меньше, чем в пределах стенки. [c.136]

Сложной задачей является соединение монолитных пластмассовых шестерен с валом зубчатого механизма. Соединение с помощью призматических или клиновых затяжных шпонок подходит только для передачи малых мощностей . При повышенных нагрузках и реверсивном характере работы зубчатой передачи целесообразно устанавливать несколько шпонок. В шпоночном соединении рекомендуется применять закругленные шпонки, уменьшающие концентрацию напряжений в шпоночном пазе шестерни. В составных металло-пластовых шестернях хорошо зарекомендовало себя применение металлических ступиц в виде запрессовок с зубчатыми выступами, облегчающими передачу крутящего момента с металла на пластмассу. [c.195]

Вследствие относительно очень малых запасов прочности, принимаемых в настоящее время, существенно необходима уверенность в правильном расчетном или экспериментальном определении напряжений, величина которых не должна отличаться от истинных более чем на 10 /о, так как иначе применяемые коэффициенты запаса прочности могут фактически быть ниже допустимой величины. Однако очень часто сложная конфигурация деталей не позволяет определить напряжения и деформации с большим приближением, чем 20—25%. Особые затруднения вызывает определение степени концентрации напряжений в местах малых радиусов закруглений и переходов. В этих случаях необходимо экспериментальное определение напряжений. [c.30]

Практика и результаты исследований показывают, что наиболее слабым местом в соединении при переменном нагружении является резьба в области первого (от опорного торца гайки) витка, где в наибольшей степени концентрируется нагрузка, передаваемая резьбой. Реже соединения разрушаются под головкой болта и по сбегу резьбы. Так как концентрация напряжений в этих зонах в 2. .. 3 раза ниже, чем в зоне первого рабочего витка, поломки вследствие усталости обусловливаются, как правило, дефектами производства или недостаточными радиусами закругления. [c.177]

Как показано в гл. 4, теоретический коэффициент концентрации напряжений в месте перехода от стержня к головке болта при одинаковых радиусах закругления значительно меньше, чем в резьбе. Однако на практике поломки болтов часто происходят в местах перехода от стержня к головке и от гладкой части стержня к резьбовой, особенно в тех случаях, когда головка болта формируется точением или высадкой (с последующей термообработкой), а резьба упрочнена (накатана, обкатана роликом и др.). Основное внимание при конструировании тела болта (шпильки) необходимо обращать на радиусы закругления в местах сопряжений. [c.215]

После определения сил, действующих на болты, и контактных давлений несложно определить напряженное деформированное состояние фланцев. Отметим, что концентрацию напряжений в сопряжении фланца с трубой можно снизить, увеличив радиус закругления сопряжения. [c.292]

Все пересекающиеся поверхности поковки сопрягаются по радиусам, которые необходимы для лучшего заполнения полости штампа и предохранения его от преждевременной поломки, уменьшения концентрации напряжений в штампе. Радиусы закруглений выбирают по таблицам в зависимости от отношения глубины прилегающей полости к ее ширине. Внутренние радиусы примерно в три раза больше соответствующих наружных. [c.430]

Рис. 1.18. Концентрация напряжений в устье дефекта а) трещина б) острый надрез в) закругленный надрез Г1 <Г2< г Оср — средний уровень напряжений

Резьба — сильный концентратор напряжений. Коэффициент концентрации напряжений в резьбе существенно зависит от радиуса закругления во впадине между витками. Поэтому для высоко напряженных валов, если вообще нельзя избежать применения резьбы, рекомендуется применять специальную резьбу с большим радиусом закругления. [c.315]

Щ рис. 16 приведены значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений в зависимости от отношения радиуса закругления под головкой болта к диаметру стержня болта [4]. Из рис. 16 видно существенное влияние правильного выбора формы перехода. Для обычных конструктивных параметров резьбового соединения (без применения средств кон- [c.354]

