Метод экспериментального определения механических напряжений в ТВС

МЕТОД ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ТВС [c.183]

Температурные напряжения в соединении, получаемые из-за изменения осевой силы или изгибающего момента, вызванного создаваемыми перепадами температур в конструкции, где находится рассматриваемое соединение, определяются как от силовой нагрузки. При неравномерном изменении температуры в самом резьбовом соединении и в случае, когда шпилька и гайка выполнены из материалов с различными коэффициентами теплового расширения, следует для экспериментального определения температурных напряжений применить метод механического моделирования температурных напряжений. Применение этого метода для определения температурных напряжений в патрубке сосуда показано в статье Исследование напряжений в патрубках корпусов и сосудов (см. наст. сб.). [c.142]

Тем не менее часто оказывается предпочтительным провести прямые измерения напряжений и деформаций образца в деформированном состоянии, так как тогда можно судить о механическом поведении при данном цикле напряжений, не делая каких-либо априорных предположений о поведении твердого тела. Этим методом определяется не только количество энергии, потерянное в течение цикла напряжений, но и форма петли гистерезиса. Однако при высоких скоростях нагружения экспериментальное определение кривой напряжение— деформация связано с очень существенными трудностями, а именно с инерционными эффектами в измерительной аппаратуре и с техникой записи распространяющихся напряжений и деформаций. [c.139]

В книге рассматриваются механические и некоторые физические свойства герметизирующих и электроизоляционных заливочных компаундов, а также механическая прочность литой изоляции. Описываются специальные методы испытаний и приборы. Приводятся методы экспериментального определения и расчета остаточных напряжений в литой изоляции. Освещаются также вопросы выбора марок компаундов и конструирования литой изоляции. [c.2]

Метод экспериментального определения величин механических напряжений в элементах ТВС основан на измерении деформаций в отдельных их точках. Деформации достаточно точно могут быть определены с помощью проволочных либо полупроводниковых тензодатчиков сопротивления. Для проведения исследований тензодатчики должны укрепляться в наиболее характерных точках конструкции, на основе изучения напряженного состояния которых можно судить о напряжениях в ТВС в целом. К таким точкам относятся [c.183]

Рассмотренный метод не отражает волокнистый многофазный характер композита. Любые изменения в свойствах составляющих композит материалов или в их процентном содержании приводят к необходимости повторного экспериментального определения всех термоупругих констант слоя. Анализ слоистых плит и результаты, полученные при его помощи, не обеспечивают глубокого понимания напряженного и деформированного состояния композита на уровне армирующих волокон или матрицы (т, е. на структурном уровне). В последующих разделах показано, что именно эта информация может иметь решающее значение при оценке механических свойств слоистого композита. [c.255]

Развитие методов определения прочности и ресурса конструкций должно основываться на надлежащем сочетании экспериментальных исследований механического поведения (уравнения состояния и критерии разрушения) применяемых материалов при различных температурно-механических условиях нагружения, расчетного и экспериментального изучения напряженно-деформированного состояния [c.27]

Экспериментальные методы определения остаточных напряжений. Наиболее разнообразны и широко применяются механические методы, дающие наиболее полную картину распределения остаточных напряжений по сечениям детали или конструкции. Физические методы большей частью применяют для качественного определения остаточных напряжений, а химические — для определения остаточных напряжений только в поверхностных слоях детали. [c.212]

Одним из факторов, влияющих на износостойкость, усталостную прочность, является наличие остаточных напряжений в деталях. Изучение вопросов, связанных с механизмом появления остаточных напряжений в поверхностных слоях деталей и их влияние на эксплуатационные свойства деталей, предусматривается лабораторной работой Определение остаточных напряжений, возникающих в поверхностных слоях деталей при механической обработке, и их роль в обеспечении надежности изделий . Во время выполнения данной работы студенты знакомятся с методами определения остаточных напряжений, изучают конструкцию прибора ПИОН-2, предназначенного для установления остаточных напряжений механическим методом, и учатся экспериментально определять остаточные напряжения первого рода, оказывающие наибольшее влияние на эксплуатационные свойства и надежность деталей. [c.306]

Слева в выражении (3.3.2) стоит коэффициент интенсивности напряжений К, который следует знать в виде функции нагрузки, размеров детали и трещины, а справа он же, но определенный из опыта и играющий роль механической характеристики материала, оценивающей его трещиностойкость, т.е. сопротивление материала росту в нем трещины . Величина К . - критический коэффициент интенсивности напряжений для плоского образца данной толщины 1 (более кратко - вязкость разрушения , или просто трещиностойкость) - определяется из эксперимента. (Подробнее о методах экспериментального получения статических характеристик трещи-ностойкости см. п. 3.3.3.) [c.144]

