Расчет прочности в случае переменных напряжений

РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ В СЛУЧАЕ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ 60. ОСНОВНЫЕ понятия [c.287]

Расчет прочности в случае переменных напряжений [c.292]

Для расчета на прочность при переменных нагрузках в случае сложного напряженного состояния можно использовать соответствующие теории прочности. При этом для материалов в пластическом состоянии, как известно, применяют третью и четвертую теории прочности. В рассматриваемом случае эти теории должны быть записаны в виде [c.610]

Изложенный расчет относится к случаю одноосного напряженного состояния. В случае сложного напряженного состояния при наличии одновременно нормальных и касательных напряжений для вычисления коэффициента запаса прочности п при переменных нагрузках используется следующая зависимость [c.156]

По аналогии, при расчете на прочность при действии переменных напряжений в случае, когда деталь находится в условиях чис- [c.205]

Во многих случаях конструктивные размеры определяются требованиями прочности. В случаях, когда существует риск коррозионного растрескивания под напряжением (см. 4.11), необходимо убедиться, что растягивающие напряжения не превосходят верхнего предела, который с точки зрения коррозионного растрескивания допустим для данного сплава. При переменной нагрузке необходимо убедиться, что не превышен предел усталости. Иначе может произойти усталостное или коррозионно-усталостное повреждение (см. ри. 4.11). Опасность растрескивания от коррозии под напряжением, усталости или коррозионной усталости особенно велика там, где имеются концентраторы механических напряжений, например надрезы и маленькие отверстия, а также места резкого изменения формы. Эти неоднородности должны быть учтены путем введения коэффициента формы при силовом расчете размеров конструкции. В случае сварных конструкций необходимо также принимать во внимание, что прочность материала, а также его сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением, усталости и коррозионной усталости в месте шва или около него бывает часто пониженным. [c.94]

Расчет запаса прочности по переменным напряжениям в случае сложного напряженного состояния при отсутствии эксперимен- тальных данных о выносливости деталей следует проводить, используя критерии, приведенные в табл. 2.19 п. 1 и 2. Для определения минимального запаса прочности в первом приближении применяют формулу, приведенную в п. 1. [c.92]

Формулы и указания к расчетам запаса прочности в случае, если расчет на изгиб и кручение производился по предельной несущей способности с учетом пластических деформаций, а также расчет на изгиб и кру< ение при действии переменных напряжений от переменного изгиба и переменного кручения см. [25) т. 1, книга вторая. стр. 256. [c.199]

Учение о прочности металлов при переменных напряжениях начало развиваться уже в первой половине XIX в. Литература по этому вопросу весьма обширна. Однако, несмотря на это, многие данные противоречивы и спорны и ряд вопросов расчета па прочность при переменных напряжениях даже в простейших случаях еще находится в стадии разрешения. [c.581]

РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ В СЛУЧАЕ НЕОДНООСНОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ [c.703]

Для расчета таких деталей, точно так же как и в случае статической нагрузки, необходимо создание теории, которая позволила бы судить о прочности деталей при переменных напряжениях в случае неодноосного напряженного состояния по результатам испытания материала деталей при одноосном напряженном состоянии. [c.703]

Вопрос о расчете на прочность при переменных напряжениях в случае неодноосного напряженного состояния еще нельзя считать окончательно решенным, так как экспериментов, которые могли бы подтвердить правильность той или иной теории, далеко недостаточно. [c.703]

При работе машин в их деталях во многих случаях возникают напряжения, переменные во времени. Как известно из предыдущего в этих случаях расчеты на прочность целесообразно выполнять в виде проверочных, определяя расчетный коэффициент запаса прочности и сравнивая его с требуемым. Допускаемое напряжение при переменных нагрузках определяют сравнительно редко, так как оно зависит от коэффициента концентрации напряжений и масштабного фактора, которые в стадии предварительных проектных расчетов более или менее точно установить невозможно. Лишь для некоторых элементов, например зубчатых колес, у которых коэффициент концентрации напряжений можно установить до выполнения чертежа, определяют допускаемые напряжения с учетом переменности рабочих напряжений во времени. [c.331]

