Расчет местных концентраций

РАСЧЕТ МЕСТНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ [c.234]

Фиг. 140. К расчету местных концентраций.

При расчете местного значения температуры торможения но местному значению энтальпии или концентрации (для струй высокой температуры) следует учитывать зависимость теплоемкости [c.397]

В методиках расчета, разработанных Институтом машиноведения АН СССР, сделан ряд допущений и упрощений, позволяющих выполнить расчет прочности и долговечности в рамках инженерных возможностей — с использованием аналитических зависимостей для кривых малоциклового разрушения, базовых статических и циклических свойств материала и схематизированных режимов эксплуатационного нагружения. Расчет местных напряжений и упруго-пластических деформаций проводится на базе коэффициентов концентрации напряжений и деформаций в упругой области. Эти коэффициенты устанавливаются по теоретическим коэффициентам для заданных уровней номинальных нагружений с учетом сопротивления материалов неупругим деформациям при статическом и циклическом нагружении. Нестационарность режимов нагружения в инженерных расчетах учитывается по правилу линейного суммирования повреждений. Расчеты выполняются для стадии образования трещины в наиболее нагруженных зонах рассматриваемых элементов конструкций. [c.371]

Это позволяет определить Ke)k так же, как функцию числа полуциклов k, и тем самым охарактеризовать процесс нестационарного циклического изменения наибольших деформаций в зоне концентрации. При этом расчет местных напряжений и д ормаций должен производиться в координатах 5—е (см. рис. 5.1). Амплитуда максимальных пластических деформаций в зоне концентрации составит [c.92]

При расчете авиационных конструкций на малоцикловую прочность должно быть учтено влияние большого количества нагрузок малой амплитуды с определением местных напряжений и деформаций в диапазоне до 10 —10 циклов. В этих условиях применение таких численных методов расчета напряженно-деформированного состояния, как МКЭ, МКР (см. гл. 8), существенно ограничено из-за большого количества зон концентрации и необходимого машинного времени и определенное преимущество имеют инженерные методы расчета коэффициентов концентрации напряжений и деформаций на контуре отверстий или вырезов в соответствии с гл. 2, 4, 7, 11. [c.107]

Число групп i выбирается в зависимости от постановки задачи и от требуемой точности решения. Во многих случаях капли каждой группы можно рассматривать равномерно распределенными на некотором участке исследуемого потока. В некоторых расчетах необходимо учитывать также местные концентрации капель определенного размера. [c.38]

Для расчета местных деформаций в зонах концентрации Ra и Rb использовали также МКЭ. Схема разбивки модели на треугольные элементы и условия закрепления показаны на рис. 5.11, s. Влиянием боковых накладок пренебрегали. Общее число элементов 257, число узлов 168. [c.215]

Идя расчета местных деформаций используют коэффициенты концентрации деформаций [c.81]

В основу расчета долговечности при циклическом и длительном статическом нагружениях положен принцип суммирования повреждений, рассмотренный выше. Для определения местных деформаций используются результаты испытания материалов в условиях однородного напряженного состояния и их соответствующие аналитические интерпретации применительно к материалам циклически упрочняющимся, разупрочняющимся и стабилизирующимся в процессе циклического нагружения [29, 101, 117]. При этом пластические циклические и статические свойства определяются для зон концентрации с учетом их стесненности и кинетики в процессе нагружения. Расчет коэффициентов концентрации напряжений Кд и деформации К , производится на основе модифицированной зависимости Нейбера [29, 110, 118, 124]. Запасы прочности по напряжениям принимаются равным Пд = 2 и по числу циклов — = 10. [c.252]

Прочность болтов. Расчет болтов на прочность при действии растягивающих сил производится как для гладкого стержня при одноосном растяжении. Работа болта в нарезанной части характеризуется объемным напряженным состоянием, неравномерностью распределения напряжений в сечении, наличием местных концентраций напряжений. Однако при расчете прочности от статических нагрузок не следует брать за основу величину наибольших напряжений. Опыты показали, что местные пики напряжений не оказывают существенного влияния на прочность стержня. [c.348]

