Напряжения Распределение — Изучение

Механизм возникновения и развития трещины усталости ещё недостаточно изучен [3, 24, 14) Предел усталости образца или детали из данного металла в значительной мере зависит от состояния поверхности, характера структуры металла и наличия в нём внутренних пороков (шлаковых включений и т. п.), остаточных напряжений, распределения напряжений по сечению и характера изменения напряжений во времени. [c.70]

Если в подобной же пластинке сделать два прямоугольных отверстия, то распределение напряжений может быть получено, как и в предыдущем случае. На фиг. 8.073 изображены линии главных напряжений для данного случая средняя часть между оконными проемами подвергается чистому сжатию на большей части своей длины, а боковые части испытывают переменные напряжения, как в изученном нами ранее случае наблюдается большая местная концентрация напряжений около углов. [c.556]

Коэффициенты концентрации для нормальных и касательных напряжений в общем случае различны. Это следует подчеркнуть прежде всего потому, что для процессов деформации, обусловленных преимущественно касательными напряжениями (например, при изучении процесса возникновения трещины усталости), часто пользуются коэффициентами концентрации для нормальных напряжений, что в отдельных случаях недостаточно, так как необходимо учитывать также концентрацию касательных напряжений. Явления концентрации напряжений наблюдаются также и при различных видах контактных нагрузок. Эти случаи, имеющие важное значение, в частности, для вопросов резания металлов, чрезвычайно сложны. Поэтому распределение напряжений 7 99 [c.99]

В отличие от типовых инженерных методик, удовлетворяющих названным условиям, существуют специальные исследовательские методики, отличающиеся более высоким совершенством, а вместе с этим и сложностью, которые позволяют оценивать концентрацию напряжений, распределение напряжений по толщине диска, местные особенности конструкции и нарушение осевой симметричности. К таким методикам прежде всего относится метод конечных элементов, развитие и применение которого становится особенно широким в последние годы. Для изучения метода конечных элементов необходимо обратиться к специальной литературе, в частности [7, 11, 29]. [c.303]

Распределение напряжений в откосе, изученное выше, для тупых углов 0 было непрерывным всюду, за исключением лишь одной точки О. Наоборот, для острых углов образуются целые раз- [c.97]

Искусственное двойное лучепреломление используется для изучения деформаций в прозрачных телах. Такой метод исследования деформации, называемый методом фотоупругости, нашел широкое применение в различных областях науки и техники. Одним из важных применений фотоупругости является использование его при исследовании распределения напряжений в оптических стеклах, возникающих при их изготовлении, а также при исследовании остаточных напряжений. [c.285]

Поведение тела при растяжении может быть представлено диаграммой растяжения стандартных образцов, изготовленных из того же материала. При этом для изучения пластических деформаций пользуются не условными, а истинными напряжениями образца, отнесенными не к постоянной, а к деформированной площади. Истинное напряжение только приближенно характеризует напряженное состояние в сечении образца и при равномерном распределении определяется выражением [c.118]

При изучении закона распределения напряжений при кручении тонкостенных стержней исходят из следующих двух предположений [c.335]

Наиболее сложными являются задачи экспериментального изучения распределения деформаций, и напряжений в деталях машин и элементах сооружений. Эти задачи возникают по разным причинам. Одна из них состоит в том, что в коиструкциях современных машин ответственные детали имеют настолько сложную конфигурацию, что теория сопротивления материалов далеко не всегда может дать исчерпывающий ответ на вопрос об их прочности. В таких случаях на помощь приходит изучение напряженного состояния детали или ее модели путем применения специальных экспериментальных методов исследования деформаций и напряжений. К их числу относятся тензометрия, поляризационно-оптический метод, рентгенометрия, метод лаковых (хрупких) покрытий, метод аналогий (мембранной, электрической, гидродинамической и пр.). [c.6]

Изучение закона распределения нормальных напряжений производится в сечении на расстоянии а от опоры. [c.173]

Специфические проблемы возникают при наличии особенностей, таких, как концы волокон и разрывы волокон. Простейшая изученная модель в этом случае представляет собой одиночное волокно, помещенное в цилиндр из матричного материала, при осевом нагружении. Распределение касательного напряжения на границе между волокном и матрицей в этой модели изучено в работах Кокса [12] и Дау [21]. Полученные результаты, однако, оказываются недостаточными вблизи конца волокна, поскольку они не учитывают влияния его формы и не позволяют вычислить максимальные возникающие здесь напряжения. Этот недостаток аналитического решения явился причиной проведения цикла фотоупругих исследований. [c.517]