Как, однако, говорилось в начале главы, особенности и условия нагружения во многих случаях таковы, что концентрация напряжений не поддается математическому исследованию. В подобных случаях для определения коэффициентов концентрации напряжений используются экспериментальные методы и расчеты по методу конечных элементов. Ранее уже упоминалось, что метод конечных элементов является самым распространенным методом вычисления коэффициентов концентрации напряжений. Среди других иногда используемых методов можно назвать применение механических, оптических или электрических экстензометров с малой базой, метод хрупких лаковых покрытий, метод дифракции рентгеновских лучей и метод фотоупругости. [c.410]

Из экспериментальных методов определения остаточных напряжений наибольшее распространение нашли механический и рентгеновский. Первый метод основан на определении деформаций, возникающих в связи с нарушением условий равновесия при разрезке тела на части. Не исключено, что сам факт разрезки создает новые остаточные напряжения. Рентгеновским методом можно определить остаточные напряжения только на поверхности. [c.617]

Напряженное состояние при испытании на растяжение и при определении твердости различно, и поэтому зависимость между прочностными свойствами и твердостью можно рассматривать как корреляционную. Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные на протяжении последних лет, позволили выявить некоторые предпосылки, позволяющие уточнить методы определения механических свойств по твердости [17]. [c.31]

К настоящему времени разработана расчетно-экспериментальная методика [38], позволяющая получать из кинетической диаграммы вдавливания шарового индентора стандартную диаграмму одноосного растяжения с последующим определением механических характеристик материала. Конкретный вид связи между интенсивностями напряжений S и деформацией е, соответствующий экспериментальной диаграмме Р - h, устанавливается численным решением методом конечных элементов осесимметричной упругопластической задачи с переменной границей контакта. Установление зависимости между напряжениями и деформациями по разработанному алгоритму позволяет идентифицировать механические характеристики как в упругой, так и в упругопластической областях деформации. [c.78]

Механические методы. Все механические методы определения остаточных напряжений могут быть разделены на три основные группы расчетные, экспериментальные неразрушающие методы, экспериментальные разрушающие методы. [c.272]

Испытания проводят при различных видах напряженного состояния и различных температурах. Испытания могут быть выполнены при кратковременном или длительном приложении нагрузок, а также с учетом влияния среды, в которой происходит работа деталей машин и конструкций, технологии их изготовления и других факторов. Однако свойства материалов, определенные при простейших напряженных состояниях и на образцах, в значительной степени отличаются от свойств реальных деталей машин и конструкций при их натурных стендовых испытаниях или в процессе эксплуатации. Реальные детали машин и конструкции находятся иод действием сложной системы напряжений, часто имеют сложную конструктивную форму и для них экспериментально трудно определить напряжения, при которых начинаются пластические деформации или наступает процесс разрушения материала. Поэтому возможно большее приближение методов механических испытаний к работе реальных изделий является одной из основных задач, решение которых позволит повысить долговечность и надежность работы деталей машин и конструкций. [c.11]

Наибольшие трудности в подсчете деформаций при механической обработке вызывает определение величины напряжений в зонах обработки, характера приложения сил к детали и собственно расчет деформаций под действием этих сил. В сложных деталях такой подсчет практически выполнить невозможно. Поэтому иногда прибегают к экспериментальным методам определения деформаций деталей в результате механической обработки. [c.51]

Для экспериментального определения деформаций и напряжений используют различные способы, основанные на явлениях фотоупругости, магнитной проницаемости, отражении рентгеновских лучей и др. Наибольшее распространение получили механические методы, в основе которых лежит измерение перемещений точек тела с помощью тензометров механических, электросопротивления, индуктивных, емкостных и др. [c.165]

Общие сведения о физических и механических методах. Расчетный метод определения остаточных напряжений имеет ограниченное применение вследствие трудности решения задач, в особенности плоскостных и пространственных. Поэтому для определения остаточных напряжений в изделиях очень широко применяют экспериментальные методы исследований—физические и механические. [c.101]

