Динамическая прочность элементов конструкций

Динамическая прочность элементов конструкций [c.440]

ДИНАМИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ [c.443]

Настоящая монография является одной из попыток среди такого рода работ подойти к проблеме разрушения, базируясь на системном подходе, лежащем на стыке механики деформируемого твердого тела, механики разрушения и физики прочности и пластичности. В книге изложены разработанные авторами физико-механические модели хрупкого, вязкого и усталостного разрушений, позволяющие анализировать повреждение материала при сложном нагружении в условиях объемного напряженного состояния. Приведены подходы к описанию кинетики трещин при статическом, циклическом и динамическом нагружениях элементов конструкций. Кроме того, в работе рассмотрены методы и алгоритмы численного решения упруговязкопластических задач при квазистатическом (длительном и циклическом) и динамическом нагружениях. [c.3]

Прочность материала и сопротивление элементов конструкций при статическом и динамическом воздействии нагрузки различны. В сопротивлении материалов сначала устанавливаются общие условия прочности элементов конструкции в предположении статического воздействия нагрузок, а затем — динамического воздействия. [c.10]

С понижением температуры элементы конструкции из пластичных материалов могут разрушаться хрупким образом. При понижении температуры предел текучести сГт и предел прочности Сц возрастают, но предел текучести возрастает быстрее и при очень низких температурах они практически совпадают. Удлинение при разрыве с понижением температуры уменьшается и при некоторой температуре происходит переход от вязкого разрушения к хрупкому. При динамическом деформировании предел текучести возрастает быстрее с понижением температуры и температура перехода от вязкого разрушения к хрупкому повышается. Явление хрупкости стали при низких температурах получило название хладноломкости. [c.71]

Целью динамического расчета является обеспечение необходимой прочности и жесткости элемента конструкции, а также допустимых вибраций с точки зрения нормального протекания технологических процессов и влияния на здоровье людей. [c.54]

В инженерной практике нередко нельзя ограничиться нахождением решений задач в статической или квазистатической постановке и, следовательно, приходится рассматривать динамические задачи в собственном смысле этого слова. Настоящая книга представляет собой третью часть учебного пособия Прочность пространственных элементов конструкций и посвящена рассмотрению такого рода задач. [c.4]

Повышение эффективности и надежности машин при уменьшении материалоемкости, создание новой техники, рассчитанной на эксплуатацию в экстремальных условиях при больших нагрузках (статических и динамических, детерминированных и случайных), высоких температурах, импульсных и ударных воздействиях требует глубоких знаний в области прочности. Без глубокого понимания физики поведения элементов конструкций, нагруженных силами или находящихся в силовых полях, рассчитать конструкцию с требуемыми прочностью, жесткостью и надежностью невозможно. [c.8]

Запасы прочности по разрушающему напряжению выбирают в пределах от 1,5 до 2. Большие из указанных запасов прочности предусматривают для элементов конструкций, изготавливаемых из хладноломких малоуглеродистых сталей или сталей повышенной прочности и низкой пластичности, а также в тех случаях, когда определение эксплуатационной нагруженности с достаточной точностью затруднено из-за сложности конструктивных форм, возникновения не поддающихся расчету статических и динамических перегрузок. Если для таких конструкций оказывается затрудненным дефектоскопический контроль, то запасы прочности по разрушающему напряжению увеличивают до 2,2—2,5. [c.67]

При больших скоростях изменения функции нагружения и больших уровнях напряжений, превышающих статический предел текучести, имеет место запаздывание развития пластических деформаций в материале, что вызвало необходимость введения динамического предела текучести. Величина этого параметра тем меньше, чем ближе статический предел текучести (Тт к пределу прочности сгв. Этим фактором объясняется увеличение частоты хрупких разрушений пластических материалов. При этом характерно, что если при статическом нагружении растяжения предельное состояние характеризуется средним по сечению напряжением, то при динамическом раз-рушении — местным значением напряжения в элементе конструкции, которое может существенно превосходить среднее значение напряжения. [c.41]

Однако применение легких сплавов в краностроении будет целесообразным только в тех случаях, если конструкции будут обладать необходимой надежностью и долговечностью. Это же в значительной степени зависит от того, насколько совершенна применяемая методика расчета конструкции. Разрабатываемая на базе исследований механических свойств алюминиевых сплавов, статической и динамической прочности типовых элементов соединений из этих сплавов при различных условиях нагружения методика расчета в свою очередь зависит от того, насколько глубоко и полно проведены эти исследования. [c.141]

