Температурные напряжения в телах вращения

Температурные напряжения в телах вращения. [c.270]

Рассмотрим тепловые напряжения в телах вращения, обусловленные симметричным относительно оси вращения температурным полем. Осесимметричному температурному полю в телах вращения отвечает осесимметричное напряженное состояние. [c.153]

В этой главе рассматриваются тепловые напряжения в телах вращения, обусловленные осесимметричным температурным полем. [c.218]

На плоских и конических стенках крупных деталей, представляющих собой в основном тела вращения, следует, по возможности, избегать радиальных ребер, а ставить спиральные или прямолинейные тангенциально расположенные ребра и связи (рис. 1.6). Радиальные ребра, особенно на крупногабаритных деталях, могут дать трещины при усадке, а также в процессе работы вследствие значительных термических напряжений из-за неравномерного застывания металла при отливке. При тангенциальном или спиральном расположении ребер и связей внутренние напряжения в них значительно снижаются, так как при усадке центральная бобышка имеет возможность повернуться, не вызывая значительных напряжений изгиба в ребрах. Этим объясняется и меньшая возможность появления трещин от температурных напряжений в таких ребрах при неравномерном нагреве деталей в работе. [c.10]

В телах вращения осесимметричному температурному полю соответствует осесимметричное напряженное состояние, которое в цилиндре или сфере удобно изучать в цилиндрических или сферических координатах (см. рис. 4 и 6). [c.218]

Рассмотрим систему неоднородных тел вращения с общей осью в цилиндрической системе координат rzQ, взаимодействующих посредством контакта. Контакт между отдельными телами осуществляется только по поверхностям вращения, занимая произвольную область поверхности. Между телами может быть установлен зазор или натяг по произвольному закону. Так как деформации и перемещения предполагаются малыми, то отклонениями тел от цилиндрической формы вследствие меняющихся в окружном направлении зазоров или натягов пренебрегаем. На части свободной поверхности могут быть заданы компоненты внешней нагрузки, имеющие размерность напряжений, на остальной — перемещения или смешанные граничные условия. Кроме того, конструкция может быть нагружена объемными силами и неравномерным температурным полем. Решение задачи осуществляется в перемещениях с использованием вариационного уравнения Лагранжа [c.157]

Чтобы применить общее решение, данное в 98, нужно сделать определенное предположение относительно формы тела, в котором имеются температурные напряжения, н о характере нагревания, вызвавшего их. Во многих случаях, когда требуется точное знание температурных напряжений, мы имеем дело с телами вращения п с напряжениями, вызванными изменениями температурного режима, симметричными относительно оси. При этих условиях, очевидно, и температурные напряжения будут иметь осевую симметрию, и потому мы можем воспользоваться теорией, изложенной в седьмой главе. [c.270]

Сперва мы займемся вопросом, как можно обобщить на случай тела, имеющего температурные напряжения, общие формулы, выведенные в 80 для тел вращения. [c.270]

В книге приводится краткое изложение теории термоупругости. В ней содержатся основные положения н методы термоупругости, необходимые для исследования тепловых напряжений в элементах конструкций при стационарных и нестационарных температурных полях приводятся решения ряда задач о тепловых напряжениях в дисках, пластинах, оболочках и телах вращения в статической и квазистатической постановках рассматриваются динамические задачи термоупругости, а также термоупругие эффекты, вызванные процессами деформирования. [c.2]

Для повышения экономичности и эффективности вычислительного процесса при расчетном определении температурного поля конструкции целесообразно использовать сетку элементов, в которой решается упругая задача и определяется функция источников теплообразования. Например, при действии переменных напряжений в резиновых упругих элементах муфт в виде тел вращения температурное поле, обусловленное диссипативным саморазогревом, является осесимметричным, что позволяет при решении тепловой задачи использовать те же кольцевые конечные элементы. [c.33]

ТЕРМОУПРУГОСТЬ — область мате-матич. теории упругости, в к-рой изучается возникповепио, распределение и величина температурных напряжений в телах, подчиняющихся закону Гука. При выводе основных уравнений Т. обыч1Ю предполагается независимость упругих и тепловых характеристик от темп-ры. Если темп-ра тела постоянна или представляет собой линейную функцию координат, то препятствий тепловому расширению нет и температурные напряжения (в однородном материале) не возникают. В др. случаях теория Т. показывает, что возникают термоупругие напряжения, тем большие, чем выше модуль Юнга, коэффициент линейного расширения и температурный градиент. Последний обычно растет с увеличением толщины сечения, что приводит к росту термоупругих напряжений. В зонах тела, подвергающихся быстрому нагреву, обычно возникают сжимающие, а быстрому охлаждению — растягивающие термоупругие напряжения. В теории Т. изучены напряжения в стержнях, фермах, пластинках, толстостенных трубах, кольцах, изгибаемых пластинках, оболочках вращения и др. При местной пластич. деформации уравнения Т. необходимо дополнять уравнениями термопластичности. Поэтому величины напряжений, согласно Т., оказываются завышенными по сравнению с действительными. Однако и в этих случаях теория Т, остается очень важной, с ее помощью определяют напряжения до начала пластич. деформации. [c.319]