Существующие методы определения остаточных напряжений можно разделить на механические, физические и химические. Они могут осуществляться с разрушением или без разрушения детали. Механические разрушающие методы достаточно хорошо разработаны и получили наибольшее распространение. Они базируются на теоретических положениях о напряжениях и деформациях механики твердого тела. Механические методы могут быть теоретическими и экспериментальными. Теоретические методы находятся в стадии разработки и в большинстве случаев не позволяют с необходимой точностью определять остаточные напряжения для реальных условий обработки. [c.63]

Методы экспериментального и расчетного определения остаточных напряжений в литой изоляции, описанные в книге, учитывают только основные факторы, влияющие на величину напряжений изменение температуры и соотношение между физико-механическими характеристиками заливаемых элементов и материала изоляции. [c.141]

Существуют экспериментальные методы определения остаточных напряжений рентгеновский, магнитный, ультразвуковой и механические. Чаще используют механические методы, которые основаны на измерении деформаций металла при освобождении его от остаточных напряжений. Сварочные напряжения определяют, например, для анализа напряженного состояния при исследовании выносливости соединений, сопротивляемости разрушению при наличии трещин, коррозионной стойкости, а также в целях установления эффективности использованных методов снижения собственных напряжений при сварке, после сварки или термической обработки и для определения усадки и возникающих при этом перемещений. В качестве измерительных преобразователей перемещений часто используют механические приборы и тензорезисторы, значительно реже — индуктивные и пневматические преобразователи. Рассмотрим пример определения одноосных остаточных напряжений Ох в сварной [c.198]

Учет концентрации напряжений, определение напряжений вблизи трещин, расчет за пределами упругости, в особенности при неоднородных механических свойствах и сложной геометрической форме тел, привели к развитию многих эффективных методов расчетного и экспериментального определения напряженно-деформированного состояния, без которых невозможно использование современных методов расчета на прочность. Этому посвящена гл. 5. [c.32]

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]

Для случая нормальных, повышенных и высоких температур разработаны методы определения повреждений в форме деформационно-кинетических критериев малоциклового и длительного циклического нагружений. При этом усталостные повреждения определяются кинетикой пластических, или необратимых циклических деформаций, а квазистатические, или длительные статические повреждения — накоплением односторонних деформаций (циклическая анизотропия свойств, асимметрия по напряжениям, выдержкам и температурам, ползучесть), причем в обоих случаях учитывается изменение механических свойств во время циклического нагружения. Предложено, экспериментально исследовано и подтверждено условие линейного суммирования усталостных и квазистатических (длительных статических) повреждений на стадии образования трещины. [c.274]

В последнее время проводились работы в области механики полимеров, создания методов расчета деталей из полимеров на прочность, комплексного изучения их физико-механических характеристик. Изучаются теории, необходимые для решения задач о деформированном и напряженном состоянии упруго-вязких полимеров. Получила развитие теория и накоплен обширный экспериментальный материал в области температурно-временной зависимости прочности, развиты представления о статической усталости армированных систем на основании свойств отдельных компонентов, показано существование предела длительной статической прочности. Для описания условий разрушения предложены критерии предельного состояния, экспериментально показана зависимость плотности и упругости. Определенное развитие получили представления о взаимосвязи структуры полимеров и их механиче ских свойств, а также структурная механика армированных систем. [c.215]

Основными методами определения остаточных макронапряжений являются механические и рентгеновские. Различают механические методы расчетные и экспериментальные (неразрушающие и разрушающие). Расчетные методы позволяют теоретически рассчитать эпюру остаточных напряжений на основании данных о. механических свойствах обрабатываемого материала, форме и размерах детали и условиях силового и термического нагруже- [c.111]

На основании приведенных в гл. 2 и 11 уравнений и соответствующего раздела норм прочности [2] разработана программа расчета прочности и ресурса деталей машин и элементов конструкций при действии эксплуатационных механических и тепловых нагрузок в диапазоне числа циклов до 10 —10 . При этом в качестве исходных используются распределения напряжений и деформаций, соответствующие режимам эксплуатации. Определение напряжений и деформаций, как указано выше, может быть выполнено аналитическими или численными с применением ЭВМ методами или экспериментально по данным измерений на моделях и натурных конструкциях для заданных эксплуатационных нагрузок. [c.257]