В подавляющем большинстве случаев расчеты на прочность при переменных напряжениях выполняются как проверочные — целью расчета является определение фактического коэффициента запаса прочности для опасного сечения (сечений) рассчитываемой детали. [c.304]

В подавляющем большинстве случаев расчеты на прочность деталей, работающих при переменных напряжениях, выполняют как проверочные. Это связано в первую очередь с тем, что общий коэф-( )ициент снижения предела выносливости или [c.559]

Для расчета таких деталей необходимо, как и в случае статической нагрузки, создать теорию прочности при переменных напряжениях, которая позволила бы судить о прочности материала, находящегося в сложном напряженном состоянии, на основании опытных данных о его прочности при центральном растяжении-сжатии. [c.596]

При расчете на усталость деталей, работающих в таких условиях, когда разрушение обусловлено главным образом увеличением амплитуды напряжений при мало изменяющихся средних напряжениях (например, при работе в условиях, близких к резонансным), переход к предельному состоянию рассматривается как результат увеличения только амплитуды переменных напряжений, т. е. по линии СС" (см. рис. 6.14). В этом случае расчет осуществляется при неизменном (Тт и запас прочности (/г ) составляет [c.125]

Расчеты на прочность при переменных напряжениях в большинстве случаев выполняют как проверочные. При этом расчет производят в форме проверки расчетного (действительного) коэффициента запаса прочности s для каждого из предположительно опасных сечений детали и сравнении его с допускаемым значением [. ] для данной конструкции, причем должно выполняться условие прочности [c.25]

Усталость при плоском или при объемном напряженном состоянии общего вида экспериментально изучена недостаточно. Известно, однако, что теории статической прочности не могут быть непосредственно перенесены на прочность при переменных напряжениях (вибрационную прочность). Наиболее часто объемное напряженное состояние встречается при расчете прямых валов (длинных стержней), работающих одновременно на изгиб и на кручение. В этом частном случае принято находить коэффициент запаса для вала по формуле [c.175]

Причиной поломок деталей машин в подавляющем большинстве случаев является усталость материала, т. е. явление внезапного разрушения при пониженных против предела прочности напряжениях от действия переменных нагрузок. Результаты статических испытаний и испытаний на удар дают возможность только до некоторой сте-пени судить о способности f материала переносить длительно действующую переменную нагрузку. Для определения этой важной характеристики материала, нужной для расчета на прочность машин и сооружений, работающих при переменных напряжениях, производят особое испытание материала, называемое испытанием на выносливость или на усталость. [c.347]

Прочность является главным критерием работоспособности для большинства деталей. Поломки частей машин не только приводят к простоям, но и могут быть причиной несчастных случаев. Различают статическую и усталостную прочность деталей. Нарушение статической прочности происходит тогда, когда величина рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала. Обычно это связано с перегрузками. Усталостные поломки детали вызываются длительным действием переменных напряжений, величина которых превышает характеристики усталостной прочности материала (например. О-1). Основы расчетов на прочность изложены в разделе сопротивления материалов. [c.211]

С помощью диаграмм, изображенных на рис. 436 и 439, может быть определена величина опасного напряжения при любом виде цикла. Рассмотрим теперь порядок назначения допускаемых напряжений. При этом за линию, определяющую опасные значения напряжений, для упрощения расчета будем принимать прямую AD (рис. 436) в случае хрупких, и прямую АН (рис. 439) в случае пластичных материалов. Для получения допускаемых напряжений абсциссы и ординаты каждой точки той или иной из этих прямых должны быть уменьшены в соответствии с принятыми величинами коэффициентов запаса прочности последние для постоянной и переменной составляющей цикла напряжений будут неодинаковыми. [c.562]