Полученные решения представляют также практический интерес в задаче о концентрации напряжений в образцах с двумя симметричными глубокими выточками, форма каждой из которых близка к клиновидному вырезу с закругленным основанием (образец подвергается растяжению и изгибу). Однородная задача другим методом была решена ранее Нейбером Р ]. Уместно отметить, что её не удается решить общими методами, изложенными в монографиях рз.24] Например, использование метода С. М. Белоносова приводит к расходящимся интегралам. [c.68]

Однако рассчитывать теоретический коэффициент концентрация напряжений в резьбе соединения по формуле Нейбера, как это рекомендуют в ряде работ, нельзя. Дело в том, что формула Нейбера получена для выточки с ненагруженным контуром, у которой наиболее напряженной оказывается точка в центре впадины. Для резьбовых соединений наибольшие контурные растягивающие напряжения Отах находятся в точке, удаленной от центра на угол р = 15—2(Г. Последнее обстоятельство наглядно иллюстрируют кривые контурных растягивающих напряжений для резьбовых соединений с различными радиусами закругления во впадинах я различными углами профиля, показанные на рис, 4Д2 и 4ЛЗ. [c.121]

Для сопоставления теоретических и эффективных коэффициентов концентрации напряжений в головках болтов были проведены усталостные испытания болтов с резьбой М14. Радиусы закругления под головками получали точением, резьбу — накатыванием. [c.130]

Если же поперечное сечение резко меняется на небольшом участке стержня, то обыкновенно при этом имеет место значительная концентрация напряжений. Для примера рассмотрим зуб зубчатого колеса, к которому приложена сила Р (рис. 12). Оказывается, что распределение напряжений в поперечном сечении тп в корне зуба не следует линейному закону. Из опытов мы узнаем i), что в точках тип начала закругления наблюдается сильная концентрация напряжения. В таблице 1 (стр. 563) указаны коэффициенты концентрации напряжения, на которые следует умножать значения напряжений, определенных по обычным формулам, чтобы получить наибольшие значения напряжений в точках тип. [c.580]

Метод Ю. А. Шиманского дает расчет концентрации напряжений в местах выступов на контуре детали и возле отверстий в растягиваемой или изгибаемой полосе в зависимости от формы и радиусов закруглений вырезов и от размеров подкрепляющих утолщений[10]. [c.418]

Форму надреза обычно принято характеризовать радиусом закругления в вершине надреза г (острота надреза) и относительным уменьшением площади надрезанного поперечного сечения (глубина надреза). Концентрация напряжения в упругой области зависит не только от радиуса кривизны в вершине надреза, но также и от глубины надреза, т. е. от величины сечения нетто, и определяется отношением полуширины надрезанного сечения к радиусу основания надреза [9, 17]. Поэтому надрез одной и той же остроты и глубины вызывает большую концентрацию напряжений у более крупных тел. В этом одна из причин проявления масштабного фактора. [c.113]

Ребра жесткости, так же как и стенки детали, должны иметь равномерную толщину и конусность, облегчающие возможность извлечения детали из пресс-формы. Для уменьшения концентрации напряжений в местах перехода ребер, а также на всех других внутренних и наружных углах должны быть предусмотрены закругления. [c.59]

Истоки этого направления начинаются с работ А. Гриффитса (20-е годы), который показал, что разрушение высокопрочных материалов обусловлено имеющимися в теле трещинами или трещиноподобными дефектами, развитие которых и определяет весь процесс разрушения. Как указывалось выше (с. 72), концентрация напряжений в устье дефекта прямо пропорциональна корню квадратному из отношения его длины к радиусу закругления. Если напряжение в устье дефекта достигнет теоретической прочности, то произойдет хрупкое разрушение и трещина увеличится по длине. Такое местное разрушение в устье трещи-иы может перейти в самопроизвольное, если уме[1ьшение упругой энергии, обусловленное приростом трещины, будет превышать работу, необходимую для образования новых поверхностей, т. е. поверхностная энергия должна быть меньше высвобождающейся упругой энергии. [c.75]