Для более сложных нестационарных режимов механического и теплового нагружения в неупругой области, характерных для большого числа рассмотренных выше конструкций, имеющих различные зоны концентрации напряжений, проведение уточненных расчетов с полным отражением кинетики напряженно-деформированных состояний и критериальных характеристик по рис. 12.2 остается пока трудноразрешимой задачей даже при использовании ЭВМ современных параметров. В связи с этим определение малоцикловой прочности и ресурса рассмотренных в гл. 2—10 элементов конструкций должно осуществляться на основе комплексных расчетно-экспериментальных методов, указанных в гл. 1 и в 1 гл. 12. В инженерных расчетах на стадии проектирования обоснование прочности и ресурса можно осуществлять с применением методик, изложенных в гл. 11. [c.269]

Экспериментальные методы используются для определения напряжений, деформаций, перемещений и усилий, а также для исследования напряженно-деформированного состояния и прочности инженерных сооружений, конструкций, машин и их элементов при действии различного вида нагрузок (механических, тепловых, инерционных и др.). Они основаны на использовании различных эффектов (геометрических, электрических, оптических, магнитных, тепловых и др.), возникающих при деформировании твердого тела. [c.526]

Экспериментальное определение деформаций, напряжений и усилий включает постановку задачи, выбор метода исследования и аппаратуры (принцип измерения, тип и характеристики аппаратуры), проведение измерений и анализ получаемых данных. Экспериментальное определение производится на механических моделях (физическое моделирование), деталях машин и конструкциях в лабораторных, стандовых и эксплуатационных условиях. Современные экспериментальные методы позволяют находить действительные, в том числе наибольшие, вели- [c.542]

Экспериментальное определение собственных напряжений может быть выполнено физическими методами, основанными на явлениях фотоупругостп. магнитной проницаемости, прохождения ультразвука, отражении рентгеновских лучей, п механическими, основанными на измерении перемещений с помощью датчиков )лектросоп))отивления, индуктивных, емкостных и деформо-метров механического тина. [c.166]

При создании конструкций элементов, герметизированных эпоксидной изоляцией, важно заранее оценивать величины механических напряжений в изоляции. Знание ожидаемых величии механических напряжений особенно важно на стадии технического проектирования, когда имеется возможность изменить конструкцию или состав компаунда с целью снижения напряженности изоляции. Сведения о предельных значениях напряжений дадут возможность прогнозировать срок службы литой изоляции по механическим параметрам, а также предусматривать отклонение электрических, магнитных и других параметров залитых элементов. В связи с этим весьма актуальной является задача разработки наряду с методами расчета методов экспериментального определения напряжени . Экспериментальные методы могут учесть сложный комплекс конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов, влияющих на величину напряжений, тогда как методы расчета могут учесть пока только основные из этих факторов. [c.65]

Экспериментальные методы, применяемые для определения механических свойств материалов, должны удовлетворять некоторым основным требованиям (I) напряжения внутри образца должны определяться по экспериментально задаваемым их значениям на границе (2) напряжения в образце должны быть однородными. Если механические параметры, которые необходимо измерить, представляют собой средние характеристики поведения материала в целом, например деформации, то необходимо удовлетворять лишь первому пз двух сформулиро анных ограничений. [c.461]

Современные методы расчета отражают влияние динамичности нагрузок, формы и жесткости деталей, типа напряженного состояния, пластичности, усталости, ползучести и других факторов на несущую способность, поддающихся расчетному или экспериментальному определению. Влияние факторов, не поддающихся таким определениям, должно быть отражено в запасе прочности на основании наблюдений за работой деталей и узлов, статистического анализа данных эксплуатации и испытания машин. Н. С. Стрелецким [33] и А. Р. Ржанициным [28] на основании статистических кривых распределения возникающих усилий и отклонений механических свойств, а также анализа основных факторов отклонения между действительными и расчетными усилиями, обоснована каноническая структура запаса прочности п в виде произведения минимального числа сомножителей п = 1П2П3, каждый из которых отражает важнейшие факторы отклонения между рассчитываемой и фактической несущей способностью детали или конструкции. [c.536]

Таким образом, размах коэффициента инта<сив1Ности напряжений, как и любая другая характеристика механических свойств материала, зависит от типа нагружения, условий испытаний, геометрии и размеров образцов. Дальнейшие работы в области экспериментальных методов определения А/С должны быть направлены на унификацию и стандартизацию методов ее определения, [c.170]

В зависимости от целевого назнач еню1 испьггания деформирование (кручение) образца можно осуществлять, изменяя по программе либо деформацию е,., либо напряжение Второй параметр с. или е ) регистрируют в процессе испьггания. Различные случаи использования этого метода испьгганий для определения механических свойств металла изложены в 5.4. Там же даны рекомендации по обработке экспериментальных данных. [c.462]