В противном случае допускаемое напряжение при расчете деталей в месте стыка снижают с учетом уменьшения прочности материала в зоне термического влияния. При переменных нагрузках допускаемые напряжения понижают по сравнению со статическими, так же как и для стыковых соединений дуговой сваркой (см. ниже). [c.77]

Величина No в большинстве случаев колеблется в пределах от 10 до 3-10 циклов. В расчетах на прочность при переменных напряжениях, когда отсутствуют данные усталостных испытаний, можно принять в среднем Nq = = 2-10 циклов. [c.477]

Под действием переменных напряжений в деталях механизмов и металлоконструкций ПТМ происходит постепенное накопление повреждений. Этот процесс называется усталостью, а способность деталей сопротивляться усталости — циклической прочностью или выносливостью. В начальной стадии накопления циклических повреждений происходят пластические деформации отдельных кристаллов, из которых состоит металл. Эти пластические деформации вызывают перераспределение напряжений, и на поверхности ряда кристаллов возникают линии сдвига. Пластическое деформирование сопровождается упрочнением отдельных зон кристаллов и одновременно разрыхлением структуры в области внутрикристаллических дефектов. Под действием переменных напряжений, превышающих определенный уровень, начинают образовываться из линий сдвига микротрещины. Развиваясь, микротрещины переходят в макротрещины. Последние приводят к уменьшению прочностного сечения детали, и после того как размер трещины достигает предельного значения, наступает хрупкое разрушение детали. Таким образом, процесс усталостного разрушения можно разделить на две стадии [27]. Первая стадия — до начала образования макротрещины, вторая — от момента ее образования до разрушения детали. В настоящее время еще нет достаточно апробированных общих оценок закономерностей распространения трещин в деталях ПТМ сложной конфигурации. В связи с этим расчеты циклической прочности как до образования макротрещин, так и до полного разрушения носят идентичный характер [20]. Известно, что пределы выносливости, определенные по условию образования трещины и по условию оконча тельного разрушения, совпадают при коэффициентах концентрации аа < 2 -Ь 3. При высоких коэффициентах концентрации количество циклов, при которых происходит развитие макротрещины с момента ее образования до разрушения сечения, составляет 70—80 % от общего ресурса детали. Развитие усталостной трещины происходит в результате циклических деформаций в области вершины трещины. Установлено, что в общем случае распространение макротрещины от появления до полного разрушения детали можно разделить на три этапа [27], Первый этап характеризуется малой скоростью распространения трещины вдоль полос скольжения. На втором (основном) этапе трещина растет с примерно постоянной скоростью. На третьем этапе, когда трещина имеет уже большие размеры, скорость роста увеличивается и происходит мгновенное хрупкое разрушение (долом) детали. В то же время экспериментальные и теоретические исследования так же, как и эксплуатационные наблюдения, свидетельствуют о том, что не всегда появление трещины усталости приводит к разрушению детали (образца) [27]. В ряде случаев возникают нераспространяющиеся трещины или трещины с весьма малой скоростью роста. Очевидно, что разработка и использование возможностей уменьшения [c.121]

Расчет болтов при действии переменных сил производится исходя из экспериментальных характеристик их усталостной прочности. Основное требование при конструировании и расчете — обеспечение значительной (по сравнению с внешними силами) силы предварительной затяжки. Она должна достигать значения, при котором создается напряжение сг3== (0,4... 0,6) <тт, в некоторых случаях а3=0,8о-т. При больших деформациях болта и малых деформациях [c.36]

При переменных напряжениях расчеты на прочность в подавляющем большинстве случаев выполняют как проверочные. [c.424]

Расчеты на прочность при переменных напряжениях в большинстве случаев выполняются как проверочные. В результате получают фактические коэффициенты запаса прочности п, которые сравнивают с требуемыми (допускаемыми) для данной конструкции коэффициентами запаса прочности [й], причем должно выполняться условие [c.314]

