Расчет по ограниченной пластической деформации

Расчет по ограниченной пластической деформации [c.179]

Применение установленного выше правила, позволяющего определить остаточные напряжения после разгрузки, встречает одно ограничение. В рассмотренном примере Nia > О, а N20 < 0. Может оказаться, что остаточное сжимающее напряжение Л го/ по абсолютной величине больше, чем предел текучести. В этом случае говорят о вторичных пластических деформациях если они появляются, т. е. если в результате расчета оказывается, что какая-то из величин Ok по абсолютной величине превышает о , то все рассуждения, конечно, становятся неверными. Читатель легко убедится сам, что в этом случае правило нахождения остаточных напряжений и деформаций после разгрузки допускает очень простое обобщение. Фиктивные напряжения и деформации, и е ,, нужно вычислять с учетом возможности пластических деформаций, но при удвоенном пределе текучести. Отсюда вытекает простое правило для определения того, появляются ли в системе вторичные пластические деформации. Нужно определить напряжения во всех стержнях нрп Р = Рг в предположении упругости их и проверить, не окажется ли в каком-либо стержне напряжение большим чем 2от. [c.61]

При расчете статически неопределимой стержневой системы, изображенной на рис. 3.19, условие прочности поставлено по допускаемым напряжениям, т. е. ограничение накладывалось на напряжение в наиболее напряженной точке тела. В упомянутой задаче наиболее напряженным оказался средний стержень и условие прочности по допускаемым напряжениям при действии силы F имеет вид (3.42). Если материал стержня хрупкий и разрушается без заметных пластических деформаций, то условие (3.42) определяет действительную границу безопасных нагрузок. Однако если материал стержня пластичен, то статически неопределимая система может обладать дополнительным запасом прочности, так как, например, в рассмотренной задаче о трех стержнях при достижении [c.69]

Например, выход при постоянной максимальной температуре 650° С на уровень напряжений т = 8 кгс/мм с последующим нагружением при уменьшении температуры до 250° С (режим II) дает существенное различие в величинах накопленных деформаций по деформационной (светлые точки) и дифференциальной (темные точки) теориям. Введение по аналогии с работами [27, 28] ограничения в деформационную теорию, согласно которому в случае одноосного нагружения максимально накопленная в процессе неизотермического нагружения пластическая деформация не уменьшается, не приводит к совпадению результатов расчета по деформационной (пунктир) и дифференциальной теориям (рис. 2.5.9,б). [c.124]

Описанный способ расчета неразрезных балок требует ряда оговорок и ограничений. Во-первых, он относится к статическим нагрузкам. Во-вторых, физическая картина разрушения балки и при статической нагрузке гораздо сложнее той, весьма упрощенной, схемы образования пластических шарниров, о которой речь шла выше. Пластическая деформация не сосредоточивается в одном сечении, а распространяется по длине балки. Затем исчерпание грузоподъемности может произойти не только за счет пластических деформаций, а и за счет потери устойчивости как всей балки в целом, так и листов сжатого пояса или стенки балки. Таким образом, переход к практическому приложению этого метода расчета даже при статических нагрузках требует повышения внимания к проверкам балки на устойчивость. [c.443]

Начальная конфигурация сечения диска показана на рис. 7.3, а сплошными линиями распределение напряжений при заданной нагрузке приведено на рис. 7.3, б также сплошными линиями. Профиль проекта диска, полученный программой при расчете напряжений, с учетом пластических деформаций, изображен штрихпунктирной линией. Запасы прочности и масса диска в проекте I даны в табл. 7.2. Диск минимальной массы получен при выполнении всех ограничений по запасам прочности, причем решение лежит на границах по k , и koQ. Учет ползучести вносит поправку в проект (проект II, штриховые линии). Перераспределение напряжений, связанное с ползучестью, приводит [c.206]

