Напряжения Определение см реальные

Определение усталостной прочности для образцов с концентраторами напряжений являлось бы несложным, если - бы нужно было лишь использовать теоретические коэффициенты концентрации напряжений для идеализированного материала. Но такой расчет оказывается непригодным, так как законы распределения напряжений в деталях реальных конструкций отличаются от теоретически выведенных для идеальных материалов. В процессе нагружения усталостного характера в зоне максимального напряжения может возникнуть местная текучесть материала, а это вызывает перераспределение напряжений и уменьшение их наибольшего значения. Надо иметь в виду также другие явления, например, наличие внутренних раковин в материале (см. разд. 5.11), также ослабляющих двумерное или трехмерное поле напряжений. Эти обстоятельства повышают выносливость при наличии концентрации по сравнению с теоретическими данными, приводящими при этом к расчету с запасом прочности, а вместе с тем, возможно, и к излишне утяжеленной конструкции. [c.114]

Нерегулярный, хаотический характер пичков, наблюдающийся в реальных случаях, можно объяснить следующим образом. Каждая мода имеет определенную пространственную структуру и черпает энергию в основном в тех областях кристалла, где напряженность ее поля велика. Поэтому каждая мода обладает в какой-то степени своим запасом инверсной населенности. Опыт показывает, что в каждом пичке происходит возбуждение малого количества продольных мод и в большинстве случаев лишь одной поперечной моды. Перескок генерации с одних мод на другие приводит к неравномерности временных интервалов, разделяющих пички, и к хаотическим пульсациям их интенсивности. Значительную роль в нарушении регулярности пичков играют пространственно-временные флуктуации накачки и неоднородности кристалла, вследствие которых различные участки кристалла не дают одновременной генерации. Спектральная ширина излучения отдельного пичка составляет 0,01—0,05 см . Полная спектральная [c.297]

Из рассмотрения реальной геометрии траектории трещины в пространстве, которая отражает многообразие процессов взаимодействия структурных элементов у кончика распространяющейся трещины с пересекающей их зоной пластической деформации, следует, что уменьшать величину Ki на некоторый безразмерный коэффициент, если различия в локальных ориентировках направления роста трещины вдоль ее фронта статистически неизменны в разные моменты времени. В том случае, когда различия ориентировок локальных направлений роста трещины нарастают по ее длине, в качестве множителя следует использовать безразмерную функцию. Корректировка подразумевает уточнение реализуемых затрат энергии на рост трещины в связи с ее более развитой в пространстве геометрией излома, чем в предполагаемом случае формирования идеально плоской поверхности. Определение плотности энергии разрушения (dW/dV)f через уровень одноосного напряжения при растяжении образца при формировании излома с разной высотой скосов от пластической деформации и при различной шероховатости излома в срединных слоях образца также связано с введением поправки на используемую в расчете величину действующего напряжения (см. главу 4). Прежде чем определить структуру указанных поправок, рассмотрим вид управляющих параметров в уравнениях роста усталостных трещин. [c.235]

В предыдущих разделах мы имели дело с задачами, в которых макроскопическое поле напряжений однородно. Это значит, что в реальном неоднородном материале напряжения, усредненные в представительном элементе объема, постоянны. В эквивалентном однородном материале, характеризуемом эффективными модулями неоднородного композита, напряженное состояние однородно. Однако во многих практически интересных задачах (см., например, [10, 12, 14]), встречаются довольно большие градиенты макроскопических напряжений. Поскольку определение эффективных модулей основано на макроскопически однородном состоянии, значимость этих результатов для неоднородных материалов неясна. Чтобы изучить этот вопрос, мы проведем приближенный анализ механического поведения волокнистого материала при линейно изменяющемся макроскопическом напряженном состоянии и сравним результаты с точным решением. [c.28]