Валы работают на изгиб и кручение, а в Расчет валов на проч- некоторых случаях, кроме того, испытывают растяжение или сжатие. Отдельные участки валов могут работать только на кручение, например, выходные концы редукторных валов в тех случаях, когда они соединены с валом электродвигателя или рабочей машины посредством муфты, не дающей неуравновешенной составляющей окружного усилия. Напряжения, возникающие в валах, переменны во времени, поэтому, как уже было отмечено, основным критерием их расчета является усталостная прочность. [c.363]

Многие детали машин, например, оси и валы, работают не при постоянной, а при переменной нагрузке или, точнее, при переменных напряжениях, В самом деле, на вал в целом может действовать постоянное усилие, и тем не менее напряжения в каждом участке вала будут переменными. Это станет понятным, если рассмотреть фиг. 1. То, что во многих деталях при их работе возникают переменные напряжения, было известно очень давно. Но вот что долгое время оставалось неизвестны.м. Бывали случаи, когда вал разрушался от напряжений, меньших значений предела прочности того материала, из которого он был изготовлен. А потом многочисленными исследованиями было выяснено, что материал, подверженный в работе большому количеству переменных напряжений, становится менее прочиым, более слабым, устает и что поэто.му при расчете деталей, работающих при переменных напряжениях, нужно ис.>со-аить не из предела прочности, и даже не из предела упругости, а 13 так называемого предела выносливости. Так называется наиболь- [c.24]

Прочность материалов при переменных напряжениях в случае чистого сдвига изучена несколько мэнее полно, чем при одноосном напряженном состоянии. Однако в литературе все же имеется достаточное количество опытных данных, позволяющих производить расчеты в этом случае. [c.616]

В. А. Фок и Н. Н. Семенов, изучавшие явления пробоя диэлектриков, теоретически доказали возможность электро-теплового пробоя в идеально однородном диэлектрике, в котором нет никаких мест с заранее повышенными потерями. В своих расчетах они приняли образец диэлектрика в виде пластины бесконечно большой площади между такими же электродами. Это дало возможность рассматривать только среднюю часть пластины со строго однородным электрическим и тепловым полем и пренебречь краевыми условиями, искажающими поле. Очевидно, что в таком случае всю теплоотдачу от диэлектрика в окружающую среду надо считать через толщу диэлектрика на электроды, так как тепловое сопротивление на торцы будет бесконечно велико. Увеличение толщины диэлектрика при этом сильно ухудшает условия охлаждения, в силу чего должна снижаться электрическая прочность, что и наблюдается в действительности. Пробивное напряжение при этом растет медленней, чем толшлна. Согласно теории В. А. Фока и Н. Н. Семенова действующее значение пробивного переменного напряжения твердого диэлектрика в киловольтах определяется следующим уравнением [c.74]

Традиционные расчеты прочности элементов конструкций и сооружений ведут в предположении, что они лигиены трещин или подобных им дефектов. При этом свойства материала в конструкции тождественны свойствам материала, определенным на образцах стандартными методами. В то же время нередки случаи, особенно для крупногабаритных конструкций сложного очертания, когда в процессе изготовления конструкции вводятся начальные деформации и возникают трещины на том или ином технологическом этапе. Кроме того трещины могут возникнуть в процессе эксплуатации, особенно в зонах повыгиенных напряжений и деформаций, из-за периодической во времени переменности нагрузки, агрессивного характера окружающей среды и других, не заложенных в расчет, факторов, повыгиающих склонность конструкции к хрупкому состоянию. [c.85]

