Влияние остаточных напряжений на прочность при статической нагрузке

Влияние остаточных напряжений на прочность при статической нагрузке [c.95]

Теория механических методов определения остаточных напряжений в стержнях, пластинках, дисках, цилиндрах дана в работе [7], в которой рассматривается также влияние остаточных напряжений на прочность при статических и переменных нагрузках. [c.270]

Рассмотрим влияние остаточных напряжений на прочность при статических и переменных нагрузках. Многочисленные экспериментальные данные указывают на сильное влияние остаточных напряжений на надежность и долговечность конструкций и сооружений. Разрушение последних (зачастую в начале эксплуатации) при достаточно низком уровне действующих напряжений иногда объясняется неблагоприятным распределением остаточных напряжений. Как показывают опыты, для пластичных материалов остаточные напряжения мало влияют па величину разрушающего усилия, а пластическая деформация, возникающая от однократных внешних нагрузок, приводит к уменьшению или даже полному исчезновению остаточных напряжений. [c.461]

Таким образом, на основании тех же соображений, которые были приведены при анализе условий разрушения статической нагрузкой, можно заключить, что общая оценка влияния остаточных напряжений на прочность при ударе должна быть такой же, как при статической нагрузке. Наличие пластических деформаций при ударном разрушении свидетельствует о том, что разницы в напряженном состоянии отдельных образцов к моменту разрушения существовать уже не должно, поэтому остаточные напряжения не могут оказывать влияния на прочность. [c.110]

В случае возникновения пластической деформации эпюры напряжения выравниваются. Поэтому остаточные напряжения перестают оказывать вредное влияние на прочность при статических нагрузках. Это имеет место, если объемные напряжения невелики. [c.212]

Как показано многочисленными исследованиями, в элементах конструкций изготовленных из пластичного материала, находящихся в вязком состоянии и работающих при статических и ударных нагрузках, остаточные сварочные напряжения не отражаются на прочности (сопротивлении разрушению) элементов конструкций. Их влияние в данном случае проявляется лишь в том, что наступление пластических деформаций в отдельных зонах может происходить при более низких нагрузках, чем в элементах, не имеющих сварочных напряжений. В конструкциях из хрупких материалов, а также из материалов пластичных, но находящихся в хрупком состоянии (например, при воздействии объемного напряженного состояния), сварочные остаточные напряжения могут влиять на прочность при статических и ударных нагрузках. [c.60]

Поля остаточных напряжений, образующиеся при сварке тавровых, уголковых, двутавровых и других элементов, могут условно рассматриваться как одноосные. Одна из составляющих остаточных напряжений, направленных вдоль шва, значительно превышает две другие. Образование таких полей остаточных напряжений очень благоприятно. Как правило, конструкции с одноосными полями остаточных напряжений обладают достаточно хорошими пластическими свойствами. Таким образом, одноосные поля остаточных напряжений не оказывают отрицательного влияния на прочность изделий при статических нагрузках. Опытным путем [c.135]

Определение прочности сварных образцов при статической нагрузке в условиях, когда возможно их хрупкое разрушение (при высокой концентрации напряжений и низкой температуре), было проведено Институтом электросварки им. Е. О. Патона [27]. Испытанию подвергались образцы, показанные на фиг. 30. Часть образцов до испытания подвергались предварительному растяжению. Испытание при температуре Т = —60° С показало, что предел прочности при наличии резкой концентрации напряжений снижается. При этом образцы, подвергнутые начальному растяжению, производимому при нормальной температуре, имели более высокую прочность, чем образцы, разрушение которых при низкой температуре производилось без предварительного нагружения. Исследования, проведенные Институтом электросварки, прежде всего указывают не на влияние остаточных напряжений, а на большое значение концентраторов напряжений в условиях хрупкого разрушения. В этих условиях предварительное нагружение конструкций, производимое при нормальной температуре, способствует повышению их работоспособности. Объяснить это можно тем, что местные пластические деформации, появляющиеся при предварительном растяжении в наиболее опасном для прочности участке с высокой концентрацией напряжений, сглаживают резкость изменения формы, что приводит [c.97]

