Материалы несущих конструкций

В зависимости от размеров емкости конструкция ее стенок может быть различной, и не всегда при заданных расчетных условиях конструктивное решение является однозначным, поскольку оно определяется многими факторами материалами, технологической оснасткой, стоимостью и т. п. При очень небольших размерах стенка может быть выполнена из листового материала. Но большей частью необходимо укрепление стенок горизонтальными и вертикальными ребрами. Тогда емкость состоит из днища, а также ограждающей и несущей конструкций. В качестве ограждающей конструкции применяют термопласты (винипласт, полиэтилен, полипропилен, фторопласт) или стеклопластик, плакированный термопластами, а в качестве несущей — ортогональную систему ребер или плоскую решетку из различных материалов. Несущая конструкция может быть выполнена совместно с ограждающей. [c.76]

МАТЕРИАЛЫ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ [c.383]

Материалы несущих конструкций [c.11]

Краткие сведения о строительных материалах несущих конструкций [c.69]

Развитие энергетики, авиационной и ракетной техники привело к тому, что раннее разрушение (в некоторых случаях) допускается в условиях эксплуатации конструкционных материалов. В связи с этим, наряду с оценкой чувствительности материалов к трещинам, большое значение начинает приобретать также и теоретический анализ трещин. Наука о прочности материалов и конструкций, которая связана с изучением несущей способности тела, как с учетом начальных трещин, так и без него, а также с изучением различных закономерностей развития трещин, называется механикой разрушения. [c.117]

Инженер, имеющий дело с несущими конструкциями, должен обладать четким представлением об особенностях деформирования под нагрузкой тел различной формы и уметь практически проводить их расчет на прочность и жесткость. Этим вопросам отводится заметное место в обучении инженера-строителя, и изучаются они в таких курсах, как Сопротивление материалов , Строительная механика и Теория упругости и пластичности . [c.5]

Механика разрушения в широком смысле этого понятия включает в себя ту часть науки о прочности материалов и конструкций, которая связана с изучением несущей способности тела как с учетом начальных трещин, так и без него, а также с изучением различных закономерностей развития трещин [43]. Можно выделить следующие математические задачи механики разрушения [c.325]

Возрастающий объем применения композиционных материалов в ответственных несущих конструкциях привлек пристальное внимание к разработке и приложениям методов, позволяющих предсказать поведение таких конструкций при нагружении, например, [89]. Фермы, балки, рамы и тонкостенные элементы являются в настоящее время наиболее распространенными конструкциями, которые изготовляют из композиционных материалов. Именно такие конструкции, а также узлы соединений рассмотрены в этой главе. [c.108]

Как показано на рис. 21, типовая трехслойная балка состоит из тонких наружных несущих слоев и заполнителя из относительно легкого материала. В трехслойных конструкциях из композиционных материалов несущие слои обычно состоят из совокупности армированных в различных направлениях элементарных слоев, а в качестве заполнителя применяют соты. Такие конструкции обладают высокой изгибной жесткостью при малой плотности и находят широкое применение. [c.142]

Максимальные нагрузки на несущую конструкцию космического корабля Аполлон длятся около 15 мин, тогда как гражданский или военный самолет должен прослужить порядка 25 000 — 60 000 ч, поэтому, казалось бы, использование композиционных материалов в космических аппаратах сопряжено с меньшим риском. Но, с другой стороны, возрастающие требования к надежности и меньшие коэффициенты запаса, фигурирующие в космической технике, повышают значение статической прочности. Далее, разрушение обитаемого космического корабля связано потенциально с большей вероятностью гибели экипажа и с большим материальным ущербом, чем гибель самолета. В результате к использованию композиционных материалов при разработке пилотируемого космического корабля подходят со значительно большей осторожностью, чем в авиастроении, [c.96]

