Динамические эффекты и удар

Динамические эффекты и удар [c.386]

Гл. 11. Динамические эффекты и удар [c.388]

В статически неопределимых конструкциях жесткость оказывает непосредственное влияние на распределение усилий в упругой системе при статических нагружениях и на динамический эффект при ударе. Увеличение жесткости способствует, как правило, усилению эффекта ударных нагрузок. [c.101]

Предложенные Н. А. Кильчевским уточнения квазистатической теории Герца соударения трехмерных упругих тел, основанные на учете динамических эффектов, не внесли существенных поправок и подтверждают ее справедливость при этом следует отметить, что теория соударения Герца экспериментально подтверждена многими исследователями. Следует отметить также, что вывод Б. М. Малышева [2, 3, 31, 29] о том, что уточненная теория соударения Н. А. Кильчевского лучше согласуется с опытом, чем теория Герца, неверен. Ошибочность такого утверждения объясняется тем, что при расчете продолжительности удара т по теории Герца вместо скорости распространения пространственных волн сжатия была взята скорость распространения волн в стержне. [c.133]

Помимо учтенных выше факторов важную роль играет оптимизация законов движения, при выборе которых в первом приближении следует исключить возможность возникновения жестких и мягких ударов, а также эквивалентных им динамических эффектов (см. п. 10). Более глубокий подход к вопросу дающий материал не только для сопоставления законов движения, но и их оптимизации при вариационной постановке задачи, возможен на базе динамических критериев (5.93)—(5.96). В случае, если в механизме [c.203]

Динамические эффекты [5, 31, 39]. В контурах АЭС должны быть сильно ограничены или исключены такие опасные динамические явления, как гидравлический удар, кавитация и вибрация элементов в потоке теплоносителя. [c.128]

Выше было рассмотрено лишь статическое действие нагрузки, величина и положение которой меняются со временем столь незначительно, что можно пренебречь влиянием сил инерции и динамическим эффектом нагрузки. При статическом действии нагрузки мы считали, что нагрузка медленно изменяется от нуля до конечного своего значения. Нередко мы встречаемся с динамическим действием нагрузки, которая зависит от времени, быстро меняясь и вызывая в элементах конструкций ускорения и силы инерции. Подвижная нагрузка (поезд, автомобиль) меняет свое положение на балке, вызывая и ударные эффекты (ввиду наличия выбоин в пути, выбоин в бандажах колес и т. д.). Продолжительность действия ударных нагрузок т может быть мала по сравнению с периодом собственных колебаний системы Т (так, продолжительность прохождения колесом выбоины в 10 см при скорости 72 км ч будет т = 0,005 с, а период колебаний моста пролетом / = 20 м будет Т = 0,09 с, и в таком случае динамическую нагрузку можно принимать очень кратковременной или, в пределе, мгновенной). Встречаются динамические продолжительные нагрузки, промежуток действия которых в несколько раз более периода собственных колебаний системы (например, действие меняющегося по величине давления ударной волны атомного взрыва может быть в промежутке времени, равным т=1 с, т. е. почти в 10 раз более указанного периода колебаний моста). Нередко имеют место повторные динамические нагрузки (повторные удары колес подвижного состава о стыки рельсов). Особенно неблагоприятное действие оказывают периодические повторные удары. [c.327]

Здесь ограничимся рассмотрением простейших динамических задач термоупругости, связанных с оценкой динамических эффектов в одномерных задачах нестационарного теплообмена, — задач о тепловом ударе на поверхности полупространства ( 7.2) и на поверхности прямоугольной пластины ( 7.3). Исследования этих и других аналогичных динамических задач термоупругости, приведенные в книге [41] и др., показывают, что значительные динамические эффекты в конструкциях могут возникнуть лишь при мгновенном изменении температуры их поверхностей или окружающей среды. [c.177]

Решение ряда задач с учетом сил инерции [4, 19] показывает, что даже при очень высоких скоростях нагрева при тепловом ударе динамический эффект, как правило, не имеет практического значения. Влияние инерционных членов для оболочек и пластин растет с уменьшением толщины, по люжет быть заметным только для очень тонких оболочек, пластин и балок [4, 19]. [c.125]