В связи с задачами о температурных напряжениях, вызываемых установившимся, не зависящим от времени распределением температуры, см. Мелан Э., П а р к у с Г., Температурные напряжения, вызванные стационарными температурными полями, Физматгиз, М., 1958. В этой книге содержится обширный обзор по теории, основанной на классических постулатах о линейности соотношений между напряжениями и деформациями с неизменными значениями упругих и температурных констант материала. В ней описаны температурные напряжения в двумерном и трехмерном случаях — в дисках, пластинках, телах вращения и т. п. Ее продолжением служит книга Паркус Г., Неустановившиеся температурные напряжения, Физматгиз, М., 1963, где рассматриваются температурные напряжения в переходных температурных полях, а также имеется небольшой обзор по температурным напряжениям в вязко-упругих и упруго-пластичных средах. [c.466]

Экспликацией корпуса в точностных расчетах по упомянутым погрепшостям становится сосуд как тело вращения из однородного идеально упругого материала. Предполагается, что сосуд нагружен механическими нагрузками общего вида и находится под действием внутреннего давления, нагрет некоторым распределенным полем температур, которое в общем случае является неосесимметричным и переменным вдоль меридианов. Перемещения, вызываемые температурными воздействиями и механическими нагрузкаьш, предполагаются малыми, а константы материала — не зависящими от температуры. Задача рещается в определении напряженно-дефор-мировавного состояния нагретого сосуда. [c.254]

На турбинные диски, к которым доветалевым замком прикреплены рабочие лопатки, действуют радиальные центробежные растягивающие усилия. В результате вращения диска они возникают в его теле и непосредственно, и путем передачи от лопаток. Дополнительные напряжения создаются из-за постоянно существующих колебаний температуры диска. Температурный режим последнего определяется действием охлаждающего воздуха и воздуха, движущегося в потоке рабочих газов, а также любыми утечками рабочего потока в пространство над и под дисковым ободом. В практических условиях температура диска близка, и если выше, то ненамного, к температуре на выходе компрессора. Поэтому для дисков выбирают в основном материалы, способные работать при температурах до 670 °С. В промышленных турбинах для этих целей обычно применяют легированные стали, а в авиадвигателях— сплавы типа IN-718. [c.62]

В теории деформации тел вращения, изложенной в 87, мы показали, как можно определить напряжения, создаваемые такой системой сил этим мы здесь и воспользуемся. После того как эти напряжения будут определены, их нужно будет вычесть из напряжений, вызванных в бесконечном теле изменениями температуры и существовавших в нем до сечения тела плоскостью. Полученные разности дадут температурные напряжения, создаваемые нагреванием элемента поверхности в теле, ограниченном плоскостью. Таким образом нами намечен, по крайней мере, первый шаг на том пути, которым нужно итти при дальнейшем развитии теории. [c.268]

В работе Д. В. Грилицкого, Б. С. Окрепкого [23] исследуется осесимметричный термоупругий контакт вращающегося жесткого цилиндра конечной длины (штампа) и упругого слоя толщины Н, покоящегося на недеформируемом основании. Штамп имеет плоскую подошву, радиус которой постоянен и равен а. Предполагается, что на площадке контакта выделяется тепло, количество которого пропорционально коэффициенту трения, скорости вращения и нормальному контактному напряжению. ]У1ежду свободными поверхностями изучаемой системы тел и окружающей средой происходит теплообмен по закону Ньютона. Предложен способ определения контактного напряжения и температурных полей в соприкасаемых телах. Установлена сильная зависимость этих характеристик от коэффициента термической проводимости и термоконтактного критерия (1), что коррелирует с результатами М. В. Коровчинского, изложенными выше. [c.479]

В практике машиностроения при расчете толщины стенок аппаратов из биметалла, работающих до 200°С, учитывают плакирующий слой из аустенитной стали, а при рабочих температурах 200—400°С — его не учитывают [56]. Опыт эксплуатации аппаратов из двухслойных сталей показывает, что дополнительные температурные напряжения не снижают несущей способности аппаратов, когда форма последних представляет собой тело вращения. Дополнительные нагрузки в этом случае, как указывает А. Д. Домашнев [39, с. 7], приложены осесимметрично и не вызывают коробления или изгиба стенок. В той же работе отмечается, что напряжения, превышающие предел текучести, могут возникнуть лишь при первом нагревании двухслойных стенок аппарата и воздействии на них рабочего давления. После снятия температурных и силовых воздействий в двухслойном металле [c.208]

Для увеличения мощности, к. п. д. и других показателей двигателя необходимо стремиться к повышению температуры рабочего тела в горячей полости и к снижению его температуры в холодной, а также к росту к. п. д. регенератора и уменьшению размеров и массы охладителя и нагревателя в оптимальных пределах. Степень форсирования двигателей органичивается не только механическими напряжениями в его деталях, но и температурными напряжениями, зависящими от температурных градиентов. Поэтому дальнейшее форсирование двигателей по среднему эффективному давлению и частоте вращения в зна- чительной мере зависит от совершенства процессов в теплооб-менных аппаратах. [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...