В хрупких телах, как мы видели в 5, можно приближенно считать деформацию до самого разрушения изменяющейся по закону Гука. Поэтому найденные из упругого расчета коэффициенты концентрации можно принять действительными до самого разрушения. Процесс разрушения можно представить следующим образом (игнорируя влияние объемности напряженного состояния) когда 0м достигает величины 0в, образуется местная трещина, которая может сама рассматриваться как весьма острая выточка ), концентрация напряжений еще более увеличивается при уменьшающейся площади Рш, трещина растет, пока процесс ее роста не закончится разрушением. Таким образом, условие прочности сводится к требованию [c.68]

Для обеспечения надежной работы барабана в различных режимах необходимо, чтобы в каждый момент удовлетворялось условие прочности — равенство приведенного напряжения (учитывающего перечисленные выше факторы) и допускаемого напряжения для металла при данной температуре. Точного аналитического решения столь сложной задачи расчета на прочность с учетом температурных и местных концентраций напряжений в настоящее врем я нет. В действующих Нормах расчета на прочность элементов парогенератора учитываются напряжения только от внутреннего давления в барабане. Для ограничения термических напряжений ПТЭ не рекомендуется допускать предельно допустимую разность температуры между отдельными элементами барабана более 50— 55 °С. [c.258]

В расчетах на статическую прочность (детали, работающие с преобладанием статических нагрузок) учитывают тот факт, что пластичные материалы перед разрушением отклоняются от закона Гука, и появление ощутимой общей пластической деформации изгиба возможно лишь при напряжениях, намного превышающих предел текучести материала детали. И, наоборот, при местной концентрации напряжений разрушение детали из хрупкого материала при растяжении и изгибе может наступить при номинальных напряжениях, значительно меньших предела прочности. С учетом этих особенностей более эффективны расчеты ста- [c.61]

Метод расчета основывается на представлении о высокой местной концентрации пластических деформаций у края трещины в металлической детали перед достижением неустойчивости этой трещины. В отличие от этого автор настоящей книги принимает при своих исследованиях значение удельной энергии, необходимой для возникновения разрушения /С , которая представляет собой среднюю величину энергии на образование трещины вплоть до разрушения детали. Эта удельная энергия выражается фор- [c.456]

Санитарными правилами предусмотрены предельно допустимые концентрации вредных газов и веществ. Для удаления вредных газов и других вредных веществ сварочные посты оборудуются специальными устройствами. При расчете местных устройств необходимо учитывать следующую зависимость расхода воздуха от расстояния между вытянутой панелью и точкой сварки [c.138]

Величина местных напряжений зависит от вида и размеров концентратора. Например, чем меньше радиус отверстия или выкружки в полосе, тем больше максимальные напряжения отличаются от номинальных. В случае весьма малого радиуса отверстия в полосе (рис. 118, а) у краев отверстия наибольшее напряжение равно трем номинальным (а = 3), а у краев полукруглых вырезов (рис. 118, б) — примерно двум номинальным (а = 2). Надрезы с острыми входящими углами дают еще большие коэффициенты концентрации напряжений у вершин углов. Для некоторых распространенных концентраторов напряжений в полосе прямоугольного поперечного сечения значения теоретических коэффициентов концентрации приведены на графике рис. 119, а в стержнях круглого поперечного сечения — в табл. 11. Более подробные данные о теоретических коэффициентах концентрации напряжений приводятся в справочниках по расчету на прочность и в специальных курсах. [c.109]

В случае однородных хрупких материалов (например, закаленных сталей) при статической нагрузке необходимо учитывать концентрацию напряжений и расчет на прочность вести по наибольшим местным напряжениям. В этом случае условие прочности запишется так [c.120]

Местные изменения формы и размеров сечений. Отверстия, выточки и прочие нарушения формы и размеров сечений вызывают резкое и значительное изменение картины распределения нанря жений и деформаций. Однако это возмущение носит местный характер и на напряженное и деформированное состояние стержня в целом влияет незначительно. Поэтому, определяя прогибы и углы поворота сечений, отверстия и прочие нарушения не учитывают. При расчете на прочность касательные напряжения не принимают во внимание, а основное условие прочности записывают для опасной точки, расположенной в одном из ослабленных сечений, так как здесь может иметь место концентрация напряжений ( 65). В зависимости от чувствительности материала к концентрации условия прочности будут иметь различный вид, а именно для высокопластичных материалов (малоуглеродистых сталей, меди, алюминия) и хрупких неоднородных материалов (чугунов) концентрацию можно не учитывать и условие прочности записывать в обычном виде [c.296]