Отсутствие совершенных средств контроля зарождения и развития повреждений металла, общепринятых принципов назначения новых сроков службы оборудования и трубопроводов с учетом их фактического состояния и условий работы не позволяют осуществлять высокоточное прогнозирование момента отказа конструкции. Оценку показателей надежности и определение остаточного ресурса оборудования и трубопроводов по зафиксированным параметрам их технического состояния проводят согласно научно-технической документации [57, 62-65] и методикам [30, 64, 66-81, 89 91]. Оценку фактической нагруженности оборудования и трубопроводов выполняют расчетными методами с учетом фактической геометрии и размеров конструкций, вида и величины выявленных дефектов и вызываемой ими концентрации напряжений, а также результатов экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния металла и изменения его физико-механических свойств. За исключением трещин механического или коррозионного происхождения развитие остальных повреждений трубопроводов прогнозируют по результатам внутритруб-ной или наружной дефектоскопии и контроля коррозии. [c.139]

Большое число факторов, влияющих на формирование остаточных напряжений в покрытиях и приповерхностных участках основного металла, делает достаточно сложным расчетное и теоретическое определение их уровня и распределения. Поэтому остаточные напряжения часто определяют экспериментально. Среди большого количества практических методик наряду с рентгенографическим выделяют механические способы [80, 281, 282, 285, 286], основанные на последовательном удалении слоев покрытия. К несомненным преимуществам механических методов следует отнести простоту определения искомых характеристик доступность и легкость изготовления испытательного оборудования и образцов широкий диапазон определяемых параметров сопоставимость результатов, полученных на различных установках достаточно высокую чувствительность, селективность и точность. Величина и характер распределения ос,-таточных напряжений зависят от формы образцов. В Кишиневском сельскохозяйственном институте им. М. В. Фрунзе проводились исследования влияния девяти технологических факторов при плазменном напылении (ток дуги, суммарный расход газа, дистанция напыления, диаметр сопла и др.) на величину и характер распределения остаточных напряжений в боросодерн ащих покрытиях [287]. В качестве образцов использовались тонкостенные кольца из [c.188]

Монография является методическим руководством по исследованию при помощи поляризационно-оптического метода напряженного состояния деталей машин,различных копструкцийи сооружений. В книге изложены теоретические и экспериментальные основы метода, приведены спосооы определения разности главных напряжений и способы их разделения для плоских и объемных задач теории упругости описаны оптико-механические свойства и технология изготовления оптически чувствительных материалов дана краткая информация об измерительной аппаратуре и оаорудозании, применяемых пря экспериментальных исследованиях. [c.4]

Рассмотрим применение экспериментальных методов исследования полей напряжений, деформаций и температур деталей в натурных условиях. Для конструкций, работающих при высоких температурах, основным в настоящее время является метод термо- и тензометрии. Ее значение возрастает не только в связи с задачами уточнения запасов прочности ответственных деталей в условиях воздействия механической и тепловой нагрузок и определения ресурса эксплуатации изделия, но и в связи с необходимостью разработки оптимальных графиков рел<имов эксплуатации. [c.172]

Метод динамической петли гистерезиса предусматривает одновременную регистрацию сигналов, пропорщюнальных напряжению (нагрузке Р) и деформации е (перемещение и), в процессе циклического нагружения механической системы (образца) и получение на этой основе экспериментальной петли гистерезиса в координатах ст - е или Р - и, площадь которой в определенном масштабе численно равна рассеянной в единице объема материала (в системе) за тщкл нагружения энергаи [79]. [c.318]

Зкспериментальное определение материальных параметров эволюционных уравнений накопления повреждений производится во второй фазе процесса (фаза распространения), начиная с которой проявляется значимое влияние поврежденности на физико-механические характеристики материала, при одновременном моделировании процессов деформирования в этой фазе с использованием соотношений термовязкопластичности. Метод закгаочается в том, что все отклонения результатов численного моделирования процессов деформирования (без учета влияния поврежденности материала) от экспериментальных в фазе распространения приписываются влиянию поврежденности (уменьшение модуля упругости, падение амплитуды напряжений при постоянной амплитуде деформаций, увеличение амплитуды деформаций при постоянной амплитуде напряжений, увеличение скорости деформации ползучести при постоянном напряжении на третьей стадии ползучести). В работе [2] для определения закономерности изменения и при растяжении используется понятие эффективного напряжения [c.387]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...