В работе [72] было показано, что независимо от приложенных в плоскости внешних сил Рг распределение напряжений вокруг кончика трещины в однородной анизотропной пластине можно разделить на симметричную и антисимметричную составляющие. Следовательно, в общей постановке задача разрушения может быть сведена к изучению влияния этих компонент напряжения. [c.232]

Для некоторых целей, например для оценки прочности связи, может быть полезно изучение поведения простых моделей волокно — матрица. Существует много такого рода исследований, относящихся к статическому нагружению, но очень небольшое количество для циклического нагружения. Для изучения прочности поверхности раздела на растяжение имеется альтернатива либо нагружать волокно вдоль его оси на сжатие, вследствие чего, очевидно, возникнет равномерное растяжение по поверхности раздела либо подвергать волокна поперечному растяжению, в результате чего возникнет неоднородное распределение напряжений около поверхности раздела. Оба метода связаны [c.357]

Глубинная опасная зона была обнаружена при изучении свойств поверхностных слоев технически чистых металлов — меди и алюминия[24]. В тяжелых условиях трения при значительном тепловыделении на поверхности существенную роль начинают играть процессы отдыха, и кривая распределения микротвердости (которой автор характеризует напряженное состояние материала) по глубине имеет заметно выраженный максимум. Таким образом, характер распределения пластической деформации по глубине определяется сочетанием условий трения и физико-механических свойств контактирующих материалов. Положение максимума пластической деформации определяет место возникновения первичной трещины па поверхности или на некотором расстоянии от нее. [c.9]

Изучение влияния низких температур на прочностные и деформационные характеристики металлов представляет значительный интерес в связи с исследованием проблемы хрупкости. Склонность материала к хрупкому разрушению в настоящее время оценивается величиной ударной вязкости, определяемой энергией разрушения призматического образца с надрезом, или величиной критического коэффициента вязкости разрушения, определяемой по диаграмме растяжения образца с трещиной. Обе характеристики являются интегральными характеристиками материала и отражают совместное влияние скорости деформации, температуры, напряженного состояния и распределения деформаций по объему материала. Испытания на растяжение обеспечивают возможность изучения раздельного влияния скорости и температуры. [c.129]

Интересные опыты были проведены по изучению влияния на распределение напряжений малых внутренних разрезов, по-разному ориентированных в модели (рис. 13). [c.42]

Из четырех понятий, представляемых каждой из формул (14.44), три первых известны читателю с самого начала изучения курса (см. 1.11) —это так называемые обобщенные внутренние усилия — продольная сила и изгибающие моменты (последние два действуют соответственно в плоскостях Охг и Оуг). Продольной силе N соответствует доля напряжений, распределенная по за= кону 1 (т. е. равномерно распределенные напряжения) изгибающим моментам Му и Мх отвечают доли напряжений, распределенные соответственно по закону координатных функций х и у. Последняя формула (14.44) выражает новое понятие — бимомент, являющееся одним из основных в теории тонкостенных стержней. Бимоменту соответствуют самоуравновешенные напряжения ( 1.16) в поперечном сечении, распределенные по этому сечению по закону секторной площади ш. Заметим, что если решать задачу о деформации тонкостенного стержня открытого профиля на основе строгого использования аппарата теории упругости, то самоуравновешенные напряжения, распределенные по закону , представят собой лишь часть полной системы само-уравновешенных напряжений. Остальная их часть технической теорией тонкостенных стержней, изложенной здесь, не может быть [c.404]

Методика исследования и проведение эксиеримеита. Подробное изучение распределения напряжений в квадратной пластине с круглым отверстием в центре, по контуру которого приложено равномерное давление, было проведено поляризационно-оптическим методом, а также с помощью хрупких покрытий и электрической аналогии. Поляризационно-оптический метод позволил получить картину полос интерференции, дающую по всему полю наибольшие касательные напряжения и напряжения на ненагру-женном контуре. На электрической модели из электропроводной бумаги находили линии одинаковых сумм главных напряжений (изопахи). С помощью хрупкого покрытия были определены направления главных напряжений. Распределение напряжений было изучено в 5 пластинах с разным отношением диаметра отверстия к длине стороны пластины (D/a) [16]. [c.258]

Характер распределения напряжений может быть изучен при рассмотрении в поляризованном свете растягиваемой пластинки шириною, вчетверо большей радиуса симметрично расположенных ролукруглых вырезов. [c.481]