Расчет наземных резервуаров на сейсмические силы состоит из динамического расчета, в котором определяют сейсмические силы, и расчета на прочность, в котором рассчитывают отдельные элементы всей конструкции на прочность и устойчивость от действия сейсмических сил. Динамический расчет можно разделить на две части гидродинамический расчет и определение сейсмических сил от веса покрытия и стенок резервуара. В нашу задачу входит в основном первая часть динамического расчета, так как сейсмические силы от веса элементов конструкции определяют по действующим нормам и инструкциям. [c.65]

Стала неотложной также задача — сформулировать требования к заводам-машиностроителям. Габариты рам и конструктивных элементов фундамента (балок, ригелей, колонн) не долн<ны определяться только размерами опорных рам под технологическое оборудование. Они должны устанавливаться на основе расчета конструкции фундамента на статическую и динамическую прочность, а также с учетом габаритов опорных рам оборудования. [c.295]

В монографии численно и аналитически изучено распространение волн различной физико-механической природы (тепловых, вязкоупругопластических, разрушения, гидроударов) в элементах конструкций, выполненных из однослойных и многослойных материалов с твердым или жидким заполнителем. Рассмотрены нестационарные и периодические волны. Приведены результаты численного решения широкого круга одномерных, двумерных и трехмерных динамических задач для тел вращения. Показано существенное влияние возникновения пузырьковой кавитации на динамическую прочность оболочек с жидким заполнением. На примерах резонансных, кавитационных колебаний жидкости в топливоподающих магистралях изучены периодические гидроудары. [c.255]

Таким образом, для получения удовлетворительных результатов требуются не только заданные геометрические пропорции в испытываемых образцах и реальных элементах конструкций, но и одинаковая скорость нагружения, так как при низкоскоростном изгибе высокая концентрация напряжений у краев образца может успевать диссипировать в результате ползучести матрицы, а при высокоскоростном — не успевать, что приведет к понижению в последнем случае эффективной межслоевой прочности. Это было продемонстрировано в работе [ИЗ], в которой измеряли зависимость динамической (ударной) сдвиговой прочности от скорости нагружения (рис. 2.60). [c.123]

В связи с тем что баллистическая ракета имеет программные траектории полета, нагрузки в каждой точке трассы полета определяются на основе баллистических и динамических расчетов. В некоторые моменты времени полета напряжения в сечениях ракеты достигают. наибольших значений. Эти моменты соответствуют случаям наиболее опасных комбинаций нагрузок и называются расчетными случаями. Расчет элементов конструкции ракеты на прочность проводится в расчетных случаях по соответствующим внешним нагрузкам. [c.273]

В связи с тем что на различных участках полета и наземной эксплуатации На ракету действуют силы, меняющиеся во времени, испытания опытных образцов включают в себя эксперименты при дина-мическом нагружении. Это касается прежде всего случаев старта, разделения ступеней, транспортировки на земле отдельных агрегатов и блоков. Проводят испытания как натурных конструкций, так и динамически подобных моделей. Проверяют не только работу механических систем (замков, разъемных соединений и др.), но и прочность отдельных элементов конструкции при динамическом нагружении. [c.290]

К недостаткам металлических моделей следует отнести трудность изготовления в заданном масштабе отдельных силовых элементов конструкций и их соединений. Сравнительно высокая прочность и жесткость моделей из металла требует приложения значительных усилий к конструкции,, что осложняет проведение модельных статических и динамических испытаний. [c.252]

В сборнике представлены задачи на все основные разделы курса сопротивления материа.тов растяжение — сжатие, сложное напряженное состояние и теории прочности, сдвиг и смятие, кручение, изгиб, сложное сопротивление, кривые стержни, устойчивость элементов конструкций, методы расчета по допускаемым нагрузкам и по предельным состояниям, динамическое и длительное действие нагрузок. [c.2]