Можно ли практически снизить массу Опыт разработки космических кораблей свидетельствует, что во многих случаях использование композиций не приводит к облегчению конструкции. В 1968 г. был специально проведен анализ конструкции командного модуля Апполона , чтобы выявить места, где композиции помогли бы снизить массу. Модуль в целом весил около 3 т, однако меньше 100 кг можно было бы успешно заменить на детали из композиций. Действительно, около 680 кг из этой массы приходится на разрушающееся покрытие. Около 450 кг — это не-несущие конструкции, где используется алюминий минимальной толщины, к которому не предъявляется особых требований по прочности и жесткости. Около 90 кг весят затворы и механизмы, от материалов которых требуются высокая твердость поверхности, ударная вязкость и изотропность, присущие металлам. Значительная часть массы приходится на тепловой экран из коррозионно-стойкой стали (в то время такая сталь превосходила по теплостойкости композиционные материалы). Другую большую долю составляла внутренняя оболочка, образующая кабину, высокую степень герметичности которой могла обеспечить только сварка. Из оставшегося существенную долю составляла клееная слоистая [c.105]

Светопроницаемость. Тонкие сечения некоторых волокнистых и слоистых композиционных материалов пропускают значительную долю падающего на них света. Вследствие этого они обладают уникальным свойством могут служить одновременно ограждением, несущей конструкцией и светопроницаемым элементом. [c.267]

Обычно повторное нагружение с малой частотой приложения нагрузок сопутствует какому-либо другому виду нагружения — многоцикловой усталости, длительному статическому нагружению и поэтому не всегда учитывается. Однако в настоящее время стало ясно, что повторно-статическое нагружение, или так называемая малоцикловая усталость, оказывает существенное влияние на несущую способность материалов в конструкциях. Разрушения от повторно-статического нагружения встречаются в силовых элементах самолетов, кораблей, деталях систем управления, периодически запускаемых двигателях, сосудах давления и т. д. [c.97]

Преимущество этих методов заключается в том, что в результате испытаний не исключается возможность дальнейшей нормальной эксплуатации изделий. Кроме того, неразрушающие методы контроля позволяют обеспечить производственный контроль изделий на различных этапах изготовления и эксплуатации, изучать изменение свойств структуры материала изделий, а также образование дефектов в ней. Из всей совокупности физико-механических свойств материалов, используемых для несущих конструкций, основным является прочность, которая определяет качество и эксплуатационную надежность изделия в целом. [c.4]

В настоящей работе композиционные материалы в отношении прочностных, упругих и других физико-механических характеристик также рассматриваются как сплошная анизотропная среда. Наибольшее распространение в несущих конструкциях получили ортотропные композиционные материалы, поэтому рассмотрению этих материалов уделено основное внимание в данной работе. В классической теории упругости напряженное состояние анизотропной среды описывается обобщенным законом Гука [c.20]

ВВС США для военных самолетов в дополнение к требованиям, предъявляемым к материалам по прочностным и усталостным свойствам, разработаны строгие ограничения допустимых повреждений [55]. Несущая конструкция должна быть спроектирована таким образом, чтобы возможные трещины не вырастали до критического размера в заранее установленный период времени эксплуатации до осмотра или в течение всего срока эксплуатации ( в зависимости от возможности осмотра). Допустимые повреждения определены также применительно к ядерным реакторам [56] и к сосудам под давлением для космической техники [57]. Хотя распространение этих требований пока ограничено, их можно рассматривать как прототип применительно к конструкциям, работающим при низких темпе- [c.25]

Аустенитные нержавеющие стали. Аустенитные нержавеющие стали (являющиеся основным конструкционным материалом для реакторов на быстрых нейтронах) в несущих конструкциях ВВЭР применяются для следующих основных элементов [c.25]

Большинство пластмасс непригодно для непосредственного применения в несущих конструкциях. Однако можно успешно использовать специфические выгодные свойства полимеров, сочетая пластики с другими материалами и добиваясь рациональных конструктивных решений. Примером такого сочетания могут быть трехслойные конструкции ( сандвичи ), получаемые комбинацией прочных тонких слоев обычно большой плотности, со сравнительно малопрочным легким, но достаточным по размерам ядром. Такая комбинация дает большую жесткость и прочность при минимальном увеличении веса. [c.141]

Одним из резервов повышения ресурса при одновременном снижении материалоемкости машин и сооружений является повышение надежности обоснования расчетных характеристик с учетом указанного рассеяния, необходимых при проекти-ровании и доводке конструкций, что возможно лишь путем широкого внедрения в практику прогрессивных статистических методов планирования механических испытаний и оценки характеристик механических свойств конструкционных материалов, несущей способности и ресурса деталей машин и элементов конструкций. [c.3]