ЗЁМН0Й МАГНИТИЗМ, отдел геофизики, изучающий магнитное поле Земли, его распределение в пространстве и изменение во времени. Магнитное напряжение — основной объект изучения 3. м. — в каждой точке м. б. изображено вектором Г (фиг. 1). Вертикальная плоскость, содержащая этот вектор, называется плоскостью магнитного меридиана. Угол >, заключенный между плоскостями географического и магн1ттного меридианов, носит название склонения. Различают склонения восточное и западное. Принято отмечать восточные склонения знаком плюс, западные знаком минус. Угол I, образованный вектором F с плоскостью го- [c.298]

Распределение напряжений в откосе, изученное выше, для тупых тлев было непрерывным всюду, за исключением лишь одной очки О. Наоборот, для острых углов образуются целые линии разрыва, вблизи которых хотя и сохраняется равновесие, но нет полной епрерывпости напряже1шй. [c.97]

Определение относительного распределения напряжений основано на изучении поля скоростей волн в массиве горных пород с помощью комплекса разночастотных сейсмоакустических методов, откуда затем можно перейти к оценке пространственного распределения напряжений, поскольку напряженное состояние пород является одним из основных факторов, определяющих в них скорость упругих волн. Изучая изменение скоростей вблизи горных выработок, а также вдоль скважин, шпуров и в пространстве между ними, можно выявить характерные зоны повышенных и пониженных скоростей, отвечающие зонам повышенных напряжений и разгрузки, определить их строение и протяженность. [c.216]

Современное состояние вопроса общего математического описания дисперсных систем нельзя признать до-статочло удовлетворительным, несмотря на растущий интерес к этой проблеме. Каж травило, в работах, шо-священных этому вопросу, фактически используется феноменологический подход к исследованию дисперсного потока в целом. Идея условного континуума п03(В0Ляет полностью использовать математический аппарат механики сплошных сред, но несет с собой погрешности физического порядка тем более существенные, чем значительней макроднскретность системы. Системы таких уравнений, полученные рядом авторов как общие, все же не охватывают класс дисперсных потоков во всем диапазоне концентраций (вплоть до плотного движущегося слоя). Они не учитывают качественного изменения структуры потока и в связи с этим изменения закономерностей распределения частиц, появления новых сил (например, сухого трения), изменения с ростом концентрации (до предельно большой величины) условий однозначности и пр. В основном большинство работ посвящено турбулентному течению без ограничений по концентрациям, хотя при определенных значениях р наступает переход к флюидному транспорту, а затем — плотному слою. Сама теория турбулентности применительно к дисперсным потокам находится по существу в стадии становления (гл. 3). Наиболее перспективные методы — статистические (вероятностные) применяются мало, по-видимому, в силу недостаточной изученности временной и пространственной структур дисперсных систем Общим недостатком предложенных систем уравнений является их незамкнутость, которая объясняется отсутствием конкретных данных о тензорах напряжений и [c.32]

При изучении изгиба жестких пластин отмечалось, что результаты такого расчета справедливы в том случае, когда прогиб пластины, как правило, не превышает Чее толщины. Если же прогиб больше 9Т0Й величины, необходимо рассматривать пластину как гибкую. Особенностью такой пластины является то, что в ней наряду с изгибными напряжениями возникают напряжения, равномерно распределенные по толш,ине, называемые цепными или мембранными. Этим напряжениям соответствуют деформации е , e J, 7 , возникаюш,ие в срединной поверхности пластины. При расчете гибких пластин используются две гипотезы гипотеза прямой нормали и гипотеза о пенадавливаемости горизонтальных слоев. По сравнению с жесткими пластинами исключается гипотеза об отсутствии деформаций в срединной поверхности [8, 19]. [c.275]

Впервые изучение местных напряжений провел эксперименталь- X но Карус Вильсон ). Проводя опыты с прямоугольной балкой из стекла па двух опорах (рис. 57), нагруженной в центре, и используя поляризованный свет (см. стр. 163), он 1[оказал, что в точке А, где приложена нагрузка, распределение напряжений близко к тому, которое наблюдается в иолубесконечпой пластинке под действием нормальной сосредоточенной силы. Вдоль поперечного сечения AD нормальное напряжение не следует линейному закону, [c.128]

В малой но сравнению с размерами тела и тpeн ины окрестности произвольной точки контура трещины среда находится в условиях плоской задачи, и при изучении процесса деформирования можно рассматривать трещину как полубесконечную и прямолинейную. При этом для напряжений, смещений, электрического потенциала и электрического поля можно использовать соответствующие асимптотические распределения в малой окрестности точки контура трещины. [c.72]