Мащины ударного действия, отнесенные к подгруппе П б, так же как и машины подгруппы П а, вызывают при работе динамический эффект типа импульса. Однако машины данной подгруппы наносят по фундаменту более редкие удары, которые поэтому могут рассматриваться как отдельные. Наконец, машины подгруппы II в, передающие на фундаменты случайные нагрузки, вызывают динамический эффект, по спектральному составу близкий к белому шуму . Такова примерная классификация машин по виду их динамического воздействия на фундамент. [c.8]

Для простого определения начальной скорости динамического эффекта удара и самого общего решения задачи по определению динамических напряжений в грунте при действии любой непериодической нагрузки (в особенности импульсивной) весьма удобным является метод присоединенной массы грунта. [c.157]

До сих пор в этой книге обсуждались контактные задачи, в которых скорость нагружения достаточно низкая, так что напряжения находятся в статическом равновесии с внешними нагрузками на всем протяжении цикла нагружения. В отличие от этого в условиях удара скорость нагружения очень велика и динамические эффекты могут быть существенными при контакте качения и скольжения с большими скоростями инерция материальных элементов, проходящих через деформированную область, может оказать влияние на поле напряжений. В этой главе в ряде контактных задач будет проанализировано влияние сил инерции. [c.386]

Из сравнения формул (23.7) и (23.11) следует, что учет собственной массы ударяемой конструкции приводит к уменьшению величины динамического коэффициента, т. е. к снижению эффекта удара. [c.618]

Нагрузки третьего вида. Динамические нагрузки, связанные с воздействием на судно морского волнения, можно разделить а) на нагрузки, линейно зависящие от кинематических параметров волнения б) на нагрузки, определяемые нелинейными эффектами (выходом оконечности судна из воды при качке и последующим ударом днища, погружением носовой оконечности в воду до уровня, на котором имеется значительный развал шпангоутов, заливанием палубы, ударами воли в борта судна и кормовую оконечность). [c.437]

Ударяющий стержень и стержень-наковальня, расположенный на конце свинцового образца, противоположном ударяемому, были каждый 10 футов длиной, чтобы исключить эффекты разгрузки со свободных концов твердых стержней. На рис. 4.149, а можно видеть результаты экспериментов, в которых измерения производились в пяти указанных позициях при ударе, осуществляемом при помощи твердого стержня, не содержащего ступенек. Это было тогда предварительным динамическим напряжением, распространявшимся как фронт дисперсионной нелинейной волны конечной амплитуды. Штриховая линия, обозначенная Е, была линией, наклон которой [c.241]

Скорость взвешенных золовых частиц здесь принимается не зависящей от диаметра б и приблизительно равной скорости набегающего газового потока Vb — voTmuo, Получающаяся при этом допущении ошибка может быть учтена введением соответствующего опытного коэффициента крупности взвешенной фазы, характеризующего влияние дисперсного состава золовых частиц на динамический эффект их удара о поверхность трубы — /к. Энергия удара частиц (1.4а) и отскакивания их от трубы (1.4е) преобразуется следующим образом [c.13]

Это полу произведение из массы материальной точки на квадрат се скорости (скалярной) в определенный момент называется живой силой или кинетической, энергией (т. е. энергией двил-сения) точки в рассматриваемый момент. Прежде всего, постараемся выяснить наглядным путем смысл этого названия. Каждый из нас ясно себе представляет, что материальные тела, обладающие определенной скоростью, приобретают способность производить работу, которою они не обладают в состоянии покоя. Так, например, молот, опускаемый рукой с определенной скоростью, сообщает столу, скажем, горизонтальному, удар, которого бы стол не испытал, если бы мы опустили на него молот, который к моменту касания со столом уже утратил бы всякую скорость точно так же воздух в состоянии покоя не проявляет никакого динамического эффекта между тем, поток воздуха способен вращать колеса ветряной мельницы, производя при этом работу в эконо-мичес1№М значении слова снаряды производят свои ужасные действия только в том случае, если обладают большой скоростью, и т. д. [c.337]