Отсутствие существенного влияния начального напряженного состояния на прочность этих образцов можно объяснить тем, что при статической нагрузке (даже и при таких тяжелых условиях) имеет место некоторая пластическая деформация, величина которой оказывается достаточной, чтобы компенсировать вредное проявление остаточных растягивающих напряжений (главным образом за счет некоторого снижения резкости концентратора). [c.35]

Имеются опубликованные результаты исследований влияния облучения на натуральный каучук при статической или динамической нагрузке. Они показывают, что натуральный каучук хорошо сохраняет упругость, имеет хорошие гистерезисные свойства и стойкость по отношению к изменению остаточной деформации при изгибе в процессе облучения [9, 19]. Уменьшение предела прочности и относительного удлинения при облучении натурального каучука, находящегося в напряженном состоянии, происходит значительно быстрее, чем при облучении без нагрузки. Остаточное сжатие цилиндрических образцов из каучукового вулканизата, облученных в отсутствие нагрузки, уменьшилось на 55%, а остаточное сжатие сегментов колец, находившихся во время облучения в сжатом состоянии, увеличилось с 6 до 80% при максимальной дозе. При двух еще более высоких дозах остаточная деформация при изгибе на 180° составила 100%. [c.77]

Эксперименты, проведенные на образцах малоуглеродистой стали разных марок при одноосном поле остаточных напряжений, показали, что остаточные напряжения не оказывают влияния на прочность сварных соединений не только при статических, но и при ударных нагрузках. [c.219]

Остаточные одноосные напряжения о в конструкциях, изготовленных из пластических материалов, безопасны для прочности. Напряжения и алгебраически суммируются с напряжениями Чд, вызванными внешними нагрузками. При а - - 3 = О - наступает релаксация (исчезновение остаточных напряжений). Остаточные одноосные напряжения не оказывают заметного влияния на прочность сварной конструкции при статических и даже при ударных нагрузках. [c.913]

В подавляющем большинстве случаев для конструкций из достаточно пластичных малоуглеродистых и низколегированных сталей, при условии применения в них сопряжений без особо резкого изменения формы и при высоком качестве их изготовления, остаточные сварочные напряжения не оказывают существенного влияния на прочность ни при статической, ни при ударной, ни при вибрационной нагрузках. Поэтому расчет таких конструкций на прочность производится без учета остаточных напряжений. [c.131]

Уже в первой половине XIX века было замечено, что детали машин и сооружений при действующих длительное время циклических нагрузках могут разрушаться внезапно без заметных остаточных деформаций при значительно меньших напряжениях, чем разрушающие напряжения при статическом нагружении. Явление понижения прочности материала при динамических переменных во времени напряжениях было названо усталостью, или в ы н о с л и в о с т ь ю, материала. Не совсем удачное-наименование данного явления усталость материала , сохранившееся по настоящее время, не случайно. В начале изучен причин разрушения материала при циклических нагрузках была сделано предположение, что под влиянием длительно действующих переменных напряжений материал устает и его статическая прочность понижается. Однако опыты на статическое растяжение деталей, длительное время работавших при циклических нагрузках, показали, что механические свойства материала под действием переменных напряжений не изменяются. Не подтвердилось также предположение, что переменные напряжения изменяют структуру материала. Исследованием материала под микроскопом после воздействия циклических напряжений обнаружено, что структура его не изменяется. [c.489]

При некоторых условиях остаточные напряжения могут оказать отрицательное влияние на прочность конструкций (особенно листовых) даже при работе под статической нагрузкой, и привести к возникновению трещин и разрывов такими условиями являются [c.223]