К материалу изолятора плазмотрона предъявляются разнообразные, а иногда и противоречивые, требования. Он должен обладать высокой электрической прочностью, поскольку дежурная дуга возбуждается с помощью высоковольтного высокочастотного разряда осциллятора высокой механической прочностью, так как изолятор часто выполняет функции несущей конструкции, на которой крепятся остальные узлы плазмотрона термостойкостью, так как отдельные его части подвержены действию теплового и светового излучения герметичностью, поскольку через изолятор проходят коммуникации плазмообразующего газа и охлаждения, а также иметь возможность обработки обычным режущим инструментом. [c.229]

Ползучесть — медленная непрерывная пластическая деформация материалов под действием постоянной нагрузки или механических напряжений. Под действием длительно приложенной нагрузки может развиваться значительная деформация, например, несущей конструкции, а иногда и ее разрушение. [c.118]

В данной ситуации критерии предельных состояний и результаты модельных расчетов напряженно-деформированных состояний несущих конструкций становятся составной частью требований, наряду с требованиями эксплуатации, по выбору конструкционных материалов. Эта задача должна решаться в многокритериальной постановке, т.е. выбор материалов для различных видов предельных состояний должен базироваться на результатах многокритериального расчетного обоснования и проверки выполнения условий прочности, устойчивости, ресурса, надежности, живучести и безопасности. При реализации такого подхода возможен переход от прямого по результатам испытаний к расчетно-экспериментальному обоснованию выбора конструкционных материалов. [c.13]

Для несущих конструкций большинства потенциально опасных объектов основными материалами будут оставаться металлы и их сплавы [c.13]

При формовании с эластичной диафрагмой (мембраной) получают композиционные материалы и клееные композиции, которые представляют собой армированную волокном органическую матрицу. Эти материалы должны соответствовать различным стандартам качества и критериям воспроизводимости. Диапазон применения композиционных материалов очень широк от украшений и декоративных архитектурных панелей до высококачественных несущих конструкций сложной формы. Усовершенствование технологии и определение оптимальной конструкции изделия очень часто позволяет получать методом формования с эластичной диафрагмой такие композиты, которые по эксплуатационным характеристикам оказываются конкурентоспособными по сравнению с другими типами конструкционных материалов. [c.79]

Можно сказать, что механика разрушения в широком смысле этого понятия включает в себя ту часть пауки о прочности материалов и конструкций, которая связана с изучением несущей способности тела либо без учета, либо с учетом начального распределения трещин, а также с изучением различных закопомер-иостей развития трещин. [c.5]

Понятия безаварийного и бесперебойного срока службы. Авиаконструкторы пользуются понятиями бесперебойной и безаварийной службы. Когда говорят о бесперебойной службе, то имеют в виду, что для обнаружения трещин в критических областях проводятся периодические осмотры оборудования. Дефект, находящийся за пределами обнаружения, не вырастет до следующей инспекции настолько, чтобы разрушить самолет, т. е. отсутствует риск гибели последнего. Чтобы эффективно воспользоваться этим подходом при использовании композиций в конструкции кораблей типа Спейс Шатл , необходимо понимать закономерности роста трещин в композиционных материалах. В настоящее время достаточное понимание этого отсутствует, что, по-видимому, не позволит в близком будущем выполнить из этих материалов всю несущую конструкцию корабля. Кроме того, условие безаварийной эксплуатации предполагает, что трещины легко обнару-жимы в критических узлах реально это не всегда так. [c.100]

Специфической особенностью повреждения при малоцикловой усталости, отличающей ее от обычной усталости, является накопление односторонней макропластической деформации. Эта особенность сначала порождала сомнения в приемлемости поверхностного наклепа для увеличения несущей способности деталей, работающих в условиях малоцикловой усталости. Эти сомнения базировались на том, что ППД сопровождается уменьшением запаса пластичности наклепанного слоя, тогда как способность к накоплению пластической деформации является одним из основных факторов, определяющих сопротивление малоцикловой усталости материалов и конструкций. По той же причине ставилась под сомнение устойчивость благоприятных остаточных напряжений, вызванных поверхностным наклепом. Однако в результате ряда специальных исследований (применительно к сосудам давления, подштамновым плитам прессов, корпусам подводных лодок и др.) эти сомнения были преодолены. К настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал, подтверждающий возможность применения поверхностного наклепа для увеличения несущей способности материалов в условиях малоцикловой усталости. [c.164]