Расчеты на прочность при постоянных напряжениях деталей из пластичных материалов обычно производят согласно условию отсутствия общих пластических деформаций, т. е. обеспечивают требуемый коэффициент запаса гю отношению к пределу текучести материала. Коэффициенты концентрации напряжений в расчеты не вводят, так как пики напряжений сглаживаются вследствие местных пластических деформаций, не опасных для прочности детали. [c.12]

Степень влияния местных напряжений на прочность детали существенно зависит от характера нагружения и материала. При расчете конструкции из пластичных материалов, работающей в условиях статического нагружения, местными напряжениями пренебрегают. Это объясняется тем, что при росте нагрузки напряжения в зоне концентрации, достигнув предела текучести, не возрастают до тех пор, пока во всех соседних точках они не достигнут того же значения, т. е. пока распределение напряжений в рассматриваемом сечении не станет равномерным. Иначе обстоит дело при циклически изменяющихся напряжениях. Многократное изменение напряжений в зоне концентратора напряжений приводит к образованию и дальнейшему развитию трещины с последующим усталостным разрушением детали. Для оценки снижения прочности вводят эффективный коэффициент концентрации, равный отношению предела выносливости о 1 гладкого полированного образца к пределу выносливости образца с концентратором напряжений, абсолютные размеры которого такие же, как и у гладкого образца [c.248]

На прочность пластичных и хрупких материалов концентрация напряжений влияет по-разному. Существенное значение при этом имеет также характер нагрузки. Если материал пластичный (диаграмма напряжений имеет площадку текучести зна чительной протяженности) и нагрузка статическая, то при увеличении последней рост наибольших местных напряжений приостанавливается, как только они достигнут предела текучести. В остальной части поперечного сечения напряжения будут еще возрастать до величины предела текучести Стт, при этом зона пластичности у концентратора будет увеличиваться (рис. 120). Таким образом, пластичность способствует выравниванию напряжений. На этом основании принято считать, что при статической нагрузке пластичные материалы мало чувствительны к концентрации напряжений. Эффективный коэффициент концентрации для таких материалов близок к единице. При ударных и повторно-переменных нагрузках, когда деформации и напряжения быстро изменяются во времени, выравнивание напряжений произойти не успевает и вредное влияние концентрации напряжений сохраняется. Поэтому в расчетах на прочность учитывать концентрацию напряжений необходимо. [c.120]

Проводя расчет конструкции, работающей в условиях обычного, нециклического нагружения, мы местными напряжениями, как правило, пренебрегаем. И к этому имеются основания. Даже незначительные проявления пластических свойств материала приводят к тому, что в зоне концентрации [c.484]

Производя расчет конструкции, работающей в условиях обычного, нециклического нагружения, мы местными напряжениями, как правило, пренебрегаем. И к этому имеются основания. Даже незначительные проявления пластических свойств материала приводят к тому, что в зоне концентрации напряжений возникают необратимые деформации, не приводящие к образованию трещины, и даже если [c.394]

В выражениях (11.6) и (11.7) еш,е не определена величина G. Подобно теоретическому коэффициенту концентрации, она зависит от формы тела и условий нагружения и определяется законом изменения напряжений в окрестности очага концентрации. Это — второй (кроме о) параметр, характеризующий особенности местных напряжений. Введение в расчет градиента не требует специального решения каких-либо новых задач. Он определяется в каждом конкретном случае одновременно с теоретическим к< ффициентом концентрации. [c.402]

Системы вентиляции могут быть локальными, местными, общеобменными и комбинированными. В помещениях с одновременным выделением вредных газов, паров и теплоты кроме устройства местных отсосов от производственного оборудования предусматривается и общеобменная вытяжка. Действующими в настоящее время строительными нормами и правилами определена методика расчета количества воздуха V (в м ), подаваемого в помещения. Качество воздуха, необходимое для обеспечения нормируемых параметров воздушной среды, рассчитывается из условий удаления избытков теплоты и влаги, уменьшения концентрации вредных паров и газов до допустимых пределов, а также удаления пыли, поступившей в помещение. Расчет ведется для теплого, переходного и холодного периодов года. Количество воздуха, подаваемого в помещение с целью удаления избытка теплоты, [c.375]