Типичные кривые нагрузка—смещение для различных материалов и толщины представлены на рис. 70. Рис. 70, а иллюстрирует идеальное поведение. Общее разрушение или, по крайней мере, значительный рост трещины происходят при определенной нагрузке, до которой зависимость нагрузка—смещение линейна. Это значение нагрузки может быть прямо использовано для расчета Ki с помощью тарировочных таблиц. Зависимости нагрузка— раскрытие трещины при испытании недостаточно толстых образцов имеют вид кривых, показанных на рис. 70, е и г, когда общему разрушению или ограниченному продвижению трещины предшествует значительная пластическая деформация и, очевидно, достоверные значения Кю в этих условиях получить нельзя. В данном случае, если необходимы значения вязкости, нужно применить анализ / -кривых (гл. V, раздел 8). Рис. 70, б иллюстрирует переходное поведение материала, которое будет обсуждено в следующем разделе вместе с методом расчета параметров вязкости по возрастающей кривой нагрузки. [c.133]

Механика хрупкого разрушения применима, если / > ру. Другое ограничение связано с наличием у реальных конструкционных материалов структуры, размер элементов которой сопоставим с размером трещины. Для поликристаллических материалов характерный размер структуры р имеет порядок размера зерна, для композитов на основе волокон —порядок диаметра волокна и т. п. Область, для которой выполнено условие / > р, но нарушено условие / > Ру, является предметом нелинейной механики разрушения. Чтобы описать зависимость а (/) при небольших значениях /, необходимо детально рассмотреть концевые зоны, в которых происходит развитие пластических деформаций. Стремление сохранить в качестве основной характеристики материала трещиностойкость Кгс приводит к различным полуэмпирическим соотношениям. Вместе с тем размеры устойчивых трещин обычно составляют десятки и даже сотни миллиметров, а эксплуатационные номинальные напряжения, как правило, невелики по сравнению с пределом текучести, поэтому область применения механики хрупкого разрушения в практических расчетах довольно широка. [c.107]

Для прогноза характеристик жаропрочности н получения расчетным путем первичных и изохронных кривых по результатам испытаний ограниченного объема проанализирован один из возможных вариантов уравнения состояния. Составлены алгоритмы и программы статистической обработки результатов испытаний с измерением пластической деформации на всех этапах процесса ползучести с целью определения параметров уравнения и расчета кривых ползучести и релаксации напряжений. Проведен анализ устойчивости оценок параметров уравнения состояния — характеристик материала. Показано, что достаточно устойчивое решение [c.43]

На участке Nh> Nho (длительно работающие передачи) линия выносливости приближенно параллельна оси абсцисс. Это значит, что на этом участке предел выносливости не изменяется, а / hl = 1, что и учитывает первый знак неравенства в формуле (10.57). Второй знак неравенства предусматривает ограничение напряжений по условию отсутствия пластических деформаций на поверхностях зубьев. Учет срока службы позволяет повысить нагрузку кратковременно работающих передач. Расчет числа циклов перемены напряжений выполняют с учетом режима нагрузки передачи. [c.208]

Целью расчета по первому предельному состоянию является обеспечение несущей способности (неразрушимости, устойчивости формы и положения) металлоконструкции в возможных неблагоприятных условиях работы в период эксплуатации кранов, при их транспортировке и монтаже, а также ограничение чрезмерных пластических деформаций. [c.394]

Методы расчета на прочность. Прежде чем приступить к расчету на прочность, следует выяснить характер внешних нагрузок (постоянная, циклическая и т. д.) и деформационную способность конструкционного материала (пластичный, с ограниченной пластичностью, хрупкий и т. д.). Основные элементы теплообменных аппаратов работают, как правило, в условиях спокойных нагрузок и выполняются из пластичных материалов. Количество тепло-смен за срок службы аппарата определяется в основном числом пусков — остановок (для большинства стационарных установок их частота невелика). В подобных случаях прочностные возможности конструкции правильнее оценивать по предельным нагрузкам, так как оценка прочности по максимальным напряжениям дает несколько завышенный результат. Однако метод предельных нагрузок применять нельзя, если нагрузка носит циклический характер или недопустимо (например, по коррозионным соображениям) появление пластических зон в металле, а также если искомой величиной является деформация. В этих случаях применяют упругий метод расчета. [c.240]