Однако не всякий скачок, заложенный в функции 0", обязательно приводит к скачку ускорений. Например, если толкатель кулачкового механизма перемещается без выстоя, то можно на границе прямого и обратного ходов застыковать ускорения без скачка, не требуя, чтобы в точке стыкования ускорения были равны нулю [т. е. даже при 0" (0) ф 0]. При синтезе механизмов следует иметь в виду, что достаточно резкие изменения ускорения (хотя и нескачкообразные) с учетом упругих свойств звеньев могут привести к тому же динамическому эффекту, что и мягкий удар (см. н. 10). Поэтому окончательное суждение о достоинствах того или иного закона движения не может быть сделано в общем виде, а обязательно должно основываться на учете характеристик конкретной колебательной системы. Этому вопросу уделяется большое внимание в последующих главах. Здесь же ограничимся изложением некоторых подходов к выбору безразмерных характеристик на основе анализа идеального механизма. [c.21]

Томас Юнг первый показал (см. стр. 116), насколько значительным может быть динамический эффект нагрузки. Понселе, побуждаемый к тому современной ему практикой проектирования висячих мостов, входит в более подробное изучение динамического действия. Пользуясь диаграммами своих испытаний, он показывает, что до предела упругости железный брус способен поглотить лишь малую долю кинетической энергии и что в условиях удара легко могут быть вызваны остаточные деформацип. Для элементов конструкций, подвергающихся ударам, он рекомендует применять сварочное железо, дающее при испытаниях на растяжение сравнительно большое удлинение и способное поглотить, не разрушаясь, большее количество кинетической энергии. Понселе доказывает аналитически, что внезапно приложенная нагрузка вызывает вдвое большее напряжение, чем та же самая нагрузка, приложенная статически (с постепенным возрастанием до полной величины). Он исследует влияние продольного удара на брус и вызываемые таким ударом продольные колебания. Он показывает также, что если пульсирующая сила действует на нагруженный брус, то амплитуда возникающих при этом вынужденных колебаний может значительно возрастать в условиях резонанса, п этим объясняет, почему маршировка солдат по висячему мосту может оказаться опасной. Мы находим у него любопытное истолкование экспериментов Савара по продольным колебаниям стержней и обоснование того факта, что большие амплитуды и большие напряжения могут быть вызваны малыми силами трений, действующими по поверхности. [c.110]

При движении на боковой путь стрелочного перевода появляются дополнительные условия, определяющие допускаемые скорости. Эти условия сводятся к ограничению ударно-динамических эффектов в горизонтальном поперечном направлении, вызывающих недопустимые (с точки зрения нормальной эксплуатации) воздействия на путь, подвижной состав и пассажиров. Рассматривается несколько критериев, регламентирующих возникающие динамические эффекты первый связан с необходимостью ограничения потери кинетической энергии при ударе гребня колеса в криволинейный остряк при противошерстном движении, два других — с необходимостью ограничения непогашенного поперечного ускорения экипажа анп и скорости его приращения 1). [c.76]

Безопасность движения колес в зоне разрыва рельсовых нитей в крестовине обеспечивается постановкой контррельсов. Плавность движения при минимуме ударов нерабочих граней колес в направляющие части контррельсов и усовиков обеспечивается соответствующими размерами желобов. Контррельс своей прямой рабочей частью должен прежде всего перекрывать пространство от горла до сечения сердечника 40 мм. Это связано с тем, что мощность сердечника при меньшей щирине недостаточна, чтобы самостоятельно воспринимать горизонтальные нагрузки от колес. Конструктивно прямая часть контрельса у острых крестовин продлевается в обе стороны от отмеченных сечений еще на 100—-300 мм (рис. 48),.а затем следует отгиб. Отгиб контррельса делается под таким углом, чтобы ударно-динамические эффекты при встрече колеса с контррельсом были невелики и существенно не ограничивали скорости движения. Длина отгиба принимается от 800 до 1500 мм. Заканчивается отгиб улавливающим раструбом длиной 150 мм. [c.95]

