Напряжения Влияние на устойчивость конструкций

Универсальная гидравлическая машина МУГ-500 производства Армавирского завода предназначена для статических испытаний различных конструкций и образцов больших размеров и позволяет установить пределы допустимых напряжений в конструкциях, исходные данные для уточнения методов расчета отдельных связей и сборочных единиц конструкций, а также влияние различных физико-механических свойств материалов, технологических факторов на прочность и устойчивость конструкций. [c.247]

ВЛИЯНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ [c.221]

При подборе материалов для лопаток паровых турбин (при условии их удачной конструкции) не возникает проблем. Рабочая часть лопатки представляет собой в сечении криволинейный изогнутый продольно профиль, имеющий длину от 10 до 1800 мм. Как закрепленные, так и вращающиеся лопатки должны сопротивляться напряжениям, возникающим под действием пара, а вращающимся лопаткам сообщается также напряжение из-за действия центробежных сил. Нагрузка, действующая на вращающиеся лопатки со стороны пара при прохождении их через стационарные лопатки, оказывает влияние на величину возникающих циклических изгибающих напряжений, которые достигают максимума при совпадении их частоты с основной или гармонической частотой вибрации лопатки. Если это произойдет, резонансная вибрация вызывает напряжения, превышающие предел устойчивости материала, предусмотренный при изготовлении лопатки. Поэтому сопротивление усталости турбинных лопаток является такой важной характеристикой при расчетах. Если ограничения, накладываемые аэродинамикой на величину сечения, делают невозможным достижение достаточно высокой частоты для конструкции с простой лопаткой, то лопатки необходимо закреплять вместе группами. В американских конструкциях большие лопатки турбин промежуточного давления собирались в группы посредством выточек, которые стыковались с соответствующими выточками соседних лопаток и соединялись сваркой. В Великобритании большие лопатки обычно собирались в группы и сшивались проволокой. В местах, где проволока проходит через выточки, вы-штампованные и проточенные в лопатках, лопатки спаивают твердым припоем. Более маленькие лопатки соединяют на наружном ободе, изготовленном из полосового материала с отверстиями, в которых заклепывают верхние лопатки. [c.224]

При решении задач динамики бывает необходимо в ряде случаев оценить влияние предварительного нагружения конструкции на частоты и формы собственных колебаний или исследовать устойчивость неконсервативных систем с использованием динамического подхода. Для таких задач вначале решается задача статики и определяется начальное напряженно-деформированное состояние системы (если это необходимо). Далее рассматривается движение системы в окрестности начального состояния. Вариационную формулировку задачи можно получить, если повторить выкладки 3.3 с учетом инерционных сил. В результате будем иметь [c.84]

Кроме эксцентриситета и начальной кривизны, имеется еще целый ряд обстоятельств, всегда возможных на практике и гораздо сильнее влияющих на грузоподъемность сжатых стержней, чем на прочность балок и растянутых деталей. Сюда относятся влияние наклепа, величина начальных напряжений, вызванных изготовлением частей стержня, местные дефекты в отливках, сучки в дереве. Для стальных конструкций влияние этих добавочных обстоятельств учитывается некоторым (процентов на 10—20) повышением коэффициента запаса на устойчивость (см. 153). [c.486]

Волновой характер распространения напряжений вдоль конструкции оказывает значительное влияние на динамическую устойчивость Б случае, если конструкция удлиненного очертания подвергается продольному удару, например удару о преграду или со стороны некоторого груза. В этой постановке условие удара задают скоростью одного из торцов стержня, пластины или оболочки при определенном соотношении. масс деформируемой конструкции и груза. Эксперименты показывают, что при увеличении скорости удара число волн, образующихся вдоль конструкции, возрастает, причем преимущественное выпучивание имеет место на участке. [c.513]

При расчете баков ракет широко используются результаты экспериментальных исследований. Это касается прежде всего расчетов на устойчивость. Критические напряжения потери устойчивости тонкостенных элементов определяют преимущественно опытным путем. В этой главе рассмотрена приближенная методика расчета на устойчивость основного силового элемента конструкции — цилиндрических обечаек несущих баков. Учитывается влияние внутреннего давления, неравномерности распределения напряжений по сечению. Используются данные экспериментов, служащие для уточнения теоретических формул. Приведена последовательность определения численных значений критических нагрузок для различных подкрепленных и непод-крепленных конструкций баков.. Рассмотрены расчеты на прочность цилиндрических обечаек и днищ разной формы, а также сфероидальных и торообразных баков. [c.291]