Возникновение науки о механических свойствах в начале XX века базировалось на осредненных и статических представлениях, что каждой величине напряжения соответствует определенная величина деформации. При этом по аналогии с другими физическими свойствами предполагалось, что механические свойства материала могут быть измерены в чистом виде , как некоторые константы данного материала наподобие его плотности, параметров кристаллической решетки, коэффициента теплового расширения и т. п. Исходя из этих предположений, был получен ряд важных результатов опытное построение и применение в расчетах обобщенной кривой Людвика, лежащей в основе многих положений математической теории пластичности измерение сопротивления отрыву и его применение для различных схем перехода из хрупкого в пластическое состояние (Людвик, Иоффе, Давиденков, диаграммы механического состояния) и др. Однако дальнейшее более глубокое изучение показало ограниченную справедливость (а в ряде случаев и ошибочность) подобных представлений. Это, в частности, привело к понятию структурной чувствительности многих механических характеристик. [c.15]

Расчет на ограничение пластических деформаций. Расчет валов по прочности ведут по длительно действующим нагрузкам. Однако, например, при пуске, валы могут испытьвать кратковременные перегрузки (пиковые нагрузки). Число таких нагружений обычно невелико. По пиковым нагрузкам вал проверяют на ограничение малых пластических деформаций. Расчет г роизводят по IV гипотезе прочности [c.58]

Микроструктурная оценка 8, d и N в опытах дает значения е = 1 4%, несравненно более низкие, чем общая пластическая деформация до разрущения. Таким образом, вклад деформации двойникованием в общий уровень пластичности поликристалла оказывается небольшим, несмотря на то, что, кроме концентрации напряжений в местах нагромождения дислокации на различных препятствиях (например, в местах пересечения полос скольжения), благоприятствующих процессу двойникования, в поликристалле создается дополнительная концентрация напряжений, облегчающая двойникование тем больше, чем больше величина зерна. Снижение температуры и повышение скорости деформации приводят к уменьшению эстафетного скольжения, затрудняя релаксацию напряжений и, следовательно, способствуя развитию двойникования. Как показывают расчеты и эксперимент, вклад двойникования при деформации монокристалла существенно ниже, чем предсказываемый по формулам (85) и (149). Подобно тому, как уменьшение величины зерна приводит к снижению концентрации напряжений и, как следствие этого, не достигаются значительные по величине напряжения старта двойникового источника Од= д.у/6 ( д,у=1,4-10-2 мДж/см2 — энергия дефекта упаковки для железа и ад—2000 МПа), можно утверждать, что в результате раздробления исходного зерна поликристалла на фрагменты , ограниченные каркасом из двойниковых пластин, возникает (В. И. Трефилов с сотр.) своеобразный эффект само- [c.245]

Все большее значение для расчета несущей способности деталей и элементов конструкций имеют вопросы пластичности. Развитие условий пластичности, примеиительно к использованию их при расчетах, шло по двум направлениям. С одной стороны, разрабатывались такие условия, при которых возможно простое и, вместе с тем, в ограниченных пределах, достаточно точное описание явлений, сопровождающих начало пластической деформации. С другой стороны, предлагались условия пластичности, уточняющие поведение материала в пластической форме и учитывающие ряд дополнительных явлений упругое последействие, влияние нормальных напряжений, действующих по плоскостям скольжения, поведение материала при сложном нагружении. [c.43]

При развитых пластических деформациях, когда размеры пластической зоны превышают размеры трещин, расчет по уравнениям линейной механики разрушения приводит к завышенным значениям критических напряжений для конструкций, в которых, согласно требованиям дефектоскопического контроля, трещины имеют ограниченные размеры. Это указывает на необходимость исследования характеристик трещиностойкости в широком диапазоне длин трещин и размеров образцов. Разработанная методика испытаний цилиндрических образцов позволила рассмотреть данный вопрос применительно ксиловым (oQ, 0(.,Кд, К ), деформационным (е ., К ) и энергетическим (ф) характеристикам разрушения. [c.205]

Лри ограниченных значениях ст и ё и сравнительно высоких температурах вклад мгновенной пластической деформации в суммарную неупругую деформацию оказывается небольшим. Диаграмма изотермического растяжения, полученная экспериментально в таких условиях, уже не дает возможности выделить явно зависимость мгновенной пластической деформации от действующего напряжения. Это, в свою очередь, затрудняет обработку результатов испытаний на ползучесть при наличии начальной пластической деформации и достоверное построение кривых ползучести. Такая диаграмма представляет собой функцию а == а (е, Т) или обратную ей 8 = = е (ст, Т), построенную (в зависимости от условий испытания) либо при ё = onst (постоянная скорость движения захватов испытательной машины), либо при а == onst (постоянная скорость возрастания нагрузки) [27]. Например, представленные на рис. 3.2 экспериментальные диаграммы растяжения меди снимались при а =< 100 МПа/с. Несмотря на то что такая скорость является довольно высокой, учет ее при расчете по упрощенной модели (крестики на рис. 3.2) лучше приближает результаты к экспериментальным данным (сплошные кривые), чем принятая выше аппроксимация диаграмм растяжения в виде двухзвенных ломаных особенно при более высоких температурах, когда сильнее сказывается влияние ползучести. [c.133]