Последовательное рассмотрение процессов упругого деформирования и теплопроводности в их взаимосвязи возможно только на основе термодинамических соображений. Томсон (1855) впервые применил основные законы термодинамики для изучения свойств упругого тела. Ряд исследователей [Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшиц (1953) и др.] с помощью методов классической термодинамики получили связанные уравнения термоупругости. Однако в рамках классической термодинамики строгий анализ справедлив лишь для изотермического и адиабатического обратимых процессов деформирования. Реальный процесс деформирования, неразрывно связанный с необратимым процессом теплопроводности, является в общем случае также необратимым. Термодинамика необратимых процессов, разработанная в последние годы, позволила более строго поставить задачу о необратимом процессе деформирования и дать единую трактовку механических и тепловых процессов, нашедшую отражение в работах Био (1956), Чедвика (1960), Боли и Уэйнера (1960) и др. В связи с этим более четко определилась теория термоупругости, обобщающая классическую теорию упругости и теорию теплопроводности. Она охватывает следующие явления перенос тепла теплопроводностью в теле при стационарном и нестационарном теплообмене между ним и внешней средой термоупругие напряжения, вызванные градиентами температуры динамические эффекты при резко нестационарных процессах нагрева и, в частности, термоупругие колебания тонкостенных конструкций при тепловом ударе термомеханические эффекты, обусловленные взаимодействием полей де( юрмации и температуры. [c.6]

Коэффициент превышения отображает увеличение контактного давления, пррисходящее за счет динамики вибрационной плиты и, в частности, за счет наличия ударов. Из рис. 151 видно, что с ростом возмущающей силы этот коэффициент снижается. Это указывает на некоторое падение динамического эффекта. Такое падение можно объяснить значительными инерционными потерями. Однако абсолютная величина контактных давлений продолжает увеличиваться. [c.250]

Так как Е/Уа больше 100, то ясно, что параметр рР/Кй будет превышать единицу и поведение материала подобно жидкости будет до того, как 1 /со достигнет единицы и внутри всего объема тела появятся динамические эффекты. Однако, когда рУ /У достигнет величин около 10 , отношение 1//со приближается или превышает единицу и в материале возникают интенсивные ударные волны. Этот диапазон сверхскоростей удара обычно ассоциируется с метеоритами и лазерным воздействием. Высвобождаемое при этом тепло может быть достаточным, чтобы расплавить или испарить часть мишени или снаряда. Из кратера извергается сильный поток осколков, скорость которых превышает скорость удара. В результате образуется более пологий кратер с выраженным краем. Если снаряд пластичный, то он принимат грибовидную форму при ударе и отскакивает. Поведение пластичного снаряда при ударе было смоделировано Джонсоном и др. [207] с использованием пластилиновых ударника и мишени, где из-за низкого предела текучести было возможно получать условия сверхскоростного удара при скоростях до 1000 м/с. Дополнительную информацию о сверхскоростных ударах можно найти в работе [225]. [c.416]

Полезно сравнить различные экспериментальные методы. В испытаниях на откол и при определении динамических диаграмм деформирования [156], волны напряжений являются одномерными, т. е. для измерения прочностных свойств материалов используются вполне определенные напряженные состояния. Однако при испытании на соударение условия нагружения определяются контактом поверхности с затупленным телом и реализуется сложное напряженное состояние, В методах Изода и Шарни нож маятника имитирует реальный удар по образцу в форме балки. Реальный характер соударения с внешним объектом имитируется и при баллистических испытаниях, воспроизводящих локальное неоднородное напряженное состояние в окрестности области контакта. Однако различная природа инициируемых напряженных состояний исключает возможность сравнения различных методов. В частности, не всегда можно сопоставить данные, полученные методами Изода и Шарпи. Кроме того, из-за малого размера образцов при большом времени контакта (например, 10" с) возникает многократное отражение импульса, что затеняет его волновую природу, проявляющуюся в больших образцах или в реальных конструкциях. Однако при баллистических испытаниях, когда используются тела диаметром порядка 2 см, движущиеся с большой скоростью, время контакта может составлять менее 5 х 10 с. При скорости волны 6 мм/мкс энергия удара в пластине концентрируется в пределах круга с радиусом, не превышающем 30 см. В пластине больших размеров можно получить меньшее число отражений, чем в малом образце. По мнению авторов, масштабный эффект является существенным при испытаниях на удар. Для экстраполяции экспериментальных данных на протяженные конструкции необходимо, чтобы помимо других параметров сохранялось постоянным отношение их1Ь, где т — время контакта, и — скорость волны, Ь — характерный размер. [c.315]