Кабанов В. В. Влияние температуры и внутреннего давления на устойчивость круговой цилиндрической оболочки при сжатии и растяжении. В сб. Тепловые напряжения в элементах конструкций. Вып. 11. Киев, Наукова думка , 1971, стр. 185—189. [c.350]

Емельянов Р.Ф., Семенюк Н.П. Влияние температуры на устойчивость продольно сжатых цилиндрических оболочек из стеклопластика.— В кн. Тепловые напряжения в элементах конструкций.—Киев Наукова думка, 1973, вып. 13. [c.383]

В монографии представлены результаты теоретических и численных исследований, выполненных авторами в области механики и вычислительной математики слоистых тонкостенных анизотропных оболочек, а также неклассическая математическая модель нелинейного деформирования тонкостенных слоистых упругих композитных пластин и оболочек, отражающая специфику их механического поведения в широкой области изменения нагрузок, геометрических и механических параметров, структур армирования. Предложен и реализован эффективный метод численного решения краевых задач неклассической теории многослойных оболочек, основанный на идеях инвариантного погружения. Получены решения задач начального разрушения, устойчивости, свободных колебаний слоистых конструкций распространенных форм — прямоугольных и круговых пластин, цилиндрических панелей, цилиндрических и конических оболочек. Дана оценка влияния на характеристики напряженно-деформированного состояния и критические параметры устойчивости таких факторов, как поперечные сдвиговые деформации, обжатие нормали, моментность основного равновесного состояния, докритические деформации. Проведены систематические сравнения полученных решений с решениями, найденными при использовании некоторых других известных в литературе неклассических моделей, в том числе и в трехмерной постановке. [c.2]

Процесс электрошлаковой сварки является более устойчивым, чем процесс дуговой сварки плавящимся электродом. Это объясняется тем, что низкочастотные колебания, например, из.менения напряжения сети, оказывающие влияние на состояние теплового процесса электрошлаковой сварки, сглаживаются за счет большой тепловой инерционности шлаковой ванны. Поэтому к источникам питания для электрошлаковой сварки предъявляют менее жесткие требования, чем к источникам питания для дуговой сварки плавящимся электродом. Для электрошлаковой сварки применяют более дешевые и простые источники., питания переменного тока с низким напряжением холостого хода, имеющие пологопадающую или жесткую внешнюю характеристику, конструкции которых рассмотрены в гл. 3, 2. Эти источники позволяют регулировать выходное напряжение в процессе электрошлаковой сварки, что обеспечивает стабильность заданных параметров и их изменение по соответствующей программе. Выходное напряжение регулируют двумя способами- ступенчато и плавно. При ступенчатом регулировании переключают соответствующие секции первичной обмотки трансформатора или вольтодобавочного трансформатора, включенного последовательно его вторичной обмотке, при плавном — применяют тиристорный регулятор или трансформатор с магнитной коммутацией. [c.164]

К таким свойствам относится, во-первых, надежность. Материал должен быть не только совершенно надежным и в достаточном количестве, но он должен быть доступен для использования в строящихся АЭС по цене, меньшей чем конкурирующие материалы. Во-вторых, для производства материалов с заданны-мп свойствами необходим устойчивый технологический процесс с использованием освоенного оборудования. В-третьих, материал должен обладать определенными механическими свойствами. Они включают механическую прочность, которая должна быть достаточной для предотвращения деформации или разрушения под действием постоянных или циклических нагрузок в рабочем интервале температуры. Прочность не является достаточным условием, если она не сопровождается пластичностью, свойством, которое позволяет материалу воспринимать деформацию под влиянием нагрузки или внутренних напряжений. Конструкция, изготовленная из прочных и пластичных материалов, долл<на обладать определенной жесткостью, чтобы ограничить деформацию и в то же время быть достаточно гибкой. В-четвертых, материал должен [c.6]

Метод интегральных спектральных представлений случайных полей дает удовлетворительное описание процессов потери устойчивости и закритического деформирования неидеальных оболочек при определенных ограничениях. К этим ограничениям относится, прежде всего, предположение о слабом влиянии краевых условий на поведение цилиндрических оболочек средней длины, панелей, опирающихся на жесткий контур, и других тонкостенных конструкций с различными способами закрепления. Решение соответствующих задач строят обычно в форме разложения по некоторой системе базисных функций, удовлетворяющих условиям на кромках, с удерживанием конечного не слишком большого числа членов. Упругую оболочку заменяют таким образом дискретной системой, свойства которой характеризуются коэффициентами разложения функций прогибов, напряжений, деформаций. [c.210]