При решении многих задач прочности материалов и конструкций возникает необходимость учета многочисленных факторов, влияющих на показатели несущей способности конструкций. К таким факторам относятся концентрация напряжений вблизи отверстий, выточек и других концентраторов в деталях весьма сложной геометрической формы и нагружаемых по сложной схеме нагружения неравномер ность свойств материалов по объему неупругость и пластичность материалов влияние неравномерного неустановившегося нагрева на свойства материалов, эро знойное и коррозионное влияние среды и т. д. Современный мощный аппарат вы числительной техники не всегда в состоянии обеспечить исследователей необходи мой информацией, поскольку во всех расчетах используются усредненные данные [c.3]

Идея выпустить эту книгу возникла еще десять лет назад. Она появилась в связи с исследованиями ставших уже историческими легких строительных конструкций, проводимыми в Институте легких несущих конструкций Штутгартского университета. В 1980 г. я вместе с переводчиком университетской библиотеки О. Перчи начал обработку опубликованных материалов о строительных конструкциях Шухова. В этом же году в институте находился на стажировке инженер-строитель М. Гаппоев из Московского инженерно-строительного института. Во время своего годичного пребывания он также участвовал в наших исследованиях творческого наследия Шухова. Мы решили продолжить работу и затем опубликовать результаты. [c.189]

Так как разрушениям при кавитационных воздействиях подвержены только поверхностные слои металла, входящие в непосредственный контакт с потоком жидкости, то имеется возможность увеличить срок службы за счет создания на поверхности детали износостойкого слоя необходимой толщины. При этом несущую конструкцию, воспринимающую механические нагрузки, целесообразно выполнять из технологичных недефицитных материалов (например, низколегированных сталей с повышенными механическими свойствами), а места, где наиболее вероятно появление кавитационных разрушений, покрывать защитным износостойким слоем. Это дает возможность при минимальном расходе высоколегированных до1рогостоящих нержавеющих сталей повы-шть эксплуатационную надежность деталей проточного тракта. В настоящее время имеется определенный опыт применения плакированных, облицованных и наплавленных деталей гидротурбин. [c.41]

В справочнике приведены современные методы планирования основных видов механических испытаний и обработки их результатов, даны рекомендации по оптимизации испытаний для определения механических свойств материалов, несущей способности и ресурса деталей машин и элементов конструкций с требуемой точностью н до-стопорпостыо при возможно малой продолжительности и минимальных материальных затратах. [c.2]

Автомобилестроение. В Англии организовано производство титановых шатунов для гоночных автомобилей объемом цилиндров 350 и 500 см . При этом достигнуто уменьшение массы шатуна на 30%, что привело к снижению инерционных нагрузок-кривошипно-шатунного механизма, увеличению мощности двигателя на 12 л. с. и экономии горюче-смазочных материалов. Кроме того, в roHojiHbix автомобилях титановые сплавы применяют для изготовления коленчатых валов, клапанов, передних и задних осей, втулок, гаек, торсионйых рычагов, деталей подвески и выхлопной системы и др. Опыт использования титановых сплавов за рубежом показывает, что наиболее целесообразно применение их для деталей высоконагруженных двигателей, несущей конструкции и ходовой части автомобиля. По данным работы [38], применение сплавов титана для таких деталей автомобильных и дизельных двигателей, как шатуны, клапаны и глушители, позволит существенно увеличить мощность двигателя, повысить надежность и долговечность ряда деталей возвратнопоступательных систем (табл. 62). [c.235]