Расчет несущей способности. Уверенность инженеров в существовании пластических свойств у используемых ими материалов которые спасают их от последствий незрелости создаваемых ими конструкций и применяемых методов расчета, в действительности представляет собой применение принципа расчета по предельным состояниям, хотя и редко признается таковым. Этот принцип, применимый только к статически нагруженным конструкциям, изготовленным из пластичных материалов, устанавливает предельную несущую способность по нагрузке конструкций как минимальную нагрузку, которой может сопротивляться в некотором поперечном сечении весь объем материала, когда напряжения в нем достигают предела текучести, вместо нагрузки, при которой максимальное напряжение достигает некоторой определенной величины. Ниже этой нагрузки часть материала, сопротивляющёгося нагружению , должна быть упругой, и поэтому деформироваться он может только при малых упругих дафорцациях отсюда следует, что общие перемещения в конструкции должны иметь величину порядка упругих перемещений. С другой стороны, при более высоком уровне нагружения перемещения могут расти без ограничения, пока не наступит разрущение. Несмотря на разумность такого теоретического допущения, очевидно, что действительные величины перемещений будут зависеть от геометрии конструкции. Представляют Ли они существенное ограничение для работоспособности конструкции или нет, зависит от предназначения конструкции для большей части конструкций — имеют значения, но для деталей мащин — зачастую нет. По поводу методов определения несущей способности следовало бы сделать некоторые замечания относительно возможности для пластических деформаций оставаться локальными, прежде чем будет достигнут предел несущей способности и как результат — образование щейки и разрушение ёще до того, как будет достигнут теоретический предел несущей способности. [c.44]

Несколько иные по форме соотношения для оценки перемещений предложены в работе Капурсо [90]. На форму поверхности текучести не накладывается ограничений, кроме тех, которые следуют из постулата Друккера [115]. Вместо неравенства (8.1) используются соотношения, ограничивающие сверху величины дополнительной пластической работы и работы пластической деформации (получаемые оценки в общем Случае не совпадают с действительными значениями указанных величин). Перемещение (его верхняя оценка) определяется для заданной (детерминированной) программы нагружения. Приведенный пример расчета балки свидетельствует о значительном отличии между действительными перемещениями (определенными для сравнения путем последовательного анализа напряженно-деформированного состояния) и предлагаемыми верхними оценками, особенно при малых значениях коэффициента запаса по приспособляемости. Вместе с тем существенно, что использование даже таких грубых оценок, как получаемые в работе [90], при расчете конструкции по заданному (допускаемому) смещению будет приводить в общем лишь к относительно небольшому увеличению фактического запаса по приспособляемости. Эта особенность определяется характером зависимости между прогнозируемой величиной и коэффициентом запаса. [c.32]

Основной причиной выхода -из строя зубчатых колес является повреж-дение зубчатых венцов в результате изнашивания и поломок зубьев. Целью приводимых ниже расчетов является предотвращение преждевременных выходов из строя зубчатых колес из-за поломок зубьев и разрушения их активных поверхностей в результате развития усталостногЬ выкрашивания. Вводимые ниже ограничения по контактным напряжениям способствуют предупреждению нарушающих нормальную работу пластических деформаций и друглх видов изнашивания. [c.31]

Величина К должна быть ниже 10 . Это последнее условие является важным ограничением, означающим пригодность метода расчета только при быстрых разрушениях со скоростью распространения трещины порядка 1000 м сек и низких напряжениях, не достигающих значения предела текучести Опред < г-Эти условия, в основном, определяют область опасных хрупких разрушений металлических деталей. Если разрушение происходит в диапазоне напряжений > пред > то речь идет о быстром квазихрупком разрушении, так как пластические деформации к моменту разрушення имеют. место уже в значительной части объема детали. Для квазихрупкого разрушения необходимо значительно большее количество энергии. Разница между двумя рассматриваемыми случаями, по существу, сводится к различию [c.457]

