Напряжения 262 — Концентрация — см Концентрация напряжений — Составляющие

Соответствующие эффективные коэффициенты концентрации напряжений составляли Kai =1,82 Ка2 =3,97 и [c.53]

Влияние среднего напряжения цикла на развитие усталостных трещин исследовали также на плоских образцах из низкоуглеродистой стали (0,098 % С 0,01 % Si 0,44% Мп 0,13 /оР 0,27% S 0,04% Си 0,02 %Сг 0 = 309 МПа ах = 231 МПа t = = 69,5%). Испытывали на усталость при осевом растяжении-сжатии с частотой циклов 1000 1/мин образцы различной (от 10 до 20 мм) ширины, толщиной 4 мм с резкими концентраторами напряжений в виде двусторонних боковых надрезов. Теоретический коэффициент концентрации напряжений составлял ас = = 5. .. 7. Испытания проводили при варьировании в широких пределах среднего напряжения цикла и амплитуды напряжений. В результате исследования было установлено, что на скорость роста трещины среднее напряжение цикла оказывает значительно меньшее влияние, чем амплитуда напряжений. Вместе с тем увеличение среднего напряжения цикла в области [c.90]

С целью изучения последствий концентрации напряжений концентраторы напряжений можно разделить на весьма локальные и размытые. Весьма локальные концентраторы напряжений характеризуются тем, что объем области, занятой материалом с повышенными напряжениями, пренебрежимо мал по сравнению со всем объемом нагруженного тела. В случае размытых концентраторов напряжений объем, занятый материалом с повышенными напряжениями, составляет значительную часть всего объема нагруженного тела. Таким образом, при локальной концентрации напряжений общие размеры и форма всего напряженного тела не будут существенно изменяться в случае текучести материала в зоне концентрации, тогда как при размытой концентрации напряжений они существенно изменятся. Например, малые отверстия и скругления малого радиуса обычно считаются весьма локальными концентраторами напряжений, а крюки и шарнирные соединения серег с проушинами относятся к размытым концентраторам напряжений. [c.400]

В заключение можно отметить, что теория поверхностного взаимодействия предсказывает, что все хрупкие реакционные слои будут растрескиваться при деформации, определяемой их прочностными и упругими свойствами. Степень опасности этих трещин зависит от их длины, которая в свою очередь определяется толщиной реакционного слоя. Когда уровень концентрации напряжения, вызванной трещиной, меньше уровня концентрации напряжения, обусловленной уже существующими дефектами в волокне, прочность композиционного материала пе изменяется. По мере увеличения длины трещины сверх критического значения, определяемого равенством действия этих двух типов концентраторов напряжения, происходит постепенное сния ение прочности. При значениях длины, превышающих второе критическое значение, разрушение реакционной зоны немедленно приводит к разрушению волокна. Волокна с чрезмерной толщиной реакционного слоя разрушаются при деформации 0,25% и напряжении 105 кгс/мм в случае волокон бора, для волокон бора с покрытием из карбида кремния эти величины составляют 0,45% и 189,8 кгс/мм соответственно. Было показано, что для материала титан — бор упругое закрепляющее действие матрицы влияет на величину допустимого реакционного слоя. График соответствующей зависимости показывает, что в случае матрицы, сохраняющей упругость до предела деформации волокон, допустимая толщина реакционного слоя должна составлять около 8000 А. Многие титановые сплавы остаются упругими до этой точки, отвечающей пределу упругости 96 ООО фунт/кв. дюйм (67,5 кгс/мм ), в предположении, что модуль упругости равен 16 X 10 фунт/кв. дюйм (11 249 кгс/мм ). [c.289]

С надрезами имели диаметр 26,5 мм при диаметре рабочей части 15 мм и радиусе концентратора 0,5 мм. Теоретический коэффициент концентрации напряжений составлял 3,0. [c.313]

Качественное представление о концентрации напряжений составляется на основании гидродинамической аналогии. Контур детали рассматривается как край плоского сосуда, по которому протекает жидкость линии тока жидкости у края сосуда совпадают с траекториями напряжений. Более плавный переход с большим радиусом даёт уменьшение скорости движения жидкости у края сосуда и соответственно с этим уменьшает концентрацию напряжений у контура детали. [c.287]

Наплавка проволокой Нп-ЗОХГСА понижает предел усталости стали 45 эффективный коэффициент концентраций напряжений составляет k = 1,36н-1,50 [18]. Снижение усталостной прочности здесь объясняется неоднородностью структуры и пористостью покрытий. Это обстоятельство необходимо иметь в виду при выборе электродной проволоки для восстановления деталей, работающих при знакопеременных нагрузках. [c.249]

Для единичных пор сферической формы, не выходящих на поверхность, теоретический коэффициент концентрации напряжений составляет 2,05. Теоретический коэффициент концентрации напряжений от пор, сопровождающихся окисными пленками, а также образующих цепочки или скопления пор, принимают а-6 [43]. [c.60]

