Механические теории предельного состояния

В настоящее время интенсивно развивается механика разрушения. Существенной критике подвергаются основные концепции классических механических теорий предельного состояния материала [c.14]

Глаеа III, Механические теории предельного состояния [c.62]

Механические теории предельного состояния [c.203]

В итоге задача может быть поставлена в следующем виде. Дан материал. С ним может б .1ть произведено ограниченное число испытаний. Требуется предсказать условия перехода из одного механического состояния в другое при всех видах напряженных состояний. Теория, позволяющая решить эту задачу, носит название теории предельных состояний. [c.83]

Для изотропных тел название теория прочности объединяет различные критериальные гипотезы предельных состояний. Каждая гипотеза формулирует условие перехода из одного механического состояния в другое. Экспериментально определяются исходные параметры — предельные напряжения при некоторых основных видах напряженных состояний (обычно при простом растяжении и сжатии). Теория предельных состояний позволяет предсказать условие перехода материала из одного механи- [c.138]

Из сказанного вытекает очевидная необходимость создания общего метода оценки меры опасности любого напряженного состояния при ограниченном числе механических испытаний материала. Это и является содержанием теории предельных напряженных состояний или так называемой теории прочности. [c.260]

Все еще имеющиеся трудности в использовании собственно физических концепций и методов приводят к исследованию проблемы прочности и разрушения твердых тел феноменологическими средствами. Можно отметить три четко-сформировавшихся направления в учении о прочности и разрушении твердых тел. Первое из них —это феноменологические механические теории прочности-теории локального предельного состояния. Второе направление-теория макротрещин. Наконец, третье — это континуальные теории накопление дефектов в твердом теле в процессе его деформирования. [c.540]

В последнее время проводились работы в области механики полимеров, создания методов расчета деталей из полимеров на прочность, комплексного изучения их физико-механических характеристик. Изучаются теории, необходимые для решения задач о деформированном и напряженном состоянии упруго-вязких полимеров. Получила развитие теория и накоплен обширный экспериментальный материал в области температурно-временной зависимости прочности, развиты представления о статической усталости армированных систем на основании свойств отдельных компонентов, показано существование предела длительной статической прочности. Для описания условий разрушения предложены критерии предельного состояния, экспериментально показана зависимость плотности и упругости. Определенное развитие получили представления о взаимосвязи структуры полимеров и их механиче ских свойств, а также структурная механика армированных систем. [c.215]

Подобные теории, получившие название структурных (или микро-механических) теорий прочности, активно развиваются в последнее время (см., например [49, 57]). Трудности, стояш,ие на пути создания достоверной структурной теории прочности, весьма значительны. Прежде всего следует отметить, что сохраняются те из них, которые в предыдущей главе ( 1.2) были названы в качестве основных препятствий, стоящих перед создателями структурных теорий жесткости (податливости) композитов. К ним следует добавить прежде всего повышенные требования к точности определения напряженно-деформированного состояния компонентов композита, поскольку начало разрушения композита обычно связано с локальными физическими процессами. Отсюда — принципиальная невозможность использования многих простейших структурных моделей, достаточных для анализа интегральных (например, жесткостных) характеристик композита. Серьезно затрудняет оценку прочности композита в рамках структурного подхода необходимость рассмотрения кинетики разрушения материала, так как локальные значения параметров напряженно-деформированного состояния компонентов композита часто достигают предельных значений уже на начальных этапах нагружения композита, что, однако, не приводит к исчерпанию его несущей способности. [c.37]

За сравнительно небольшой (около 30 лет) период своего существования теория ОПК из композитов превратилась в самостоятельный раздел общей теории ОПК, развитие которого стимулируется потребностями современной техники и достижениями производства и технологии новых материалов. При этом прикладное значение теории ОПК из композитов в значительной мере определяется уровнем достижений механики композиционных материалов и конструкций из них, в первую очередь в области моделирования физико-механических свойств и поведения композитов, а также методов расчета предельных состояний конструкций по устойчивости и прочности. [c.9]

Предельные состояния, виды и критерии разрушения. Традиционные инженерные расчеты на прочность деталей машин и элементов конструкций при однократном нагружении основаны, с одной стороны, на номинальных напряжениях, определяемых по формулам сопротивления материалов, теории упругости и пластичности, теории пластин и оболочек и, с другой стороны, на характеристиках прочности материалов при однократном нагружении,, определяемых при стандартизированных или унифицированных испытаниях лабораторных образцов из применяемых конструкционных материалов [16]. В зависимости от большого числа конструктивных (вид нагружения, размеры и форма сечений, наличие концентрации напряжений), технологических (.механические свойства применяемых материалов, вид и режимы сварки, термообработки, упрочнения) и эксплуатационных (скорость нагружения, уровень нагрузок, температура, среда) факторов при однократном нагружении возможно возникновение трех основных видов разрушения — хрупкого, квазихрупкого и вязкого 16]. Каждый из этих видов разрушения существенно отличается по уровню номинальных и местных разрушающих напряжений и деформаций, скоростям развития трещин и времени живучести деталей с трещинами, внешнему виду поверхностей разрушения. Применительно к этим видам разрушения выбирают те или иные критерии разрушения из трех основных групп — силовых, деформационных и энергетических. [c.9]