Основой для написания книги явились лекции по сопротивлению материалов, читавшиеся авторами в течение нескольких лет на механико-математическом факультете Московского университета, причем реализовано второе направление развития сопротивления материалов. Не претендуя на полноту охвата, книга наряду с задачами о равновесии и устойчивости простейших элементов конструкций при упругих и упруго-пластических деформациях содержит также сведения о пластических течениях при обработке материалов давлением, о ползучести материалов, о динамическом сопротивлении, о колебаниях и о распространении упругих и пластических волн, о влиянии температуры, скорости деформации, радиоактивных облучений и т. п. на прочность и пластичность материалов. Дается описание экспериментальной техники, применяемой при исследовании механических свойств материалов. [c.5]

В процессе испытаний изучаются возможности снижения уровня переменных напряжений в силовых элементах конструкции и способы повышения их усталостной прочности. На основании динамических испытаний устанавливается предварительный ресурс конструкции. Также проверяются элементы, подверженные ударным нагрузкам, например, шасси. [c.119]

При летных испытаниях проверяются все летные данные, характеристики устойчивости и управляемости вертолета, а также статическая и динамическая прочности. Здесь же замеряются напряжения и динамические нагрузки в силовых элементах основных частей агрегатов вертолета (лопастей несущего и рулевого винтов, их втулок, автоматов перекоса, проводки управления, узлов крепления двигателей, редукторов и т. д.). Одновременно измеряются параметры колебаний конструкции вертолета. [c.119]

Поэтому для пластичных материалов концентрация напряжений менее опасна, чем для хрупких, а при статическом нагружении элемента конструкции она совсем не влияет на его прочность. Вот почему при расчете на осевое растяжение и сжатие стержней из пластичных материалов при статической нагрузке не учитывают влияние концентрации напр яжений в ослабленных отверстиями сечениях, а лишь определяют величину средних напряжений по площади (см. пример 6). Если же на элемент конструкции с ослабленным сечением действует динамическая или повторно-переменная нагрузка, вызывающая в сечениях напряжения разных знаков, то в этих случаях, несмотря на пластичность материала, концентрация напряжений оказывает существенное влияние на его прочность. [c.56]

Отметим еще один аспект прямого воздействия температуры на прочность металлов и полимеров. В некоторых случаях детали и элементы конструкций и сооружений подвергаются воздействию температурных напряжений, возникающих в весьма короткий промежуток времени (почти мгновенно) в результате быстрого изменения температуры. Такое нагружение, называемое температурным (тепловым или термическим) ударом, вызывает динамические термические напряжения и приводит к хрупкому разрушению материала. [c.420]

Во многих случаях представление о динамической прочности элемента конструкции можно получить исходя из одномерных расчетов. Такие расчеты позволяют рассмотреть много вариантов нагружения при относительно небольших затратах времени ЭВМ. Уточнение расчетов возможно на основе учета неодномерности волновых процессов в теле. Проблеме численного исследования распространения двухмерных волн напряжений в твердых телах посвящено значительное количество работ [П5, 125, 134, 174, 175, 189, 200, 203, 205]. Обзор некоторых из них можно найти в монографиях [21, 88, 152, 165, 204]. Из их рассмотрения следует, что, несмотря на наличие численных методик, многие двухмерные динамические задачи конденсированной среды исследованы недостаточно. Влияние анизотропии, вязкостных свойств, многослойности, локального разрушения среды, сильного взаимодействия контактирующих, но разных по механическим свойствам сред на волновые процессы исследовалось мало. В настоящей главе изучается влияние указанных выше факторов на распространение двухмерных упругих и упругопластических волн в нескольких, достаточно сложных, механических системах. [c.194]

Рассмотрены процессы повреждения и разрушения материалов и элементов конструкций и формулировки критериев разрушения на основе подхода, включаюшего механику деформируемого твердого тела, механику разрушения и физику прочности и пластичности. Приведены подходы к описанию кинетики трещин при статическом, циклическом и динамическом нагружениях элементов конструкций. Рассмотрены методы и алгоритмы численного решения упруговязкопластических задач при квазистатическом (длительном и циклическом) и динамическом нагружениях. Основу книги составили результаты, полученные авторами. [c.2]