Влияние остаточных напряжений на прочность при статических и динамических нагрузках. В первую очередь выясним действие остаточных напряжений в деталях, работающих при однородном напряженном состоянии. Для этого рассмотрим стержень, кривая деформирования материала которого не имеет упрочнения (рис. 8.17, а). В стержне имеются остаточные напряжения (рис. 8.17, б), и он нагружается растягивающей силой N (рис. 8.17, в и г). Если материал работает в области упругих деформаций, то суммарные напряжения стс получаются алгебраическим сложением остаточных напряжений Оост и напряжений от внешних нагрузок ом (рис. 8.17, в). При некотором значении N напряжения во внешних волокнах достигнут предела текучести. При дальнейшем возрастании нагрузки напряжения в этих волокнах увеличиваться не будут, хотя деформации стержня продолжают расти. В данном случае влияние остаточных напряжений сказалось в преждевременном появлении пластической деформации в наружных (растянутых) волокнах. Если бы на стержень действовала сжимающая нагрузка, то пластическая деформация началась бы в срединных (сжатых остаточными напряжениями) волокнах. Влияние остаточных напряжений сказывается на понижении предела пропорциональности и предела упругости (в некоторых случаях и условного предела текучести). [c.294]

Совещание, проведенное Институтом металлургии АН СССР в 1957 г., подвело некоторые итоги взглядам на природу и влияние остаточных напряжений на прочность сварных конструкций в эксплуатации. Оно констатировало, что в тех случаях, когда сварные соединения, несмотря на образование в них остаточных напряжений большой величины, сохраняют пластические свойства, они не оказывают влияния на прочность при статических и ударных нагрузках, но могут оказывать влияние при переменных. Это влияние может быть отрицательйым и положительным для прочности. С этих позиций применение отжига при Т = 600 650° С для устранения остаточных напряжений в сварных конструкциях из малоуглеродистых сталей, как правило, нецелесообразно. [c.294]

Исследование влияния остаточных напряжений на статическую прочность хрупких материалов показало, что величина разрушающей нагрузки обычно ниже значения этой же нагрузки при отсутствии остаточных напряжений. Возникающие перед разрушением малые пластические деформации ле устраняют остаточные напряжения, и при склонности материала к хрупкому разрушению влияние остаточных напряжений может оказаться гвесьма значительным. [c.461]

Докажем, что собственные остаточные одноосные напряжения в изделиях из пластичных материалов не оказывают влияния на их прочность при статических нагрузках. Примем, что эпюра остаточных напряжений о имеет вид, показанный на фиг. 112. Все внутренние силы взаимно уравновешены, их равнодействующая, равная площади аАаВй заштрихованной эпюры, равна нулю. [c.211]

Следует отметить, что применение изделий больших толщин, содержащих значительный запас энергии, анизотропные свойства, объем1ный характер поля напряжений, низкая температура эксплуатации, создают условия, при которых вероятность хрупких разрушений повышается. Сказанное относится к конструкциям, работающим в основном под статическими нагрузками. Влияние остаточных напряжений на усталостную прочность будет рассмотрено в главе XI. [c.226]

Остаточные сварочные напряжения оказывают различное влияние на прочность сварных конструкций в зависимости от вида действующей на них нагрузки, а также от величины и характера распределения этих напряжений. При статической нагрузке остаточные напряжения не оказывают влияния на прочность конструкций только в тех случаях, когда металл сохраняет спо10об ость пластически деформироваться. Особенно сильно проявляется действие остаточных. напряж1ений в условиях, способствующих возникновению хрупкого разрушения сварного соединения. Хрупкое разрушение происходит в результате неблагоприятного сочетания трех факторов копцентрации напряжений, остаточных напряжений и температуры. [c.120]

На фиг. 119 показано влияние надрезов длиной 50 мм в соединениях сваренных в стык образцов толщиной 5 = 18 мм относительно небольших размеров при испытаниях их на растяжение статическими нагрузками. Крестиками обозначены величины разрушающих напряжений в образцах, в которых остаточные напряжения были сняты отпуском, кружками—образцы с остаточными напряжениями. Видно, что при хрупком состоянии, вызванном надрезом и низкой температурой, остаточные напряжения оказывают значительное влияние на прочность. На фиг. 120 и в табл. 21 приведены результаты испытаний сфер диаметром 1500 мм [120], в которые вваривались о.бразцы сферической формы и в форме кругов. Испытание производилось при наличии в швах несквозных надре- зов внутренним давлением при наличии остаточных напряжений. [c.219]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...