В четвертой главе на основе разработанных уравнений даны решения задач цилиндрического изгиба изотропных слоистых длинных пластин и панелей и решения задач об их выпучивании по цилиндрической поверхности. Кроме того, эти задачи рассмотрены еще и на основе уравнений других вариантов неклассических прикладных теорий, приведенных в гл. 3. Выполнен параметрический анализ полученных решений, что позволило уточнить границы их пригодности, оценить влияние поперечного сдвига и обжатия нормали на расчетные характеристики напряженно-деформированного состояния и критические параметры устойчивости. Дифференциальные уравнения задач статики рассматриваемых здесь элементов конструкций допускают аналитическое представление решения, что использовано при детальном исследовании и сравнительном анализе структур решений, полученных с привлечением различных геометрических моделей деформирования. На примере задачи цилиндрического изгиба длинной пластинки показано, что в моделях повышенного порядка появляются решения, описывающие ярко выраженные краевые эффекты напряженного состояния. С наличием последних связаны существенные трудности, возникающие при численном интегрировании краевых задач уточненной теории слоистых оболочек и пластин — их характер, формы проявления и пути преодоления также обсуждаются в этой главе. [c.13]

Следует добавить, что дифференциальные уравнения, описывающие процессы изгиба и выпучивания длинной прямоугольной пластинки по цилиндрической поверхности, образующая которой параллельна длинной стороне пластинки, лишь значениями некоторых коэффициентов (см. ниже) отличаются от соответствующих уравнений изгиба и устойчивости слоистых балок и стержней. Точно также уравнения, описывающие процессы изгиба и выпучивания длинной панели по цилиндрической поверхности, аналогичны соответствующим уравнениям изгиба и устойчивости арки. Так возникают пары близких между собой систем дифференциальных уравнений, характеризующих механическое поведение существенно различных элементов конструкций. Ясно, что методы исследования краевых задач для этих близких систем уравнений одинаковы, а результаты, полученные при решении одной из них, сохраняют свое значение и для другой. Поэтому сформулированные ниже выводы о характере и степени влияния поперечных сдвигов, обжатия нормали, вида краевых условий на характеристики напряженно-деформированного состояния и критические параметры устойчивости слоистых длинных пластин и панелей остаются справедливыми для балок, стержней и арок. [c.94]

Введение в строительную технику стали выдвинуло ряд проблем упругой устойчивости, получивших жизненно важное значение. Инженерам на практике все чаще приходилось иметь дело с подвергающимися сжатию гибкими стержнями, тонкими сжатыми пластинками, разного рода тонкостенными конструкциями, выход из строя которых определялся не чрезмерным напряжением, а потерей упругой устойчивости. Простейшие задачи зтого рода, относящиеся к сжатым колоннам, получили уже к тому времени достаточно тщательную теоретическую разработку. Но ограничения, при которых можно было бы с уверенностью полагаться на теоретические результаты, не были еще вполне ясны. В опытах с колоннами уделялось недостаточно внимания тому влиянию, которое оказывали те или иные способы закрепления концов, точность приложения нагрузки и упругие свойства материала. Поэтому результаты испытаний расходились с теорией, и инженеры в своей проектной работе предпочитали пользоваться различными эмпирическими формулами. Заметный сдвиг в области экспериментального изучения работы сжатых стержней произошел лишь после того, как развилась сеть лабораторий по испытанию материалов и были усовершенствованы измерительные приборы. [c.352]

В поперечных слоях рамки будут действовать сжимающие — радиальные напряжения и растягивающие — тангенциальные. Эти напряжения не являются опасными и ими можно пренебречь. Осевое напряжение, в данном случае растягивающее, может вызвать либо коробление типа бочки, корсета, восьмерки, если момент сопротивления поперечного сечения рамки и модуль упругости материала не обеспечивают устойчивости формы, либо Трещины — при малых радиусах переходов горизонтальных и вертикальных стержней замкнутой фигуры. Коробление чаще возникает у той детали, у которой больше момент сопротивления сечения. Поперечные трещины появляются тем реже, чем больше радиус перехода между продольным и поперечным направлениями рамки. Например, конструкция рамки во всех отношениях была бы надежнее, если бы ее сечение вместо круглого сделать корытообразным. Приведенные рассуждения следует считать приближенными, так как точно расчет остаточных термических напряжений необходимо проводить с учетом неупругих деформаций и особенностей влияния температуры на все физические параметры материала. [c.269]