Важнейшими проблемами в науке о сопротивлении материалов, которые разрешались в течение этого периода и в последующие годы вплоть до настоящего времени, являются 1) расчеты на динамическое действие нагрузок 2) дальнейшее усовершенствование методов расчета на устойчивость 3) расчеты оболочек и тонкостенных стержней 4) развитие теории пластичности 5) установление новых критериев прочности и в том числе расчеты по предельным состояниям 6) исследование влияния высоких и низких температур на механические свойства материалов 7) разработка методов расчета конструкций, выполненных из полимеров . [c.564]

Подробные исследования предельных состояний деформации и прочности чистых металлов, основанные на испытаниях монокристаллов, убедительно показывают, что дефекты различных размеров и различного характера имеются во всем объеме кристаллов металла. В соответствии с их размерами и характером эти дефекты оказывают неодинаковое влияние на развитие пластических деформаций и разрушений путем отрыва. Без знания роли этих дефектов невозможно понимание природы основных механических свойств технических металлов. Ввиду этого необходимо постепенно разрабатывать новую теорию деформации и прочности металла, в которой теория макродеформаций будет основана на концепции среды, состоящей из движущих дислокаций и проникнутой сетью стойких точечных дефектов и границ с повышенным сопротивлением деформации. [c.139]

Напряженные состояния второго вида — так называемые предельные напряженные состояния — непосредственно зависят от основных механических постоянных, характеризующих сопротивление сыпучей среды сдвигу, и составляют содержание теории предельного равновесия. [c.7]

Природой, так как расчетная модель формируется с учетом конкретного предельного состояния. Укрупненно можно выделить два разных по физической природе типа отказов внезапный и постепенный (рис. 15.1). Внезапный отказ, являющийся случайным событием, возникает неожиданно. Условием его возникновения является случайное совпадение значительного усилия и малой прочности одного или нескольких изделий из рассматриваемой совокупности. Постепенный отказ обусловлен накоплением усталостных повреждений и является результатом процессов, медленно изменяющих прочность изделия. Закономерности отказов, вызванных постепенными изменениями механических свойств, также исследуют методами теории надежности. [c.366]

Условие локального разрушения. Во многих теориях процесса накопления рассеянных микродефектов условием локального разрушения является достижение параметром степени поврежденности, принятым в теории, предельного значения, определяемого. в макроопыте. В этом смысле такие теории по своей структуре напоминают феноменологические механические теории предельного состояния в локальной области. Однако в последних сопоставляются не значения параметра разрушения, найденного теоретически для сложного напряженного состояния, и предельное значение этого параметра, полученное экспериментально (макроопыт) для линейно напряженного образца, а теоретически находится значение фактора, ответственного за наступление предельного состояния в локальной области. [c.598]

Теория предельных состояний связана с изучением свойств материала. Зная состояние материала для различных точек иаиряжениого тела, можно вынести в дальней-И1ем онределепные суждения и О свойствах конструкции. Для того чтобы сделать достаточно эффективным практическое применение теории предельных состояний, вводится еще одно важное упрощающее предположение, а именно, принимается, что механическое состояние в каждой точке тела определяется напряженным состоянием только в этой точке. Такой подход освобождает от необходимости учитывать поведение материала в соседних областях. Напряженное состояние всего тела анализируется только в топ мере, в какой это необходимо для отыскания наиболее опасной точки. [c.83]

В историческом плане развитие механики грунтов, действительно, характеризовалось постоянными и небезуспешными попытками привлечения методов механики сплошной среды для решения практических задач и формирования общего облика этой научной дисциплины. С другой стороны, само развитие некоторых разделов механики сплошной среды (теории пластичности, теории предельных состояний) стимулировалось задачами механики грунтов, некоторые фундаментальные представления которой были сформулированы еще в XVIII и XIX веках (Ш. Кулон, В. Томсон, О. Мор, В. Ранкин, О. Рейнольдс и др.). Тем не менее в самостоятельную механическую дисциплину механика грунтов сформировалась сравнительно недавно, в двадцатых годах, когда были начаты систематические и значительные по результатам исследования К. Терцаги [c.203]

В числошях расчетах указанные обстоятельстна приводят к некоторым расхождениям. Поэтому ие следует удивляться тому, что результат расчета по одной теории обнаруживает некоторое отличие от результата, полученного по другой. Это объясняется несовершенством гипотез предельных состояний. Кроме того, следует учитывать, что ни I одной теории точность не может быть пыше той, которая обеспечивается исходными предпосылками. В данном случае исходным является предположение о том, что напряженное состояние в точке остается единственным определяющим фактором. механического состояния данного материала. [c.263]