Концентрация напряжения. Концентраторы. Методы расчета напряжения, которые рассматривались в двух предыдущих главах, пригодны лишь для стержней, у которых размеры поперечных сечений неизменны или изменяются подлине стержня достаточно плавно и постепенно. Между тем конструктивные элементы, применяемые в строительстве и особенно в машиностроении, часто имеют резкие местные изменения формы упругого тела. Вблизи этих мест картина напряженного состояния сильно меняется, и в некоторых точках напряжения могут значительно превосходить те, которые получаются при расчетах по выведенным выше формулам. [c.163]

При статических напряжениях. При статическом нагружении деталей (когда число циклов за весь период работы 10 ), изготовленных из пластичных материалов, концентрация напряжений не снижает несущей способности детали, так как местные пластические деформации способствуют перераспределению и выравниванию напряжений по сечению. В этом случае расчеты на прочность выполняют по номинальным напряжениям а или т. [c.17]

Для малопластичных материалов (легированные стали и др.) расчет ведут по наибольшим местным напряжениям, так как концентрация напряжений снижает прочность детали (см. рис. 0.5). [c.17]

Рассмотренный расчет на прочность по методу предельного состояния [88, 89] не учитывает возможной неравномерности в распределении напряжений и концентрации напряжений в сварной трубе вследствие отклонения сечения от правильной геометрической формы [60] из-за наличия усиления сварного шва, смещения кромок в нем, овальности и т. п. Предполагается, что если указанные зоны концентрации напряжений возникают в стенках трубы, то они сглаживаются за счет местной пластической деформации, и это не отражается на общей несущей способности трубы, которая определяется ее прочностью на разрыв от воздействия внутреннего статического давления. Указанное положение об отсутствии влияния концентрации напряжений на несущую способность труб при статическом нагружении было проверено рядо.м экспериментальных исследований. [c.140]

Следовательно, и напряжения в зоне вершины надреза были на столько же выше напряжений в средней части. На основании этого эксперимента был сделан вывод, что надрез действительно вызывает значительное местное повышение напряжений (концентрацию напряжений). Анализ результатов этой работы привел к выводу о необходимости в расчетах напряженных состояний учитывать концентрацию вблизи надрезов и, кроме того, послужил стимулом для развития [c.41]

Концентрация напряжений для материала в хрупком состоянии является опасной ). Как только максимальное местное напряжение достигает предела прочности материала, происходит разрушение стержня. Вместе с тем из расчета получаем не максимальное местное напряжение, которое следовало бы сопоставлять с допускаемым. [c.124]

При этом запас местной прочности Иу, как правило, больше запаса общей прочности и изменяется в более широком диапазоне. Этот результат вполне оправдан, ибо на местную прочность существенно влияет ряд факторов, не учитываемых данным расчетом (концентрация напряжений, технологические факторы и т. д.), их влияние на общую прочность является более слабым. [c.173]

Перечислим целесообразные подходы к расчету на прочность элементов жидкостного двигателя. Камеру сгорания ЖРД на общую несущую способность целесообразно рассчить ать по предельным нагрузкам, не считаясь с местными концентрациями напряжений, поскольку обычно камера сгорания выполняется из достаточно пластичных материалов. Расчет охлаждающего тракта на местные прогибы ведут по допускаемым перемещениям [26]. Критерием работоспособности плоской форсуночной головки является герметичность соединения форсунок с пластинами. Поэтому прочностной расчет плоской головки следует вести по допускаемым деформациям. Относительные удлинения, вызываемые изгибом и нагревом плоской головки, следует сравнивать с теми их значениями (определяемыми экспериментально), при кото->ых нарушается герметичность соединения форсунок с пластинами 26]. Кроме того, если в камере имеются сварные или паяные соединения и если материал в зоне пайки обладает повышенной хрупкостью, то расчет этих соединений в некоторых случаях возможен и по допускаемым напряжениям. [c.359]

В работе В. Т, Заболоцкого и И. П. Царегородского [581 предложена неточная зависимость для расчета коэффициента концентрации напряжений в резьбе, так как отождествлять кольцевые нейберовские выточки с резьбой нельзя. Дело в том, что в резьбе, помимо концентрации напряжений от общего потока растягивающих усилий, имеется весьма значительная концентрация напряжений от местной нагрузки на витки. [c.118]

