Механические свойства при одноосном напряженном состоянии

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИ ОДНООСНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ [c.69]

Эксплуатационные нагрузки, действующие на элементы конструкций из полимерных материалов, нередко претерпевают изменения. Отсюда возникает необходимость в разработке методов расчета деформационных и прочностных свойств полимеров при переменных напряжениях. В настоящее время достаточно полно рассмотрены возможности описания механического поведения полимеров в условиях изменяющихся нагрузок при одноосном напряженном состоянии с помощью линейной теории вязкоупругости и различных вариантов нелинейной теории вязкоупругости [71, 138]. Наибольший практический интерес представляют случаи нагружения при сложном напряженном состоянии. Однако сведений о ползучести полимеров при сложном напряженном состоянии и переменных напряжениях, а также о методах теоретического описания опытных данных в научно-технической литературе крайне мало. [c.146]

Построенная модель среды в отличие от модели Мазинга не имеет простого механического аналога (в качестве которого использова- лась стержневая система). Существенно, что в частном случае одноосного напряженного состояния данная модель не вполне совпадает с рассмотренной ранее одномерной моделью. При равенстве шаровых тензоров различие девиаторов напряжений подэлементов приводит к тому, что их напряженное состояние при простом растяжении не является одноосным. Правда, это отличие не является существенным для процессов деформирования, так как оно связано с шаровым тензором, который на них не влияет. Поэтому можно утверждать, что как при растяжении-сжатии, так и при других видах напряженного состояния (например, при чистом сдвиге) данная модель в условиях пропорционального повторно-переменного нагружения будет отражать те же деформационные свойства материала М, которые были детально проанализированы и сопоставлены с дан-лыми экспериментов в первых трех главах книги. В связи с этим [c.88]

Для идентификации механических свойств стареющего вязкоупругого материала достаточно провести эксперименты на простое растяжение и кручение тонкостенных образцов. Рассмотрим сначала одноосное напряженное состояние призматического тела, описываемое уравнением (1.6.), где ( )-модуль упругомгновенной деформации при растяжении, С( ,т)-ядро ползучести при растяжении. [c.22]

Ну, а если напряженное состояние в точках нагруженного образца изменить, изменится ли поведение материала Многочисленные эксперименты показали, что поведение материала — его механическое состояние в первую очередь определяется напряженным состоянием. Так, хрупкий при одноосном растяжении чугун приобретает пластические свойства при большом всестороннем давлении. [c.320]

В большинстве исследований влияния сложного напряженного состояния на сопротивление разрушению (особенно разрушению в условиях ползучести) опыты проводились в ограниченном объеме при малом количестве испытаний и варьировании вида напряженного состояния в небольших пределах всего трехмерного пространства (испытания тонкостенных трубчатых образцов от чистого сдвига до двухосного растяжения), параллельные опыты на один и тот же режим в большинстве случаев отсутствуют, В связи с этим используются такие методы обработки экспериментальных данных, которые допускают совместный анализ результатов различных исследований, проведенных в разных условиях на материалах разного класса. С этой точки зрения целесообразно использование безразмерных координат, когда все параметры напряженного состояния отнесены к какой-либо характеристике механических свойств материала, например к условному пределу длительной прочности за определенный срок службы или к сопротивлению разрушения при кратковременном разрыве в условиях одноосного растяжения [c.130]

Она должна устанавливать соответствие между характерными механическими величинами, которые можно рассчитать для многоосного напряженного состояния, и измеримыми характеристиками разрушения, соответствующими характерным значениям физических свойств материала при простом одноосном испытании. [c.132]

Ниже рассмотрим лишь наиболее известные варианты законов упругости. Следует отметить, что их детальное сопоставление затруднено. И дело здесь не только в том, что само по себе такое сопоставление является огромной работой. Необходимо помнить, что эксперименты проводились на резко различающихся по своим механическим свойствам материалах, в разное время и на разных уровнях экспериментальной строгости. Кроме того, сами авторы иногда интересовались лишь отдельными напряженно-деформированными состояниями (например, одноосным растяжением), подбирая соответствующим образом и структуру закона. Разные режимы испытаний приводили к тому, что на их результаты оказывали влияние неупругие эффекты, так что полученные деформации нельзя с уверенностью считать равновесными, особенно при умеренных значениях деформации. [c.67]

Конструкционные материалы можно разделить на три основные группы пластичные, хрупко-пластичные и хрупкие материалы. Эта классификация относится к свойствам материалов при одноосном растяжении (сжатии) в нормальных условиях (малая скорость нагружения, комнатная температура и т. д.). Изменение характера нагружения и условий работы существенно влияет на свойства материалов в частности, как указывалось выше, материал, пластичный при нормальной температуре, становится хрупким при низкой температуре. Таким образом, правильнее говорить не о пластичном и хрупком материале, а о пластическом и хрупком состоянии материала. Но тем не менее обычно пользуются приведенной классификацией, помня, при каких ограничениях она справедлива. i В качестве предельных напряжений для указанных трех групп материалов при статическом нагружении принимают следующие механические характеристики [c.81]