Поляризационно-оптический метод (метод фотоупругости) наиболее полно разработан для исследования плоского напряженного состояния тела. Он основан на известнрм из теории упругости принципе, согласно которому в упругой зоне характер распределения напряжений в теле из любого изотропного материала не зависит от его упругих постоянных. Ввиду этого изучение напряженного состояния исследуемого объекта может быть произведено на геометрически подобной модели, изготов-. ленной из изотропного материала, который в напряженном состоянии становится оптически анизотропным (двоякопрелом-ляющим). Обстоятельное описание этого метода дано в главе четвертой. [c.8]

В работах [328, 330, 332, 339, 3551 было показано, что описание-кривой нагружения ОЦК-поликристаллов уравнением параболического типа (3.57) значительно расширяет возможности экспериментального изучения процесса деформационного упрочнения. Обобщением-результатов этих работ, а также ряда литературных данных [9, 289,, 290] является общая схема деформационного упрочнения поликристал-лических ОЦК-металлов и сплавов [47, 48] (рис. 3.33), которая отражает сложный многостадийный характер процесса, обусловленный поэтапной перестройкой дислокационной структуры при деформации. Считается, что перестройка структуры (от относительно однородного распределения дислокаций через сплетения и клубки к дислокационной ячеистой структуре) вызывает соответствующее изменение внутренних напряжений [2961, следовательно, и параметров процесса деформационного упрочнения. Данная схема основывается на анализе и обобщении результатов механических испытаний и структурных исследований, проведенных на десяти сплавах ОЦК-металлов [47, 481, которые различались по величине модуля упругости, энергии дефекта упаковки, наличию дисперсных упрочняющих фаз, уровню примесных элементов и размеру зерна (в пределах одного сплава). В частности, были исследованы при испытаниях на растяжение в интервале температур 0,08—0,5Гпл однофазные и дисперсноупрочненные сплавы-на основе железа (армко, сталь 45, Ре + 3,2 % 81), хрома, молибдена (МЧВП с размером зерна 100 и 40 мкм, Мо Н- 4,5 % (об.) Т1М, ЦМ-10-и ванадия (технически чистый ванадий), а также сплавы ванадия и ниобия с нитридами соответственно титана и циркония [95]. [c.153]

Трудность изучения усталостных кривых состоит в чрезвычайно большом разбросе циклической долговечности, затрудняющем четкое выявление хода кривой, поэтому для детального изучения ее характера наиболее правильно сделать статистический анализ экспериментальных данных. Авторам работы [99] был изучен закон распределения циклической долговечности на заданных уровнях амплитуды напряжений. На достаточно большом количестве экспериментального материала было показано существование логарифмически нормального закона распределения значений долговечности титановых сллавов при заданных циклических напряжениях, составляющих 1,1—1,5 от установленного предела выносливости на базе 10-10 —10-10 цикл. [c.138]

Наряду с аналитическими методами решения рассматриваемой проблемы использовались также численные методы например, Оуэн с соавторами [27] применили метод конечных элементов для изучения распределения напряжений в упруго-идеально-пластической матрице в зазоре между двумя коллинеарньши волокнами при осевой нагрузке. Область, занятая матрицей. [c.212]

Кроме этого, к настоящему времени предложено большое количество самых разнообразных конфигураций образцов для испытаний на сдвиг и двухосное напряженное состояние в виде, например, рам, а также двутавровых и крестовидных профилей. Многие из этих конфигураций геометрически сложны, распределение напряжений в них неоднородно, причем вычисление на-пряжени й может оказаться весьма трудоемким они имеют определенные преимущества при исследовании жесткостных характеристик, но менее пригодны для изучения прочностных свойств. Некоторые из возникающих здесь трудностей были рассмотрены в работе Унтни с соавторами [52]. При исследовании слоистых композитов возникают дополнительные сложности, связанные с особенностями на свободных краях образца эти вопросы обсуждаются в работах Пагано и Пайпса [36], а также Уитни и Браунинга [51]. [c.462]

Другая важная проблема микромеханики композитов — это изучение передачи нагрузки от матрицы к волокну (или от волокна к матрице) в том случае, когда внешняя сила действует параллельно волокнам или под углом к ним. Известно значительное число экспериментальных фотоупругих исследований, посвященных напряжениям в матрице, распределениям напряжений у границ раздела матрицы и волокна, концентрации напряжений вблизи концов и разрывов волокон, а также видам разрушения и его развитию. Большинство этих исследований носит качественный характер. Микроскопические фотоупругиеэкс-иерименты, использующие модели с подлинными волокнами мо- [c.494]