Тонкослойные элементы или блоки могут выполняться из Мягких или полужестких полимерных пленок, соединенных в сотовую конструкцию, или из жестких листовых материалов в виде отдельных полок. Размеры в плане отдельных блоков для удобства их монтажа и эксплуатации следует принимать в пределах 1x1. .. 1,5x1,5 м с учетом фактических размеров сооружения. Высоту поперечного сечения тонкослойного ячеистого элемента рекомендуется принимать в пределах 0,03... 0,05 м. Ячейки могут быть приняты любой формы, исключающей на копление в них осадка. Угол наклона элементов необходима принимать в пределах 50. .. 60° (меньшие значения для более мутных вод, большие — для маломутных цветных). Длину тонкослойных элементов определяют специальным расчетом в пределах 0,6. .. 1,5 м. Установку отдельных блоков следует осуществлять с помощью специальных несущих конструкций, расположенных под или над ними, а также путем их крепления к элементам сборной системы (желобам, лоткам, трубам) и [c.177]

Однако для реализации считавшихся ранее недопустимымр режимов работы необходимо за счет нетрадиционных решений конструкции механических узлов и разработки новых технологических процессов получения материалов нейтрализовать природную хрупкость керамик. Пока после более чем десятилетних интенсивных поисков адекватного решения для монолитных керамик не найдено. В связи с этим вырос интерес к керамическим композиционным материалам, обладающим более] высокой ударной вязкостью. По-видимому, такие композиты е конце концов найдут практическое применение в качестве] материалов для несущих конструкций. [c.324]

Требования снижения металлоемкости конструкций при одновременном повышении прочности и надежности обусловливают разработку новых конструкционных материалов, среди которых необходимо выделить композиционные материалы с металлической матрицей. Учитывая широкое использование данного класса материалов при создании конструкций транспортного и химического машиностроения, ракетно-авиационной и космической техники, исследование процессов их разрушения представляет собой важную задачу механики конструкционного материаловедения. В ряду композитов с металлической матрицей особое место занимает бороалюминий — материал на основе алюминия, упрочненного волокнами бора. Бороалюминиевый волокнистый композиционный материал (ВКМ) обладает высокими удельными показателями прочности и жесткости, высокой стабильностью механических характеристик при повышенных температурах. Благодаря уникальным свойствам данного материала, его используют в несущих конструкциях космических аппаратов и авиационной техники [1, 2]. [c.224]

Силикатные стекла широко применяют в машиностроении, приборостроении, строительстве, авпационной, атомной, электронной и других отраслях промышленности в качестве конструкционных материалов несущих силовых конструкций. [c.6]

Как ясно из изложенного, изделия из СВКМ по конструкции практически аналогичны таким же изделиям из обычных конструкционных материалов, но имеют одну принципиальную особенность, заключающуюся в том, что компоненты материала соединяются друг с другом в процессе изготовления изделия. Поэтому конструктор, использующий СВКМ, должен учитывать расположение в материале несущих нагрузку волокон и обеспечивать их фиксацию в правильном положении в процессе формования изделия. [c.25]

Кроме использования в несущих конструкциях самолетов ракет сандвичевые конструкции применяются при создании раа личных транспортных контейнеров, подвижных частей и обшиво самолетов, в отделке интерьеров морских судов, катеров и яхт для производства деталей автомобилей и при создании различны, предметов быта корпусов телевизоров, лыж и т. д. Сандвичевы конструкции применяются и в домостроении в качестве конструк ционных отделочных материалов, для дверей, перегородок и мно гих других деталей. [c.332]

При замене материала несущих пластин (так же как и при замене заполнителя, адгезива и других материалов) необходимо выяснить, насколько изменились свойства композита. Основными свойствами, подлежан ими проверке, являются жесткость и хрупкость материала, вид разрушения, надежность и погодостойкость, возможность применения заклепочных и болтовых соединений, а также все другие свойства, которые могут интересовать потребителя. Основным же является анализ изменения прочностных и массовых характеристик, В результате появления новых материалов алюминиевые пластины в панелях интерьеров кабин самолетов были заменены сначала на стеклопластиковые, а стекловолокнистые наполнители — на наполнители из арамидных волокон. В 80-х годах при строительстве ряда новых самолетов фирмы Боинг были применены сандвичевые конструкции с покрытием из гибридных материалов на основе углеволокнистых структур и арамидных тканей. В табл. 21.1 приведены механические свойства некоторых наиболее распространенных материалов несущих (облицовочных) пластин. [c.333]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...