В сборнике представлены задачи на все основные разделы курса сопротивления материалов растялсение-сжатие, аюж ное напряженное состояние и теории прочности, сдвиг и смятие, кручение, изгиб, слож ное сопротивление, кривые стержни, устойчивость элементов конструкций, методы расчета по допускаемым нагрузкам и по предельным состояниям, динамическое и длительное действие нагрузок. Общее количество задач около 900. Некоторые задачи снабжены решениями или указаниями. [c.38]

При конструировании кулачкового механизма обращают внимание на технологичность профиля кулачка, динамическую прочность и износостойкость всех элементов конструкции и особо тех, которые образуют вьюшую пару. [c.112]

Первые научно-исследовательские работы по сварке были выполнены в КПИ в начале 30-х годов акад. АН УССР Е. О. Патоном с учениками. Работы были посвящены изучению прочности элементов сварных конструкций при статических и динамических нагрузках. Эти исследования позволили сделать важнейший вывод о преимуществах электросварки перед клепкой. Они положили начало изучению на Украине одной из ведущих проблем сварочной техники — прочности сварных конструкций и сыграли важную роль в развитии сварочной техники и внедрении сварки в производство металлоконструкций. [c.22]

Информация о действительной нагруженности и несущей способности — важный элемент при решении вопросов расчета конструкций, совершенствования их схем и форм, применения поверхностного упрочнения и других способов повышения эксплуатационной надежности и ресурса. Далее рассматриваются некоторые вопросы оценки вероятности неразруше-ния (надежности) в связи с условиями нагружения и несущей способностью элементов конструкций. Отказы по прочности, оцениваемые как возникновение разрушения, повреждение опасными трещинами или недопускаемые деформации, могут возникать в результате однократных или кратных перегрузок как статических, так и динамических или же вследствие наличия дефектов, достаточных для разрушения элементов конструкций при свойственном им уровне эксплуатационной нагруженности. Разрушения такого типа рассматриваются как статические, их вероятностная оценка осуществляется с учетом кратности статического нагружения, статистики возможных статических нагрузок и дисперсии статической прочности во внересурсной постановке. Это, например, уже давно делается в области оценки надежности строительных конструкций, гидротехнических сооружений и ряда других, нагруженных в основном статической нагрузкой. [c.137]

Усталостная прочность трубопроводов и их соединений. Трубопроводы многих машин подвергаются одновременно статическим и динамическим нагрузкам. К первым относятся рассмотренные статические нагрузки, обусловленные внутренним давлением жидкости, а также нагрузки, развивающиеся при монтаже трубопровода и возникающие в результате температурных деформаций трубопроводов и элементов конструкции машины. Ко вторым нагрузкам относятся нагрузки, возникающие при частотных деформациях (колебаниях) трубы, обусловленных пульсацией давления жидкости и гидравлическилш ударами, а также колебаниях (вибрациях) самих трубопроводов, вызываемых внутренними и внешними возмущениями. Следовательно, напряжения, возникающие в материале трубопровода, создаются суммой перечисленных составляющих, причем основное место в этой сумме занимают составляющие, обусловленные динамическими факторами и в особенности при их повторяемости. [c.573]

При переменных и знакопеременных напряжениях мы встречаемся с явлением разрушения от постепенно развивающейся трещины — с явлением усталости. При резком изменении скорости As-ижешя элемента конструкции в зависимости от передачи на него давлений от соседних деталей, когда имеет место явление удара, может обнаружиться хрупкость в таких материалах, которые при статическом действии нагрузок оказывались пластичными. Поэтому при проверке прочности деталей конструкций, подвергающихся действию динамических нагрузок, приходится интересоваться влиянием этих нагрузок — не только на величину напряжений в детали, но и на сопротивляемость материала. [c.489]

Термическое упрочнение незакаливающихся углеродистых и низколегированных сталей, по сравнению с горячекатаным или нормализованным состоянием, повышает и прочность, и пластичность при одновременном улучшении динамической структуры, что важно для обеспечения надежности и долговечности элементов конструкций из этих сталей. [c.185]