Произвольные формы. Кикукава разработал и применил методы решения задач для отверстий и закруглений заданной произвольной формы ). По этому методу последовательные улучшения начального конформного отображения производятся до тех пор, пока не будет достигнуто адекватное приближение к заданной форме области. Подробные результаты получены для задач о концентрации напряжений в растягиваемой пластинке со следующими возмущающими факторами 1) отверстие ромбовидной формы с круглыми закруглениями по углам, 2) двойной вырез в полосе, причем каждый из вырезов имеет две параллельные прямолинейные стороны, соединенные полуокружностью, что придает вырезу форму буквы U, 3) закругленная в виде че верти окружности галтель в месте перехода пластинки от конечной ширины до ширины бесконечной. Результаты для случая 2) очень близки к результатам Нейбера для двойного гиперболического выреза (см. 64). [c.213]

При исследовании концентрации напряжений у закруглений и вырезов скручиваемых круглых валов оказалась очень полезной электроаналогия (рис. 181) ). Обш,ее уравнение для электрического тока в тонкой однородной пластинке переменной толщины имеет вид [c.352]

На рис. 1.7, й показано распределение напряжений в поперечном сечении, проходящем через надрезы в растянутой пластине. Наибольшие напряжения возникают у краев надрезов и они значительно превышают номинальные. Концентрация напряжений имеет резко выраженный местный характер, поскольку с удалением от концентратора напряжения быстро падают. Она зависит от вида и геометрических размеров концентратора (от толщины, ширины и глубины надрезов пластины). При изгибе ступенчатого вала (рис. . 1,6) в зоне галтели возникает концентрация напряжений, значение которой зависит в первую очередь от радиуса закругления г. При посадке подшипника качения на вал с натягом (рис. 1.8) в кольце подшипника и цапфе вала возникает концентрация напряжений. При этом наибольшее их значение будет у краев напрессованного кольца. На рис. 1.9 показана концентрация напряжений в зоне ппюночного паза. [c.20]

Для уменьшения коэффициента концентрации напряжений в резьбе целесообразно увеличивать радиус закругления у основания резьбы. На рис. 11 показана зависимость теоретического коэффициента концентрации напряжений в резьбовом соединении от радиуса закругления для случаев ввинченной части резьбы (кривая 1) и свободной части резьбы (кривая 2). Здесь же даны значения теоретических коэффициентов концентрации под головкой болта (кривая 3) в зависимости от отношения радиуса перехода к диаметру стерлсня болта. [c.353]

Концентрация напряжений в головках болтов впервые исследована, по-видимому, Андерсеном на плоских моделях методом фотоупругости. При этом было установлено благоприятное влияние увеличения радиуса вакруглепия под головкой болтов. Позднее этот вопрос изучался И. А. Биргером и Г. Б. Иосилевичем [19] в теоретической постановке для плоской же модели. Ими была установлена приближенная зависимость теоретического коэффициента концентрации напряжений от радиуса закругления под головкой болта. Эти результаты в настоящее время используются в практике конструирования. [c.125]

Высокая концентрация напряжений в днище гнезда объясняется тем, что эта зона находится в интенсивном потоке растягивающих напряжений, передаваемых от шпильки, и фланец, как элемент корпуса, воспринимает изгибающие моменты в меридиональных плоскостях. При этом из-за резкого изменения направления контура днища гнезда полость во фланце является резким концентратором, подобным щелевидному отверстию. Если рассмотреть, как грубое приближение, плоскую равйбмёрно растягиваемую широкую полосу с узким эллиптическим отверстием, имеющим размер главной оси, равной диаметру гнезда под шпильку, и с радиусами в вершинах, равными радиусам закругления в модели, то коэффициент концентрации напряжений будет около 8. [c.94]

Для пластинки с двумя выточками (рис. 16) коэффициент концентрации напряжений зависит главньм образом от отношения величины радиуса закругления р у дна выточки к ширине <1, а также от отношения При р О величина оо, Коэй фициент концентрации напряжений в основании зуба зубчатого колеса (см. рис. 8, гл. 11) может быть представлен приближенной зависимостью [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...