Ниже рассмотрены основные случаи отрицательного влияния сварки на точность и прочность сварных конструкций, а также даны рекомендации по уменьшению влияния факторов, которые могут быть учтены на стадии проектирования. При сварке возникают собственные напряжения, пластические деформации, а также искажения размеров и формы (изгиб, укорочение, потеря устойчивости), которые называют перемещениями. Они могут влиять на технологичность, точность и работоспособность сварных конструкций. [c.30]

Остаточные напряжения могут влиять на общую устойчивость сварных стержней. Механизм влияния здесь может быть двоякий. Один — связан с уменьшением общей устойчивости в связи с наступлением местной потери устойчивости отдельных элементов второй — с наличием остаточных напряжений в сжатом стержне, а также начальной кривизны после сварки. При расчетах на общую устойчивость сжатых сварных стержней влияние остаточных Напряжений обычно не учитывают. Практика эксплуатации сварных конструкций показала, что имеющиеся запасы устойчивости по общепринятым расчетам достаточны, чтобы этим влиянием можно было пренебречь. [c.65]

Применение простых и сравнительно недорогих маломаоштаб-ных моделей позволяет в короткие сроки исследовать влияние отдельных геометрических параметров на устойчивость конструкций путем испытаний серии образцов с различными размерами. При испытаниях может варьироваться также материал моделей в предположении, что критические напряжения не превосходят предел пропорциональности. [c.144]

Обечайки баков представляют собой тонкостенную оболочку. Для большинства баков ЛА обечайки выполняются непосредственно из листового материала штамповкой и сваркой. Обечайки баков обычно не подкрепляются продольным силовым паборо.м (стрингерами), так как устойчивость обечаек обеспечивается внутренним избыточным давлением в баке, которое уменьшает сжимающие меридиональные напряжения, возникающие в обечайке бака иод действием внешних изгибаюптих мо.ментов и продольных сил. Од)1ако на устойчивость конструкции баков оказывает влияние наличие шпангоутов, подкрепляющих обечайку. [c.140]

В отношении влияния сварных соединений на работу тонкостенных конструкций необходимо отметить два отрицательных фактора сварочные деформации в зонах швов, увеличивающие несовершенства формы оболочки остаточные сварочные напряжения в сварных швах и прилегающих зонах. Они могут заметно снизить несущую способность, особенно при работе на устойчивость, а следовательно, потребовать дополнительных ватрат массы на их компенсацию. Поэтому создание надежных сварных тонкостенных конструкций является комплексной задачей, при решении которой проектант должен обеспечить прочность и технологичность. В качестве рекомендаций для тонкостенных конструкций отметим следующее необходимо стремиться к уменьшению сварных соединений располагать швы в местах, где конструкция менее чувствительна к несовершенствам применять стыковые швы. [c.369]

Цилиндрические оболочки с вырезами довольно широко используются при проектировании аэрокосмических конструкций. Поэтому, начиная с теоретической работы Лурье [1], изучением влияния йырезов как на распределение напряжений,так и на устойчивость цилиндрических оболочек занимались многие исследователи см., например, работы [2—6]. [c.269]

Эта книга привлекает внимание как своим несколько необычным названием, так и именем первого из авторов, которое хорошо знакомо многим поколениям инженеров. Неизменный интерес к трудам Степана Прокофьевича Тимошенко определяется его огромным влиянием на прогресс инженерного дела и на развитие высшего технического образования во всем мире. Ему принадлежат выдаюш иеся результаты в теории упругости, теории удара и колебаний деформируемых конструкций, в расчете напряженно-деформированного состояния стержней, пластин, оболочек и конструкций различного типа, теории устойчивости упругих и неупругих конструкций. Эти результаты явились основой для последуюш,его развития ряда областей техники. [c.5]

В безразмерной форме влияние предшествующего нагружения на поведение различных элементов авиационных конструкций из алюминиевых сплавов приведено на рис. 15.14. Во всех случаях усталостные испытания проводились при пульсирующем растяжении с растягивающими средними напряжениями в пределах от 8,40 до 14,00 кГ1мм и переменными напряжениями в пределах от 2,66 до 5,45 кГ1мм . Результаты постоянно показывают благоприятность предшествующей растягивающей нагрузки, увеличивающей в некоторых случаях срок службы в 100 раз. Напротив, сжимающая предшествующая нагрузка вредна, она понижает срок службы в десять и более раз. На сжатие испытывались только образцы с поперечным отверстием, так как другие элементы, такие как лонжероны фермы, будут разрушаться от потери устойчивости. [c.422]