Сопоставление результатов приближенного расчета сегрегации углерода в аустените на дислокациях и их скоплениях с опытными данными о влиянии пластической деформации на снижение устойчивости аустенита в температурной области бейнитного превращения позволяет рассматривать процесс сегрегации углерода в качестве одного из реальных элементарных процессов, посредством которых пластическая деформация инициирует и ускоряет бейнитное превращение. Температурный интервал, в котором процесс сегрегации может играть существенную роль, по-видимому, ограничен сверху — температурами, выше которых отношение предельных концентраций углерода на дислокациях и в неискаженных областях кристаллической решетки Сд/С становится достаточно малым и начинают активно развиваться процессы преимущественного разрушения облаков Коттрелла и рекристаллизации ( >500— 550°) снизу — температурами, ниже которых диффузия углерода к дислокациям из удаленных от них микрообъемов резко ограничена по времени ( < 300—350° в зависимости от содержания углерода и легирующих элементов). Поэтому процесс сегрегации углерода при невысоких температурах в изотермических условиях развивается полнее, чем при непрерывном охлаждении даже с относительно невысокими скоростями. [c.182]

Корпусные конструкции энергетических установок помимо разнообразия составляющих их элементов и узлов [1, 2, 4], требующих совместного рассмотрения при расчете напряженного состояния, включают, как показано выше, большое разнообразие условий их взаимодействия, особенно в узлах разъема фланцевых соединений. Некоторые из этих условий могут быть определены численными методами теории упругости (упругие контактные податливости фланцев) или экспериментально (податливости резьбовых соединений или пластических прокладок) для других условий, существенно влияющих на напряженное состояние всей конструкции, могут быть заданы лишь возмоягные пределы их изменения (допуски на зазоры в соединениях крышки п корпуса реактора, коэффициенты трения). Это требует при проектировании, расчете напряжений и оценке прочности корпусных конструкций рассмотрения большого числа вариантов взаимодействия с целью учета наименее благоприятного возможного их сочетания либо задания ограничений на условия изготовления и эксплуатации, исключающих неблагоприятный вариант напряженного состояния. Учесть указанные особенности разъемных соединений при использовании традиционных методов расчета многократно статически неопределимых конструкций, например методом сил [1, 4], из-за большой трудоемкости не представляется возможным поэтому рекомендуемые в настоящее время расчетные схемы [4] рассматривают отдельные узлы корпусных конструкций без учета указанных условий взаимодействия, пренебрегая силами трения, ограничениями по взаимным перемещениям в посадочных соединениях крышки и корпуса, контактными податливостями фланцев. В частности, изменение усилия затяга шпилек фланцевых соединений в различных режимах определяется без полного учета деформаций всей конструкции, что не позволяет обоснованно выбрать величину предварительного затяга шпилек. [c.88]

Вместе с тем в рамках этой теории исследовались, как правило, задачи о предельном равновесии, т. е. начале пластического течения. Получено ограниченное число решений задач с учетом изменения геометрии тела, собственно, о пластическом течении задачи о внедрении клина в полупространство, раздавливании клина плоским штампом [1-3], одноосном растяжении плоского [4] и цилиндрического [5] образцов, растяжении полосы с V-образными вырезами [6]. На основе этих решений в работах [7-9] получен определенный класс решений контактных задач для тел произвольной формы с учетом изменения геометрии свободной поверхности. При решении таких задач деформации тел оценивались визуально по искажению прямоугольной сетки. Более точное описание процесса деформирования требует использования в качестве меры деформации тензорных характеристик (тензора дисторсии, тензора конечных деформаций Альманси и т.п.). Решение задач с учетом изменения геометрии особенно необходимо при расчете деформаций в окрестности поверхностей разрыва скоростей перемещений и других особенностей пластической области. [c.762]

Напряжения изгиба в винтах по такому расчету могут достигать весьма больших значений. Действительные напряжения много меньше. Это связано с местными упругими и пластическими контактныш деформациями и ограничением изгиба винтов в отверстии. [c.136]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...