Полученные при одпородно.м напряженном состоянии механические характеристики материала и закономерности накопления повреждений служат исходными данными при расчетной оценке предельных состояний методом конечных элементов. Разрабатываемый для этого алгорит.м предусматривает при расчете малоциклового нагрунгепия использование уравнения состояния в виде деформал,ионной теории пластичности, а при циклическом нагружении с выдержками — использование изохронных кривых цпк-.тической ползучести [12, 15[. Задача по расчету предельного со- [c.22]

Современное состояние механики материалов и конструкций (теории упругости и пластичности, строительной механики, механики разрушения и др.), а также прикладных методов расчета машин и конструкций позволяет с большой степенью достоверности прогнозировать поведение механических систем, если известны свойства материалов и заданы внешние воздействия. В теории надежности механических систем принято, что свойства материала и воздействий являются случайными поэтому поведение объекта также носит случайный характер. Нормативные требования и технические условия эксплуатации накладывают определенные ограничения на эти параметры, которые могут быть сформулированы в виде условия нахождения некоторого случайного вектора, зависяшего от времени и характеризующего качество объекта, в заданной области. Отказам и предельным состояниям соответствуют выходы этого случайного вектора из области допустимых состояний. Таким образом, основная задача теории надежности-оценка вероятности безотказной работы на заданном отрезке времени - све 1ена к задаче о выбросах случайных процессов. Соединение методов механики материалов и конструкций с теорией случайных процессов составляет основу современной теории надежности механических систем [5, 7]. [c.39]

Эту теорию добно представить графически в виде известной диаграммы механического состояния, в которой отражены основные свойства материала (рис. 35). В правой части диаграммы помещается кривая течения, не зависящая от вида напряженного состояния, а в левой части прямыми, параллельными координатным осям системы Ттах — представлены предельные состояния текучести и разрушения. Здесь 8 — эквивалентное напряжение, соответствующее наибольшей ЛИТТй ттАД1 лппп№гтт дт,т г тт ЛР-формации. Каждому напряженному состоянию соответствует луч, исходящий" из начала координат. Так, например, луч, наклонен- [c.86]

В литературе предлагались различные критерии предельного состояния, т. е. различные соотношения между инвариантами, позволяющие установить опасность любого напряженного состояния по ограниченному числу простейших механических испытаний материала. Широко известны классические теории прочности (пластичности), рассматривающие изотропные материалы с одинаковыми пределами прочности на растяжение и сжатие (теории наибольших нормальных напряжений, удлинений, касательных напряжений, теория энергии формоизменения), а также различные варианты новейших энергетических теорий (критерии Ю. И. Ягна, П. П. Баландина, К. В. Захарова и др.), основанные на гипотезе А. Надаи о наличии функциональной связи между октаэдрическими касательными и нормальными напряжениями и описывающие условия перехода в предельные состояния как изотропных, так и анизотропных материалов с различным сопротивлением растяжению и сжатию. Подробное рассмотрение этих теорий содержится в монографиях [34, 39, 106, 130, 1311 и останавливаться на них здесь нет необходимости. Рассмотрим наиболее интересные достижения последних лет, уделив особое внимание критериям прочности (пластичности) для изотропных и слабоанизотропных материалов, к каковым относятся стеклообразные и кристаллические полимеры. [c.206]

В этой главе мы достаточно подробно рассмотрели тот круг вопросов, который связан с общими проблемами построения равновесной статистической теории, ее аксиоматикой, ее соотношением с механическим подходом к исследованию тех же систем и т. д. Все это помогло нам представить как возможности теории, так и общие границы области ее применимости. Не следует забывать, что, ограничиваясь в этой части курса рассмотрением только равновесных систем, мы имеем дело с описанием их предельных состояний, практически никогда не реализуемых (см. обсуждение критерия квазистатичности в гл. I, 3), поэтому более полное понимание специфики этих состояний, а также особенностей и возможностей их теоретического описания возможно только с привлечением к общему обсуждению также и релаксационных процессов, являющихся неотъемлемой особенностью статистических систем (этому разделу статистической теории посвящена следующая часть курса, см. ТД и СФ-П). При этом, конечно, существует и мощная обратная связь без понимания особенностей состояния статистического равновесия невозможно подойти к последовательному описанию кинетических процессов, происходящих в системах рассматриваемого нами типа. [c.346]

Диаграмма механического состояния состоит из двух диаграмм (рис. 177) — собственно диаграммы механического состояния (слева) и кривой деформации в координатах т акс — Умакс- При построении диаграммы по оси ординат откладывают наибольшее касательное напряжение т акс. а по оси абсцисс — наибольшее эквивалентное растягивающее напряжение по второй теории прочности (аэквп). На диаграмму наносят предельные линии, соответствующие пределу текучести при сдвиге, сопротивлению срезу и сопротивлению отрыву 5от. Отклонение линии сопротивления отрыву вправо выше предела текучести (рис. 177) соответствует возрастанию сопротивления отрыву с появлением остаточных деформаций. [c.192]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...