Поток теплоносителя внутри корпуса энергетического реактора является источником энергии, способным возбудить колебания элементов внутрикорпусных устройств, что приводит к появлению динамических напряжений. Определение динамических напряжений в деталях, омываемых потоками жидкости, оказывается необходимым для оценки прочности и ресурса современных энергетических установок. В зарубежной литературе имеются сообщения о колебаниях элементов конструкций, вызванных потоком теплоносителя. Много проблем, связанных с колебаниями, возникло, как указывается в [1], при эксплуатации таких зарубежных энергетических реакторов как Биг Рок Пойнт , Янки , Обриг-гейм Сена и некоторых других. Например, тепловой экран реактора Обриггейм , рассмотренного в работе [2], не был жестко связан с корпусом, а опирался на шесть консолей, приваренных к корпусу. Измерения показали, что амплитуда колебаний теплового экрана недопустимо велика. Для устранения столь интенсивных колебаний экран прикрепили болтами к специальным накладкам, приваренным к каждой консоли, и связали двумя подкосами с корпусом установки. Надежность работы нового крепления была, как показано в статье [2], проверена и подтверждена испытаниями в рабочих условиях. [c.149]

Стеклотекстолит относится к воло1снистым материалам. В качестве наполнителей применяют стекловолокнистые материалы в виде ориентированных элементарных волокон, стекложгутов или стеклотканей различных переплетений. Вид наполнителя оказывает основное влияние на свойства стеклотекстолита. Прочностные свойства стеклотекстолитов высокие. По удельной прочности они не уступают, а иногда и превышают аналогичный показатель для стали, дюралюминия и титана. Стеклопласты хорошо противостоят действию ударных и динамических нагрузок и обладают способностью гасить колебания элементов конструкций. Они стойки к воздействию растворов электролитов, масел, жидких топлив. Из них изготавливают крупногабаритные конструкции для хранения и транспортировки агрессивных жидкостей. [c.248]

В 1971 году в издательстве Наука вышел в свет сборник оригинальных работ Степана Прокофьевича Тимошенко Устойчивость стержней, пластин и оболочек , который был полностью просмотрен и одобрен автором. В этом сборнике дан был очерк жизни и научного творчества С. П. Тимошенко. Предлагаемый вниманию читателей сборник также был просмотрен автором и составлен согласно его желанию, хотя и выходит он уже после смерти С. П. Тимошенко, произошедшей 29 мая 1972 года в городе Вуппертале (Федеративная Республика Германия) на девяносто четвертом году жизни. Здесь содержатся двадцать шесть оригинальных работ С. П. Тимсшечко по проблемам прочности и колебаний элементов конструкции. Эти исследования посвящены изучению резонансов валов, несуш,их диски, эффективному анализу продольных, крутильных и изгибных колебаний прямых стержней посредством использования энергетического метода и применению общей теории к расчету мостов при воздействии подвижной нагрузки, вычислению напряжений в валах, лопатках и дисках турбомашин, расчету напряжений в рельсе железнодорожной колеи как стержня, лежащего на упругом сплошном основании, при статических и динамических нагружениях. Детально рассмотрены важные вопросы допускаемых напряжений в металлических мостах. [c.11]

Запасы по разрушающим нагрузкам (при изготовлении, монтаже и эксплуатации конструкций) назначаются в пределах 1,5—2, а запасы по коэффициентам интенсивности напряжений и деформаций — в пределах 1,7—2,2. Большие из указанных запасов выбирают для циклически нагружаемых элементов конструкции, изготовляемых из хладноломких малоуглеродистых сталей или сталей повышенной прочности и низкой пластичности, чувствительных к концентрации наг яжений, скорости деформирования и обладающих повышенным разбросом характерисгик сопротивления разрушению. Повышенные запасы прочности принимают для элементов конструкций, определение эксплуатационной нагруженности которых затруднено в силу сложности конструктивных форм, наличия высоких остаточных напряжений (например, от сварки и монтажа), возникновения нерасчетных статических и динамических перегрузок. Для таких элементов конструкций обычно затруднено проведение надлежащего дефектоскопи ческого контроля при их изготовлении и эксплуатации. В этом случае запасы по нагрузкам должны быть более высокими — до 2,5. [c.77]

Динамическая и тепловая напряженность СПГГ. Кроме параметров, влияющих на мощность и экономичность, при испытаниях необходимо также найти величины параметров, которыми определяется прочность, динамическая и тепловая напряженность отдельных элементов конструкции свободнопоршневого генератора газа. К числу таких параметров относятся в первую очередь параметры двигателя максимальное давление, коэффициент избытка воздуха для горения и среднее индикаторное давление. [c.34]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...