Чтобы получить амплитуду напряжения в зоне S у вершины трещины, необходимо определить напряжения и на растянутой, и на сжатой стороне зоны б. При определении напряжений на сжатой стороне предполагаем, что после снятия растягивающей нагрузки трещина не закрывается полностью. Такое предположение реально и основано на результатах испытаний на усталость при симметричном растяжении-сжатии плоских образцов с концентратором напряжений из крупнозернистого чистого железа. Испытания показали, что поверхности макроскопической усталостной трещины, возникшей и развившейся на некоторое расстояние от вершины надреза, не контактируют друг с другом, если не приложена внешняя нагрузка, т. е. усталостная трещина имеет ограниченную ширину. Аналогичное явление можно наблюдать и при испытании образцов на усталость при изгибе с вращением. Таким образом, в начальный момент приложения сжимающей нагрузки возникает концентрация напряжений сжатия у вершины трещины. При увеличении сжимающей нагрузки трещина закрывается и концентрация напряжений от нее исчезает. Однако существует еще концентрация и от наружного исходного надреза. Результирующее напряжение в области вершины трещины (см. рис. 27, б) распределяется более плавно. Для удобства расчетов можно предположить, что в случае, когда небольшая уста- [c.60]

На образцах ДКБ могут быть сделаны измерения скорости роста коррозионной трещины как функции коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины. Таким образом, в то время как гладкие образцы не могут быть использованы для определения времени до разрушения конструкций с трещиной (дефектом) или для расчета нагрузок, ниже которых конструкции с трещиной не будут разрушаться за данный промежуток времени, образцы с трещиной могут быть использованы для этих целей. Это не значит, что образцы с трещиной должны заменить все гладкие образцы при испытаниях на КР алюминиевых сплавов. Более того, такие данные, полученные на образцах с трещиной, являются ценным дополнительным материалом к пороговому значению, определенному на гладких образцах, аналогично тому как данные по росту усталостной трещины являются важным дополнением к стандартной усталостной кривой 5—N для различных сплавов [70]. И подобно данным по росту усталостной трещины, данные по росту реальной коррозионной трещины могут быть полезными для установления интервалов технического осмотра и для контроля за изменением состояния конструкций. Кроме того, значения /Сщр могут быть использованы для установления нагрузок, которые гарантируют безопасность конструкций, имеющих необнаруженные трещины (дефекты) в коррозионной среде в течение расчетного срока службы. Специальные примеры по реальному использованию данных по образцам с трещиной (скорость и Кщр) даны ниже (см. п. 5). [c.185]

Вместе с тем установлено, что в реальных конструкциях в зоне примыкания патрубка пластические деформации возникают при весьма низких номинальных напряжениях, составляющих примерно 0,2от- Поэтому для определения фактических внутренних усилий в этой зоне необходимо проведение испытаний крупномасштабных моделей, выполненных из натурного материала и нагруженных в упругопластической области. Кроме того, как отмечалось выше (см. гл. 1, 2, 3), для уточненных расчетов малоцикловой прочности необходимо учитывать кинетику деформированного состояния расчетных сечений при повторном нагружении. Для неосесимметричных задач теории оболочек перераспределение упругопластических деформаций на каждом цикле нагружения может быть изучено в настоящее время преимущественно экспериментальным путем. Проведение таких экспериментальных исследований сопряжено с измерением полей упругопластических деформаций, характеризующихся значительным градиентом при этом возникает необходимость измерения и регистрации больших пластических деформаций в процессе циклов нагружения и малых упругих деформаций при разгрузке. Из известных методов измерения полей упругопластических деформаций на плоскости обычно используются методы оптически активных покрытий, муаровых полос и малобазные тензорезисторы. [c.139]

Читатель, по-видимому, обратил внимание на то, что мы в настоящей главе ограничились определением напряжений и ничего не говорили об определении жесткости трубы. Это не случайно. Имеющийся экспериментальный материал (см., например, [269]) показывает, что в то время как расчетные напряжения близки к их экспериментальным значениям (рис. 13.2), жесткость трубы существенно зависит от реальных граничных условий на ее концах. Изложенное в настоящей главе решение является также добротной основой для построения решений, учитывающих как влияние характера закрепления концов, так и нелинейные эффекты, связанные с действием поверхностной нагрузки (давления). Дальнейшие шаги в указанных направлениях были сделаны в работах [72—76, 90]. [c.457]