Цоявление ЭЦВМ позволило перейти от поиска решений отдельных упругопластических задач к разработке численны х методов решения широкого класса задач [51. К ним относятся сеточные методы, использующие конечно-разностную аппроксимацию нелинейных дифференциальных уравнений [6], численное интегрирование таких уравнений методом прогонки с ортогона-лизацией решений [71, сведение нелинейных дифференциальных уравнений к интегральным [3, 4, 81, применение метода конечных элементов к физически нелинейным задачам и другие методы [5]. Расчет ведется последовательными прибли,жениями с использованием метода переменных параметров упругости [8]. Каждый из этих методов имеет свои достоинства, однако их реализация для узлов и конструкций в инженерной практике оказывается значительно более сложной по сравнению с упругим расчетом тех же конструкций. Этим объясняется традиционный подход к оценке прочности узлов, работающих в условиях упругопластического деформирования, при котором ограничиваются данными их упругого расчета [1]. При проведении поверочного расчета конструкций нормами рекомендуется определять напряжения в предположении упругого поведения материалов такжё и в том случае, если напряжения,. определенные по расчету, превышают предел текучести. При этом для удобства выполнения расчетов, принятых в инженерной практике, вместо упругопластических деформаций вводятся условные напряжения, определяемые упругим расче том [2]. [c.123]

ДопушшемоВ напряжение. При проектировании конструкции необходимо обеспечить, чтобы при рабочих условиях конструкция с достаточной точностью выполняла те функции, для осуществления Которых она спроектирована. С точки зрения способности конструкции выдерживать нагрузки максимальное напряжение следовало бы сохранять ниже предела пропорциональности, поскольку только в этом случае при приложении и последующем сня тии нагрузок не возникнут остаточные деформации. Для того чтобы предусмотреть случайные перегрузки конструкции, а также возможные неточности изготовления конструкции и учесть возможность использования при исследовании конструкций неизвестных переменных, обычно вводится коэффициент запаса прочности путем выбора допускаемого напряжения (или рабочего напряжения), меньшего предела пропорциональности. Например, при расчете конструкции из стали, имеющей предел текучести 2200 кГ/см , в качестве допускаемого напряжения часто принимают 1400 кГ/см Таким образом, коэффициент запаса прочности по отношению к пределу текучести [c.17]

В подавляющем большинстве случаев расчеты на прочность деталей, работающих при переменных напряжениях, выполняют как проверочные. Это связаью в первую очередь с тем, что общий коэффициент снижения предела выносливости или в процессе конструирования детали можно выбрать лишь ориентировочно, так как у расчетчика (конструктора) на этой стадии работы имеются лишь весьма приближенные представления о размерах и форме детали. Проектный расчет детали, служащий для определения ее основных размеров, обычно выполняется приближенно без учета переменности напрян ений, но по пониженным допускаемым напряжениям. [c.652]

Для деталей, в поверхностных слоях которых возникают контактные напряжения (например, фрикционные катки, зубчатые колеса, тела качения и кольца нодшипников качения), решающую роль в большинстве случаев играет не общая (объемная) прочность, а прочность рабочих поверхностей — контактная прочность. В тех случаях, когда возникающие контактные напряжения переменны во времени, расчет на контактную прочность имеет целью гарантировать отсутствие усталостного разрушения (выкрашивания) рабочих поверхностей деталей в течение заданного срока их службы. Для деталей машин характерен расчет на контактную выносливость (усталостную контактную прочность), а не на статическую контактную прочность, хотя такие случаи также встречаются. [c.18]

Нагрузка на детали машин и возникаюшие в них напряжения могут быть постоянными и переменными во времени. При расчетах на прочность при постоянных напряжениях деталей машин из пластичных материалов в качестве предельного напряжения а ред или т ред принимают соответствующий предел текучести физический Стт (Тт) или условный Оо 2 (То.з)- Обычно в справочных таблицах и при выполнении расчетов эти понятия и обозначения не разграничивают — во всех случаях принимают обозначение Ст или Тт (ст .р — при растяжении, ст .с — при сжатии, От. и — при изгибе, Тт — при кручении). [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...