Напряжения в поперечной плоскости матрицы однонаправленного композита возникают по многим причинам (1) усадка матрицы при отверждении, (2) изменения температур и возникающие при этом различные тепловые расширения матрицы и включений, (3) осевое нагружение и возникающие при этом неравные поперечные деформации матрицы и включений, (4) поперечное нагружение. Первые три вида напряжений одинаковы по своей природе, поскольку они вызываются однородной поперечной деформацией, различной в матрице и во включениях. Для изучения распределений таких напряжений обычно изготавливается двумерная фотоупругая модель поперечного сечения [c.500]

Для изотропных материалов экспериментально было обнаружено, что энергия, затраченная на продвижение трещины, относительно постоянна. Поэтому большая часть усилий была сконцентрирована на изучении различных методов вычисления затраченной энергии, причем игнорировалось обоснование сделанного выше упрощения. Анализ энергетического неравенства (И) показывает, что левая часть (11) постоянна тогда и только тогда, когда Цравая. часть неравенства является функцией одного параметра. Это на самом деле соответствует случаю изотропного разрушения, когда под действием любого сложного плоского нагружения наблюдается неустойчивый рост трещины в направлении, ортогональном направлению максимального нормального напряжения около кончика трещины (например, см. работу [15]). Иначе говоря, в изотропном материале со случайно распределенными трещинами равной длины (рис. 9) только трещина, перпендикулярная действию нагрузки, является критической и только один вид испытания — растяжение в направлении, перпендикулярном трещине,— необходим для определения характеристики разрушения такого материала. [c.228]

Сендецкий [56] решил задачу взаимодействия трещины со многими включениями. Возможность применения этих аналитических решений для описания поведения композитов остается пока невыясненной. При их практическом использовании возникают принципиальные трудности, в основном обусловленные тем, что теперь в области определения исследуемого взаимодействия микротрещины имеют тот же самый порядок, что и характерный размер (диаметр волокна) композитной структуры, и, кроме того, при статически неоднородной упаковке волокон не существует алгоритма для применения решения с идеализированной геометрией. В третьем случае, когда трещина находится на границе раздела волокно — матрица, характер разрушения склеенных тел, состоящих из двух различных материалов, изучен еще менее. Для определения распределения напряжений и деформаций в неоднородных унругих телах проведены многочисленные теоретические исследования, некоторые из них приведены в работах [17, 57]. [c.256]

Проведены многочисленные экспериментальные исследования концентраций напряжений, связанных с концами или разрывами волокон. Почти всегда они выполнялись при помощи методов фотоупругости. Изучение распределения напряжений по длине волокна было проведено вработах [77,78,81,61]. Наибольший инте- [c.461]

Сформулированные выше основные закономерности малоциклового деформирования и разрушения необходимы в связи с разработкой методов оценки прочности элементов конструкций. Для обоснования расчетной процедуры и уточнения запасов прочности в инженерной практике проводятся мснытанвя моделей и натурных элементов. Основными задачами, которые решаются в таких испытаниях, являются сопоставление расчетного и экспериментального распределения деформаций и напряжений (особенно в зонах концентрации с учетом поциклового перераспределения), а также изучение условий достижения предельного состояния по разрушению (образованию трещины). При этом для оценки прочности в условиях циклического упругопластического деформирования необходимы данные о кинетике деформированного состояния конструкции, а также кривые малоцикловой усталости материала при однородном напряженном состоянии. [c.135]

Полученные результаты коррелируют с данными экспериментального изучения распределения искажений в зерне феррита путем измерения микротвердости в окрестности линий скольжения [128] с увеличением расстояния точки накола пирамидой от линии скольжения по нормали к ней величина микротвердости уменьшается по экспоненциальному закону (рис. 77). Это соответствует теоретическому предсказанию [6 ] характера изменений напряжений в направлении, нормальном к расположению плоских скоплений дислокаций. [c.185]

Идея метода заключается в том, что для изучения распределения нормальных напряжений в конструктивных элементах слолшой гео метрической формы на поверхность исследуемой детали или ее модели наносится покрытие, которое, деформируясь вместе с материалом модели, разрушается при достижении некоторых предельных нагрузок [43]. Трещины в таком покрытии располагаются перпендикулярно к направлению наибольших деформаций, возникающих на поверхности детали при ее нагружении. Иногда изучаются трещины, возникающие не при нагружении детали, а при ее разгрузке. Это делается при исследовании сжимающих напряжений. В качестве материала модели выбирается либо реальный материал, из которого изготовлено изделие, либо материал, допускающий большую деформацию. Это могут быть металлические материалы и различные пластмассы. [c.33]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...