Методы экспериментального определения деформаций и напряжений играют исключительно важную роль в инженерном деле. Они используются как при определении констант упругости и прочности различных материалов (см. гл. 3), так и для проверки различных теоретических или проектных решений, вьшолняемых на моделях или на реальных опытных объектах. Подробно различные экспериментальные методы изучаются в лабораторном практикуме по сопротивлению материалов и излагаются в руководстве к практикуму. Здесь изложим лишь основной метод, наиболее широко применяемый на практике, — метод тензометрии. [c.365]

Мы не будем ограничиваться рамками оптики. Из того, как был определен спектр функции (спектр в математическом смысле), ясно, что этот термин принадлежит единому языку теории колебаний и волн (см. гл. 1, 1) функция типа (11.1) может изображать не только изменение напряженности электрического поля в световой волне, но и изменение напряженности поля в невидимой электромагнитной волне, давление в звуковой волне, силу тока и т. д. В связи с этим целесообразно под спектром в физическом смысле понимать не только ту картину, которая возникает в оптических опытах с призмой или решеткой, но и всякую реально существующую картину (например, на экране электронного осциллоскопа), являющуюся механическим, акустическим, радиофизическим аналогом оптического спектра. С такими картинами нам предстоит скоро познакомиться. При этом слово спектр как обозначение реально существующей [c.493]

В гл. 3 обсуждался механизм ползучести кристалла в терминах теории движения дислокаций, там же говорилось, почему прочность реальных кристаллов на много порядков ниже предполагаемой прочности идеального кристалла. Учитывая огромную энергию межатомных связей, можно считать, что идеальный кристалл должен быть необыкновенно прочным как по отношению к пластической деформации, так и по отношению к излому. Механическое напряжение, не превышающее предела текучести, приводит к упругой деформации твердого тела величина этой деформации зависит от расстояния, на которое можно сместить атомы без разрыва межатомных связей. В определенных условиях удается получить кристаллы без дислокаций (в обычных кристаллах концентрация дислокаций составляет 0 см ). Например, прочность бездислокационных усов олова оказалась близкой к прочности идеального кристалла, рассчитанной из сил притяжения между атомами. Деформация таких усов была упругой вплоть до 2%, в то время как в обычном слое предел упругости достигается уже при деформации порядка 0,01%. Подобные же результаты получены на других металлах. Усы из меди, например, имеют очень большую величину предела текучести, но как только на них начинают образовываться дислокации, прочность резко падает. [c.86]

Чем больше силы трения в реальной жидкости, тем больше, при равных прочих условиях, потери напора hj-. Между силами трения и потерями напора hf (т. е. работой сил трения) существует, естественно, определенная зависимость. Зная распределение в потоке напряжений х, а также скоростей и (дающих нам величину перемещений частиц жидкости), мы могли бы подсчитать работу сил трения и тем самым определить потери напора. Однако такая задача является весьма трудной, в частности, в связи с тем, что поле скоростей и нам часто бывает неизвестным. Здесь приходится идти особыми приближенными путями, освещаемыми ниже. При этом, рассматривая вначале простейший случай движения жидкости — установившееся равномерное движение (местные потери отсутствуют) — мы пользуемся особым уравнением, которое дает связь только между силами трения и потерями напора. Это достаточно точное уравнение принято называть основным уравнением установившегося равномерного движения жидкости (см. 4-2). На основании этого уравнения, а также на основании законов Ньютона о силах внутреннего трения (см. 4-3), мы далее и устанавливаем необходимую нам зависимость, связывающую потери напора и скорости движения жидкости. Этот вопрос достаточно хорошо решается теоретически для простейших случаев ламинарного движения (см. 4-4 и 4-5). В случае турбулентного режима приходится прибегать к использованию некоторых экспериментальных коэффищ1ентов, вводимых в теоретический анализ. [c.130]