Расчет местных максимальных деформаций (напряжений) в зонах концентрации Св отверстиях, резьбах, пазах, радиусах скруглений, буртиках и усилениях сварных швов и т. д.) проводят о учетом названных напряжений. По компонентам деформаций (напряжений) вычисляют приведенные (по той или иной теории прочности) деформации (напряжения). При определении напряженно-деформированного состояния конструктивного элемента для исходного (статического) нагружения в случаях, когда приведенные максимальные деформации (напряжения) превышают предел текучести, расчет выполняют по компонентам деформаций, устанавливаемым экспериментально или из упругопластическото расчета. При этом используют диаграмму статического растяжения конструкционного материала при расчетной температуре. [c.123]

Концентрация напряжений. Вопрос о местных напряжениях не рассматривался в предыдущих разделах курса, хотя не исключено, что некоторые преподаватели вскользь упоминали о концентрации напряжени1п Например, при расчете бруса ступенчато переменного сечения могло быть сказано Концентрацию напряжений не учитывать , а далее вынужденно пришлось несколько слов сказать об этом явлении. Во всяком случае здесь следует считать, что вопрос рассматривается впервые, а это требует познакомить с понятиями местных напряжений, теоретического коэффициента концентрации напряжений, рассказать о влиянии концентрации напряжений на прочность деталей при статическом нагружении. Рекомендуем изготовить красочный плакат (это можно поручить учащимся), на котором показать несколько случаев возникновения местных напряжений. Конечно, при наличии поляризационно-оптической установки необходимо показать распределение напряжений (картину полос) в зоне концентрации. Некоторые преподаватели считают, что возникновение местных напряжений целесообразно объяснять, используя гидродинамическую аналогию, но думаем, что в этом нет необходимости. [c.178]

Присутствие концентраторов отнюдь не всегда представляет собой опасность для работоспособности конструкции. Во-первых, влияние концентраторов на деформацию всего упругого тела вследствие их малых размеров незначительно, поэтому при расчете упругих смещений в конструкции влияние концентраторов можно не учитывать. Во-вторых, при статическом однократном нагружении сооружения или механизма, выполненного из пластичного материала, появление текучести в зоне концентратора не представляет опасности. Действительно, остаточная деформация, возникающая в малом объеме перенапряженного материала в зоне концентрации, не может вызвать остаточной деформации всего сооружения и, следовательно, повлиять на его проектные размеры. Эта местная деформация приведет лишь к некоторому изменению картины напряженного состояния в зоне концентрации. В результате максимальное напряжение не будет превышать предела текучести, но зато несколько увеличится напряжение в другн.х точках расчетного сечения. [c.166]

В противоположность толстослойным покрытиям для трубопроводов тонкослойные покрытия для судов и морских сооружений могут обеспечивать защиту в сочетании с мероприятиями катодной защиты лишь с некоторым риском. В результате электроосмотических процессов следует принимать в расчет возмол<ность образования пузырей, зависящую от концентрации щелочных ионов, потенциала, температуры и свойств системы покрытия эти пузыри заполняются высокощелочными жидкостями (см. раздел 6.2.2). Для предотвращения образования пузырей может быть целесообразным ограничение катодной защиты в сторону отрицательных потенциалов например, рекомендуется принимать —0,8 В. Однако опытных данных по этому вопросу пока мало. В отличие от морских сооружений, для судов и закрытые пузыри тоже нежелательны, поскольку они повышают сопротивление движению. Между тем одной из задач катодной защиты судов является поддержание низкого сопротивления движению путем предотвращения образования скоплений ржавчины. Сопротивление движению обычно складывается на 70% из сопротивления трению и на 30 % из сопротивления формы и волнового. Вторая составляющая для конкретного судна постоянна, а сопротивление трению под влиянием коррозии может повыситься примерно до 20 %. Кроме того, это сопротивление решающим образом уменьшается при наличии возможно более гладкой поверхности корпуса судна, не поврежденной местной коррозией. Еще одним фактором, увеличивающим сопротивление движению, является обрастание, бороться с которым можно соответствующими мероприятиями — применением противообрастающих покрытий. Потеря скорости, обусловленная шероховатостью, может привести к перерасходу до [c.356]

Т. е. если оценка прочности ведется по средним напряжениям, а так она обычно и ведется, то коэффициент запаса (/г ) должен быть больше того его значения, которое соответствует оценке прочности по максимальному местному напряжению. Поэтому, про1 3-водя расчет стержня, изготовленного из хрупкого материала, в условиях концентрации напряжений, необходимо выбирать коэффициент запаса более высокий, чем в случае пластичного материала. Это повышение зависит от коэффициента концентрации. [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...