Критерии разрушения оболочки на закритической стадии деформирования. Расчет НДС оболочки на стадии закрити-ческого поведения, т. е. после потери устойчивости, представляет собой весьма сложную задачу. Трудности анализа закритического поведения оболочки обусловлены в первую очередь необходимостью рассматривать больщие прогибы конструкции, что приводит к геометрически нелинейной постановке задачи расчета НДС. Расчет осложняется, кроме того, тем, что для тонкостенных оболочек и оболочек средней толщины характерны неосесимметричные формы потери устойчивости, т. е. закритическое деформирование таких оболочек осуществляется по неосесимметричным формам выпучивания. Вследствие этого, как правило, возрастает влияние обычного и поперечных сдвигов в оболочке, что приводит к необходимости обобщения критерия разрущения (3.71) с целью учета сдвиговых напряжений а у, а г и Оуг. Соответствующий критерий разрушения в приближении квадратичных членов, таким образом, принимает вид [c.156]

Густав Гаспар Кориолис в 1830 г., исследуя влияние окисления на деформирование свинца, заметил, что дес] рмации могут расти при постоянном напряжении. Хотя в течение предыдущего десятилетия большое количество инженеров в Англии и на континенте в беседах обсуждали и интересовались долговременной устойчивостью железной проволоки и цепей, использовавшихся в конструкциях висячих мостов, экспериментального исследования явления ползучести фактически не производилось. Навье (Navier [1826, 1]) за четыре года до Вика в серии из двадцати семи экспериментов с металлическими листами, цилиндрическими трубами, сферическими сосудами под действием внутреннего давления наблюдал, что свинец, медь и железо продолжают деформироваться вплоть до разрушения, если к ним приложена постоянная нагрузка, составляющая достаточно большую часть той, какая необходима для мгновенного разрушения. Однако Навье не произвел измерений, связанных с таким поведением, так как он был почти полностью поглощен табулированием обычных данных по разрушению этих конструкций. [c.64]

Переходя к обзору результатов исследований поведения многосвязных оболочек, остановимся прежде всего на работах, посвященных изучению влияния трещин различного типа на напряженно-деформированное состояние цилиндрических труб. Димарогонас [78] рассмотрел задачу об устойчивости длинной трубы (кольца), находящейся под действием внешнего давления. Считалось, что труба имеет продольную щель с глубиной,, не пр-ёвышающей толщину стенки. В работе получено трансцендентное уравнение для критического давления, решение которого представлено в функции от глубины трещины. Автором получены также формы потери устойчивости трубы с внутренними и наружными трещинами. На основе проведенной работы делается вывод о том, что трещины приводят к значительному понижению устойчивости труб. Следует отметить, что сегодня весьма актуальной является пробл ема влияния трещин на динамические параметры элементов несущих конструкций. Исследованию такой задачи посвящена работа Дитриха [79]. В ней приведены результаты исследования изменения собственных частот и форм колебаний труб при появлении различных трещин в сварных щвах. Теоретический анализ выполнен с помощью метода конечных элементов. В работе приведены полученные с помощью ЭВМ графики изменения частот восьми низших тонов изгибных колебаний трубы в зависимости от длины трещины. Соответствующие этим частотам формы колебаний представ- лены в трехмерной форме. [c.301]

Аргоно-плазменная резка приводит к появлению повышенной литой зоны и зоны термического влияния (ЗТВ) на кромках вырезанных деталей [14]. Форма реза характеризуется большим скосом кромок и наличием на их нижней грани трудноотделимого грата. Это обусловлено тем, что тепло плазменной дуги реализуется в основном в верхней части полости реза, вследствие чего стекающие по стенкам продукты резки в нижней части реза почти не раскисляются они недостаточно жидкотекучи и поэтому плохо удаляются газовой струей. Характерной особенностью резки с применением аргона является то, что эта плазмообразующая среда не требует высокого напряжения для возбуждения дуги и обеспечивает надежный устойчивый процесс. При этом применяется наиболее простой по конструкции плазмотрон с акисиальной подачей газа. Кроме того, аргоновая плазма по сравнению с другими средами заметно снижает образование вредных газов и аэрозолей. В связи с этим аргон чаще всего используется при ручной плазменной резке. [c.48]

Влияние остаточных напряжений на местную устойчивость тонкостенных элементов сварных конструкций. При действии сжимающих остаточных нанря-жени11 устойчивость понижается. В тонкостенных элементах, где сжимающие [c.173]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...