Сопоставление развития сквозной трещины с разрушением некоторого элементарного объема приводит при указанном допущении к простейшему варианту статистического описания процесса разрушения. Принимается следующая расчетная схема активного элемента. Пьезокерамический материал активного элемента предполагается состоящим из элементарных объемов дх X (рис. 4.8). Элементарные объемы должны быть достаточно малыми, чтобы их напряженное состояние мало отличалось от однородного, и в то же время достаточно большими, чтобы их структура была статистически однородной и они обладали механическими свойствами, имеющимися у пьезокерамических образцов. Характеристические размеры активного элемента и входящих в него элементарных объемов в соответствии с результатами [21] определяются суммой длин линий пересечения поверхностей (кромок) и линий пересечения клеевых швов пьезоэлементов с нешлифованными после склейки поверхностями, на которых локализуется наибольшее количество дефектов. Прочностные свойства элементарного объема пьезокерамики в окрестности точки х Х отображаются законом распределения пределов прочности при однородном одноосном растяжении совокупности таких объемов со скоростью нагружения Уо. Этот закон можно представить [c.80]

Существующее многообразие принципов классификации механических испытаний [16, 45, 46] позволяет сравнительно свободно решать самые различные задачи. В частности, при изучении процесса деформационного упрочнения важно проводить испытания так, чтобы металл имел возможность максимально проявить свои пластические свойства. Предложенная Фридманом [1] оценка жесткости разных видов механических испытаний через коэффициент мягкости а, основанная на анализе всех возможных видов напряженного и деформированного состояния, позволяет расположить наиболее распространенные из них в следующий ряд (по степени увеличения способности металла к пластической деформации) трехосное растяжение — двухосное растяжение — одноосное растяжение — кручение — одноосное сжатие — трехосное сжатие. [c.30]

Коэффициент запаса прочности зависит от многих факторов, к которым можно отнести разброс свойств данного металла по пределу текучести, пределу длительной прочности и пределу ползучести, анизотропию свойств металла детали, масштабный фактор и механические характеристики при одноосном напряженном состоянии. К этим факторам можно отнести также возможность пульсирующей нагрузки (с переменными интервалами по времени и температуре), степень корродирования (и вид его) по времени и эрозионный износ. Большое значение имеет степень ответственности детали, в частности — опасность в случае аварии для персонала станции, особые пусковые и аварийные режимы, термические напряжения, переходная температура хрупкости, состояние поверхности, уровень остаточных (в том числе в поверхностном тонком слое) напряжений, концентрация напряжений и целый ряд других важных факторов. [c.27]

Экспериментальное исследование механических свойств и поведения материала с учетом пластических деформаций при статическом сложном напряженном состоянии осуш ествлялось, главным образом, па тонкостенных трубах, являющихся довольно удобным объектом для опытов. С достаточныл приближением в трубах реализуется плоское напряженное состояние при этом труба может нагружаться растягивающими и скручивающими усилиями, а также внутренним давлением в различных комбинациях. Измерение деформации трубы позволяет делать выводы о характере развития и о законах пластической деформации, причем определяется связь между напряженным и деформированным состояниями. Проведенные различными авторами эксперименты (см., например, [105, 106, 124, 135, 142]) позволяют сделать вывод, что характер деформации, отмеченный выше при одноосном напряженном состоянии, довольно приемлемым образом сохраняется и для плоского напряженного состояния. [c.16]

Для области АВ сфорл1улировано ряд теорий иластичностн, играющих важную роль в качестве обоснования инженерных методов расчета. Так как механические свойства материала определяются путем испытаний гладких цилиндрических образцов на растяжение при одноосном напряженном состоянии, то важно прежде всего располагать возможностью приведения объемного напряженного состояния к эквивалентному одноосному. [c.465]

Приведем перечень основных видов испытаний, которые в настоящее время используют при исследовании механических и технологических свойств металлов и сплавов статические испытания в условиях одноосного напряженного состояния испытания на ударную вязкость и вязкость разрущения пластометрические исследования испытания на статическую и динамическую твердость и микротвердость испытания на предельную пластичность и технологические испытания (пробы) испытания в условиях сложнонапряженного состояния испытания на ползучесть, длительную прочность и жаростойкость испытания на циклическую, контактную прочность, усталость н в условиях сверхпластичности высокоскоростные испытания испытания при наложении высокого гидростатического давления испытания в вакууме, ультразвуковом поле, в условиях сверхпластичности и т. д. [c.38]