Полезно сравнить различные экспериментальные методы. В испытаниях на откол и при определении динамических диаграмм деформирования [156], волны напряжений являются одномерными, т. е. для измерения прочностных свойств материалов используются вполне определенные напряженные состояния. Однако при испытании на соударение условия нагружения определяются контактом поверхности с затупленным телом и реализуется сложное напряженное состояние, В методах Изода и Шарни нож маятника имитирует реальный удар по образцу в форме балки. Реальный характер соударения с внешним объектом имитируется и при баллистических испытаниях, воспроизводящих локальное неоднородное напряженное состояние в окрестности области контакта. Однако различная природа инициируемых напряженных состояний исключает возможность сравнения различных методов. В частности, не всегда можно сопоставить данные, полученные методами Изода и Шарпи. Кроме того, из-за малого размера образцов при большом времени контакта (например, 10" с) возникает многократное отражение импульса, что затеняет его волновую природу, проявляющуюся в больших образцах или в реальных конструкциях. Однако при баллистических испытаниях, когда используются тела диаметром порядка 2 см, движущиеся с большой скоростью, время контакта может составлять менее 5 х 10 с. При скорости волны 6 мм/мкс энергия удара в пластине концентрируется в пределах круга с радиусом, не превышающем 30 см. В пластине больших размеров можно получить меньшее число отражений, чем в малом образце. По мнению авторов, масштабный эффект является существенным при испытаниях на удар. Для экстраполяции экспериментальных данных на протяженные конструкции необходимо, чтобы помимо других параметров сохранялось постоянным отношение их1Ь, где т — время контакта, и — скорость волны, Ь — характерный размер. [c.315]

Критерии оценки разрушения слоистого материала. За расчетный предел прочности принимается максимальное напряжение в слоистом материале, при котором еще не происходит механического разрушения. Его легко определить при испытании на растяжение однако определение предела прочности на сжатие, например, для образца пз композита бор — эпоксидная смола весьма затруднительно. При разрушении плоского вырезанного образца могут расщепиться его концы. Если концы приклеены или зан<аты, разрушение монют произойти путем поперечного коробления. Если обеспечена достаточная опора в поперечном направлении, при разрушении образец могкет растрескаться вдоль по волокнам в результате эффекта Пуассона. Какой из этих способов разрушения соответствует реальному пределу прочности на сжатие, не очень попятно, так как в зависимости от методики испытаний величина прочности па сжатие колеблется от 14 000 до 32 000 кгс/см . [c.98]

На стадии пуска наиболее сложными и одновременно наиболее точными являются натурные исследования усилий, деформаций, напряжений и температур на атомных реакторах при их предпусковых испытаниях — с воспроизведением режимов гидроиспытаний, пусков, стационарных режимов, срабатывания систем защиты, расхолаживания и разуплотнения [6, 7]. В качестве примера на рис. 2.7 приведены данные об изменении напряжений и температур в верхней части реактора ВВЭР [7]. Изменение напряжений вызвано изменением температур при энергопуске, когда давление в корпусе составляло 100 кГ/см (10 МПа), разогрев осуществлялся со скоростью 27°/ч, охлаждение — 40°/ ч. При разогреве напряжения на наружной поверхности увеличиваются, достигая к концу разогрева максима.льных значений (в разные моменты времени для разных элементов). При выходе на стационарный режим напряжения несколько снижаются при расхолаживании снижение напряжений происходит более интенсивно с последующим их повышением к концу расхолаживания. Приведенные на рис. 2.7 данные показывают на сложность формы цикла напряжений при выраженной нестационарности температур для режима разогрев — расхолаживание. Аналогичные данные о реальной нагруженности атомных реакторов при всех эксплуатационных режимах могут быть введены в расчеты по уравнениям (см. 3) для определения допускаемых амплитуд напряжений [о и долговечностей [А]. [c.43]

Для решения этой задачи восполь зуемся результатами решения плоской задачи теории упругости в полярных координатах (см. 2.3). Особенности крепления торцов заряда твердого топлива учитывать не будем и заменим реальный двигатель упрощенной схемой (рис. 14.10). Обычно модуль упругости материала корпуса двигателя на несколько порядков больше, чем модуль упругости твердого топлива поэтому на первом этапе решения при определении напряженно-деформированного состояния заряда деформациями корпуса можно полностью пренебречь и принять его абсолютно жестким [22]. В этом случае при осесимметричном нагружении заряд твердого топлива, изображенный на рис. 14.10, находится в условиях плоского деформированного состояния (е — 0). Воспользовавшись уравнениями (2.30) и (2.31), запишем [c.378]