Волновая теория удара начала развиваться благодаря работам Бусинеску и Сен-Венана. Ими впервые была рассмотрена теоретическая задача о поперечном ударе двух твердых тел в предположении, что, полный период удара определяется временем, необходимым для прохождения через тело и обратного возвращения волны упругого сжатия. В предположении, что после удара груз движется вместе с балкой, с помощью метода Фурье было найдено решение в форме разложения динамического прогиба балки в ряд по фундаментальным функциям. Допущение, принятое в работе о совместном движении груза и балки после удара, не соответствует истине, так как скорость балки с момента соударения и до получения балкой наибольшего прогиба монотонно убывает до нуля, а скорость груза после удара монотонно возрастает. Кроме того, теория Сен-Венана и Бусинеску не учитывает местных пластических эффектов. [c.8]

Эффект динамического упрочнения состоит в том, что чем больше скорость нагружения, тем меньше время протекания пластической деформации, а следовательно, выше напряжение, при котором происходит переход от упругой деформации к пластической. Экспериментальные исследования, проведенные Л. П. Орленко, показывают, что при увеличении скорости удара до 7,8 м/с динамический предел прочности стали интенсивно возрастает, при дальнейшем увеличении скорости (до 61 м/с) предел прочности изменяется незначительно. Свойства металлов при статическом и динамическом нагружениях различны. При том и другом нагружении в металлах появляется упругая, пластическая или упругопластическая деформация. Механические свойства металлов при любых условиях нагружения характеризует условная кривая напряжение — деформация, которая зависит от давления, скорости деформации и температуры. Кривая 0(e) динамического нагружения всегда расположена выше кривой статического нагружения (рис. 2). Предел упругости при однократном ударе не увеличивается, но значительно повышаются пределы текучести и [c.15]

Учет условий конвективного теплообмена между виешией средой и материалом оболочки приводит к ослаблению эффекта внезапности изменения внешнего теплового поля. В этом случае движение оболочки имеет квазистатический характер (рис.3.7, в) с наложенным на него высокочастотным колебанием, причем динамический коэффициент не превышает 1,06—1,07. Сопоставляй эти данные с результатами, полученными при исследовании теплового удара по пластине, можно сделать вы- [c.121]

ДЛЯ рассеивания энергии необходимо относительное перемещение отдельных частей тела в этом случае прецессия вызывает периодически ускоренное движение всех частиц космического аппарата, за исключением центра масс. Устанавливая маятниковый механизм,систему с демпфирующей пружиной и массой-наконечником или диск, имеющие отличные от космического аппарата прецессионные характеристики (рис. 27), можно получить в результате две раз- личные динамические системы, перемещающиеся относительно друг друга на демпфирование относительного движения расходуется нежелательный избыток энергии. Наиболее распространенным демпфирующим устройством маятникого типа является расположенная по внешней стороне спутника изогнутая труба с движущимся внутри шаром собственная частота колебаний шара в трубе будет пропорциональна угловой скорости спутника, а вся система будет настроена на условия оптимального рассеивания энергии в широком диапазоне угловых скоростей спутника. Рассеивание энергии происходит за счет ударов, трения или гистерезиса. Иногда в подобном устройстве вместо шара используют ртуть—элемент с упругими и инерционными свойствами. Аналогичного эффекта можно добиться с помощью маятника, если подвеску его инерционной массы выполнить из упругого материала или поместить массу в вязкую среду [4, 9]. Маятник иногда располагают вдоль оси вращения на некотором расстоянии от центра масс с тем, чтобы усилить относительные перемещения, создаваемые прецессионными колебаниями (по сравнению с вариантом, когда тот же самый маятник располагается радиально от центра масс). Для демпфирования можно использовать также диск, помещенный в вязкую среду, поскольку отношения моментов инерции относительно соответствующих осей диска и космического аппарата различны. Аналогичную задачу мог бы выполнить элемент, установленный внутри спутника и вращающийся во много раз быстрее, чем сам спутник (такой элемент можно отнести к гироскопам). В принципе этот метод не отличается от предыдущих в том смысле, что он так-же основан на различии динамических характеристик указанного устройства и космического аппарата и на различии в частотах прецессии. Возникающее при этом относительное перемещение можно ограничить с помощью вязкой среды. [c.224]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...