В результате указанных явлений допустимое напряжение при работе стеклянных деталей на растяжение чрезвычайно мало (обычно 10 МПа что составляет приблизительно 10Ц среднего предела прочности при кратковременных испытаниях. Доже при таких напряжениях необходимо соблюдать крайнюю осторожность, чтобы избежать локальных концентраций напряжений вблизи отверстий, острых углов, соединений и опор. Необходимо также избежать повреждений поверхности стеклянных изделий. [c.15]

При напряжениях, переменных во времени, влияние концентрации напряжений должно учитываться при расчетах деталей из большинства материалов исключение составляют лишь хрупкие неоднородные материалы. Указания по учету концентрации напряжений при переменных нагрузках приведены ниже (см. стр. 334). [c.330]

При напряжениях, переменных во времени, в результате концентрации напряжений снижается предел выносливости подавляющего большинства материалов (исключение опять-таки составляют хрупкие неоднородные материалы), что должно учитываться при расчетах на прочность. [c.318]

При напряжениях, переменных во времени, влияние концентрации напряжений должно учитываться при расчетах деталей из большинства материалов исключение составляют лишь хрупкие неоднородные материалы. [c.332]

Для железа с энергией дефекта д.у 2-10 мДж/ /см уравнение (83) дает сг 0,02 G. Реальные напряжения, при которых имеет место двойникование, обычно составляют 10 G, т. е. для зарождения двойника необходима дополнительная концентрация напряжений. [c.143]

Теоретический коэффициент концентрации напряжений во впадине под первым рабочим витком резьбы с Л = = (0,108 н-0,144) Р составляет 0 = 4,2 4,65 (большие значения для меньшего радиуса скругления впадин), под головкой болта с радиусом скругления Р = (0,05 0,1) 1 — = 2,5 -г 3,5. [c.515]

Из решения различных задач и из опытов известно, что наличие резких изменений формы поверхности тела может приводить к значительным местным напряжениям, быстро затухающим по мере удаления от границы тела. Определение местных напряжений вблизи резких изменений формы поверхности тела или вблизи мест действия резко изменяющихся по координатам внешних сил составляет содержание проблемы концентрации напряжений. [c.504]

После определения действующих нагрузок составляют расчетную схему и строят эпюры поперечных сил и изгибающих моментов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, а также эпюру крутящих моментов. По эпюрам отыскивают опасные сечения. При определении опасных сечений вала необходимо учитывать изменения диаметра в местах ступенчатых переходов и эффект концентрации напряжений в этих местах. [c.430]

Первым и наиболее мощным фактором коррозионного растрескивания является концентрация кислоты. Во всех случаях с увеличением концентрации кислоты повышается склонность к коррозионному растрескиванию. Так, например, при изменении концентрации серной кислоты с 5 до 20 % пороговое значение снижается у сплава АТ6 с 62 до 20 МПа у сплава АТЗ соответственно с 90 до 25 МПа /м. В 0,6 %-ном растворе серной кислоты даже при 100°С пороговый коэффициент концентрации напряжений сплава АТЗ составляет 55—65 МПа / (рис. 30) [ 51]. [c.49]

При назначении базы для определения предела выносливости следует учитывать свойства материала и коэффициент концентрации напряжений. Абсцисса точки пересечения ветвей кривых усталости для низкоуглеродистых сталей составляет от 1 до 6 млн. циклов среднеуглеродистых 1—9 млн. циклов, а легированных 1—20 млн циклов [8]. Чем больше, тем больше база, при которой происхо дит переход наклонного участка кривой усталости в горизонтальный [c.109]

Для цилиндрических образцов (рис. 133,в) требуются резьбовые головки достаточно большого диаметра. Для образцов из высокопрочной стали и титана рекомендуется головка, диаметр которой составляет около трех рабочих диаметров для сталей средней прочности и алюминиевых сплавов эта величина равна 2,2-4-2,5. При правильном выборе формы и размеров образцов коэффициент концентрации напряжений для случая работы материала в пределах упругости не превышает 1,025—1,05 [127]. [c.240]

L, предположение о том, что A(Y) =0 (о симметричности деформации), допустимо. При отсутствии внешних касательных усилий, приложенных к поверхности г = Го, усилие F в слое концентрации напряжений, прилегающем к этой поверхности, определяется по формуле (69) и составляет [c.320]

Применяя результаты, полученные на моделях, к композитам, армированным волокнами бора, следует отметить, что коэффициент концентрации напряжений, определенный на моделях, без существенных изменений переносится на моделируемый композит. Чтобы получить значение концентрации деформаций в этом композите, следует принять в расчет зависимость модуля композита от отношения модулей материалов волокна и матрицы. Для моделируемого композита это отношение равно 100, тогда как для модели оно составляет 55. [c.515]