Продольные деформации 8i и ei оболочек / и 2 на линиях контакта от реакции взаимодействия Qi можно определить согласно выражению (8.88а), подро(5 НЫЙ вывод которого дан в разд. 8.6. Эта формула получена для случая, когда на одинаковых отрезках обра зующих прил[0жены погонные касательные усилия q, направленные в сторону, противоположную направлению продольной координаты g (см. рис. 8.16). Кроме этого, все усилия одинаковые, отрезки образующих расположены с постоянным шагом, число т отрезков может быть произвольным. Формула (8.88а) соответствует случаю, когда на правом бесконечно удаленном торце оболочки, изображенной на рис. 8.16, действуют равномерно распределенные по окружности растягивающие напряжения, а на левом такие же сжимающие. Поэтому при рассмотрении реальных схем нагружения паке-, та (ом. рис. 9.3) к деформациям, определенным по формуле (8.88а), должны быть добавлены деформации растяжения-сжатия оболочки как стержня, чтобы получить соответствие схемам нагружения (ом. рис. 9.3 и 9.4). Эти добавки мы учтем дальше, а сейчас выпишем выражения для деформаций ободочек, пользуясь фор1му-лой (8.88а) и перейдя в ней от координаты а=т% к координате Первая оболочка нагружена шестью усилиями д направленными в сторону, противоположную направлению оси (см. рис. [c.393]

Тпмх представляет собой равнобокую гиперболу, асимптоты которой совпадают с осями координат (см. рис. 7.15). Величина Тпшх, равная прочности при межслойном сдвиге Я , определит значение относительного пролета 1/к, при котором будет меняться вид разрушения образца — от нормальных или касательных напряжений. Для реальных материалов вследствие технологических несовершенств точно определенную точку пересечения кривой с прямой Я г получить невозможно и около теоретической точки пересечения всегда имеется некоторая переходная о15ласть, в пределах которой возможно разрушение мате- [c.224]

Некоторые исследователи для получения высокой концентрации напряжений создают искусственные трещины в сварных швах. Однако результаты испытания образцов с трещинами непосредственного практического применения иметь не могут, так как трещины в готовой конструкции недопустимы. Такие испытания могли бы иметь чисто научный интерес, но большие методические трудности, возникающие из-за отсутствия надежных способов контроля и регулировки размеров и формы трещин, не позволяют обеспечить необходимую точность получаемых результатов. Поэтому целесообразнее проведение испытаний на образцах с более определенными концентраторами напряжений, которые можно создать на основе моделирования реальных сварных соединений. Этими причинами объясняется выбор для испытания крестовых образцов. Образцы были изготовлены из стали марки М16С. Различное начальное напряженное состояние в них создавалось сваркой и двумя способами снятия напряжений предварительным напряжением при о = 2000 кг см и отжигом при температуре Т = 650° С. [c.98]

На задней поверхности лезвия расчет контактных напряжений производится аналогичным образом с учетом особенностей зоны пластичности в вершине. Дело в том, что реальное лезвие всегда имеет небольшое округление прикромочной области, что не учтено предложенной схемой (см. рис.2.17). Это приводит к неоднозначности в определении а р в [c.73]

Для выяснения условий работы реальных микрокоррозионных элементов под адсорбционными пленками влаги и определения характера контроля был проведен анализ работы пары медь — цинк, электроды которой были разделены слюдяной прокладкой толщиной 180 мк. Такая пара помещалась в исследуемую атмосферу и выдерживалась до стабилизации начальных потенциалов. Затем пара замыкалась через гальванометр без наложения внешнего напряжения и производились замеры тока и потенциалов электродов пары. За конечные величины принимались значения тока и потенциалов через 90 мин. после замыкания пары. Для каждого опыта рассчитывалась доля анодного, катодного и омического контроля 14, 21 22, см. также главу VII]. Результаты опытов представлены в табл. 49, [c.343]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...