Анализ показывает, что для реализации данной идеи (явно физического характера) совсем необязательно стремиться отобразить весьма сложную структуру реального материала. Вполне удовлетворительные для рассматриваемой задачи результаты дает формализованное представление микронеоднородности, принятое при построении структурных моделей среды. Простейшим механическим аналогом моделей этого типа для случая одноосного напряженного состояния является стержневая ( столбчатая ) модель Мазинга. Стержни (или подэлементы, если иметь в виду, что моделирз ется поведение элементарного объема материала) наделены в ней свойствами упругоидеальнопластического тела, а микронеоднородность характериззются распределением пределов текучести. Отсюда Мазинг получил известный принцип, определяющий диаграмму деформирования при разгрузке и нагружении противоположного направления. Дальнейший анализ показал, что возможности данной схемы намного шире, она позволяет описать множество внешне разнообразных проявлений анизотропии при повторно-переменном изотермическом и неизотермическом нагружениях склерономных (не обладающих временными свойствами) материалов, находящихся в циклически стабильном состоянии. [c.168]

В ЦНЙИТМАШе были проведены исследования ряда используемых в теплоэнергетике сталей перлитного, ферритного и аустенитного классов на термическую усталость в условиях одноосного напряженного состояния при жестком режиме нагружения. Основные механические и физические свойства исследуемых материалов приведены в табл. 3. В большинстве случаев. 68 [c.68]

Схема напряженного состояния, т. е. характер напру-жения, оказывает значительное влияние на механические свойства. Испытание абразцов на растяжение проводится при схеме одноосного напряженного состояния. При этом следует учитывать схему напряженного состояния предварительного деформирования металла, из которого получены об(разцы для испытания. [c.106]

Характеристики механических свойств определяются обычно по результатам простейщих испытаний. Наибольщее распространение получил метод испытания на одноосное растяжение. Поэтому состояние материала при макроскопическом разрущении в условиях одноосного растяжения целесообразно принять за эталон, в сравнении с которым следует оценивать влияние вида напряженного состояния. В этом случае следует предположить, что /=1 и эквивалентное предельное напряжение равно величине сопротивления разрушению при одноосном растяжении сгр. При указанных предположениях в случае одноосного растяжения формула (4.1) примет вид = а ае л-а Ье , откуда ое" + Ье =1. [c.135]

Радиационные дефекты оказывают влияние на механические свойства, по изменению которых оценивают радиационную стойкость конструкционных материалов. Для большинства металлов механические свойства начинают заметно изменяться при флюенсах быстрых нейтронов F больше 10 нейтр/см (инкубационная доза облучения). Степень изменения механических свойств зависит от прочности мен<атомной связи, типа кристаллической решетки, содержания примесей и характера легирования, структуры в исходном состоянии (табл. 8.44, 8.45) и условий облучения (температуры, дозы и др.). При этом можно отметить ряд типичных закономерностей. Кривая напряжение — деформация при одноосном растяжении под действием облучения смещается вверх на более высокий уровень напряжений (рис. 8,1). В наибольшей степени повышается предел текучести, что часто сопровождается поянлепие.м зуба и площадки текучести. Наибольший прирост предела [c.300]

Рассмотренные в главе II механические свойства материалов были исследованы при растяжении — сжатии цилиндрического образца, когда одно из главных напряжений (осевое) отлично от нуля, а два других равны нулю всюду в рабочей части образца. Такое напряженное состояние называют одноосным. Однако в большинстве деталей машин и конструкций возникает сложное напряженное состояние, когда все три главных напряжения или два из hpix отличны от нуля. [c.149]

В-пятых, в условии прочности должны учитываться наряду с анизотропией такиё особенности механических свойств материалов, как чувствительность к перемене знака нормальных и касательных напряжений и другие факторы. В простейших случаях условие предельного состояния должно сводиться к обычным формулам сопротивления материалов (условиям прочности при одноосном растяжении, сдвиге и т. п.). [c.146]

Рассмотрим пример решения новой для теории усталости задачи по данным механическим свойствам материала найти диаграмму предельных напряжений для одноосного и сложного напряженного состояния, в частности для чистого сдвига. Пусть известны механические свойства стали сопротивление разрушению под действием однократно приложенной нагрузки и простом растяжении Яр = 170 кг/мм то же при одноосном сжатии = 195 кг мм и чистом сдвиге Як = 100 кгЫм предел прочности 0 = 150 кг мм предел текучести 0 = 140 кг1мм пределы усталости при симметричном цикле растяжения-сжатия Яру = 80 кг1мм и чистого сдвига Яку = 43 кг мм . [c.62]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...