Чтобы вычислить коэффициент концентрации напряжений в моделируемом композите, армированном волокнами бора, в формулу (26) нужно подставить модуль Ес композита. В данном случае различие между величинами этого модуля для модели и для натуры мало в интервале значений объемной доли волокон от 0,50 до 0,70 оно составляет менее 10%. Коэффициент концентрации деформаций в этом же интервале меняется приблизительно от 4 до 12. Этот факт показывает, что основным критерием прочности в случае поперечного нагружения является максимальная деформация матрицы. [c.516]

Для образца с круглым отверстием отношение пределов выносливости при кручении и изгибе составляет Тд/од 0,75. Это различие особенно заметно в области существования нераспро-страняющихся усталостных трещин, т. е. для образцов с диаметром отверстия менее 0,5 мм. Полученное соотношение пределов выносливости объясняется тем, что при изгибе образца с отверстием максимальная амплитуда напряжений с учетом концентрации напряжений составляет адгкЗап, а при кручении Ол 4тц. Принимая во внимание практически одинаковое распределение напряжений [c.87]

Исследование влияния размеров валов на изменение пределов выносливости по разрушению и трещинообразованию в результате поверхностного упрочнения было проведено О. О. Куликовым и М. С. Немановым на консольных цилиндрических ступенчатых валах с диаметром рабочей части 10—30 мм. Радиус галтельного перехода был выбран для различных типоразмеров валов в одинаковом соотношении с их габаритами (0,05—0,15 диаметра). Отношение диаметра рабочей части вала к диаметру большего сечения было постоянным и равным 1,5. Теоретические коэффициенты концентрации напряжений составляли 1,54 1,76 и 2,24 для валов с соотношениями r/d = 0,15 0,10 и 0,05 соответственно. [c.143]

Из ЭТИХ рисунков, в частности, следует, что распределение напряжений носит пространственный характер, максимальные значения напряжений имеют место на внутренней поверхности галтельного перехода патрубка в корпус (рис. 4.2). В меридиональном сечении патрубковой зоны максимальные значения напряжений а - кольцевых составляют 173 МПа на внутренней галтели, ближайшей к соседнему патрубку. Коэффициент концентрации напряжений в этой зоне превышает 3. Значения меридиональных напряжений существенно ниже. На расстоянии порядка радиуса патрубка распределение и величины указанных напряжений не отличаются от вычисленных по теории оболочек. Влияние соседнего патрубка на напряженное состояние незначительно и согласуется с нормативными указаниями [5] (см. рис. 4.3). [c.124]

Качественное представление о концентрации напряжений составляется на основании гидродинамической аналогии Контур детали рассматривается как край плоского сосуда, по которому протекает жидкость линия тока жидкости у края сосуда совпадает с траекториями напряжений. Более плавный переход с большим радиусом дает уменьшение скорости движения жидкости у края сосуда и соответственно с этим уменьшает концентрацию напряжений у контура детали. Действие разгружающих выточек в детали аналогично уменьшению скорости движения жидкости возле врезающегося в поток выступа, показанного на фиг. 40. а, которое достигается с помо- [c.416]

Менее чувствительны к концентрации напряжений сплавы на никелевой основе. Коэффициент q обычно снижается с повышением рабочей температуры, когда наблюдается увеличение пластичности материалов, а также при наличии асимметрии цикла нагружения. Изменение q в зависимости от температуры можно проследить по результатам испытаний сплава ХН77ТЮР, приведенным в табл. 4.3. Испытания проводили при растяжении—сжатии на круглых образцах с концентрацией напряжений, соответствующей, =2,8, что характерно для хвостовиков лопаток турбин. База испытаний составляла 10 циклов. Из табл. 4,3 видно, что при изменении статической составляющей напряжений От от О до 160 МПа для температур 600 и 700° С, т. е. в условиях работы хвостовиков лопаток, iy снижается примерно в два раза. [c.126]

Наибольшее касательное папряженпе при этом, без учета концентрации напряжений, составляет [c.169]

С другой стороны, наложением растягивающего напряжения в одном направлении и такого же по величине сжимающего напряжения в перпендикулярном к нему направлении удается получить решение для чистого сдвига в направлении под углом 45° к соответствующим осям. При этом не может быть и речн о существовании напряженного состояния с осевой симметрией. Тогда коэффициент концентрации касательных напряжений составляет [c.291]

Математические модели деталей и процессов на микроуровне отражают физические процессы, протекающие в сплошных средах и непрерывном времени. Независимыми переменными в этих моделях являются пространственные координаты и время. В качестве зависимых переменных выступают фазовые переменные, такие как потенциалы, напряженности полей, концентрации частиц, деформации и т. п. Взаимосвязи переменных выражаются с помощью уравнений математической физики — интегральных, интег-родифференциальных или дифференциальных уравнений в частных производных. Эти уравнения составляют основу ММ на микроуровне. [c.154]

Таким образом, при статическом нагружегии деталей из пластичных материалов концентрация напряжений практически не оказывает влияния на их прочность и не )Л1итывается при расчетах. Исключение составляют элементы с острыми надреза ш, тонкими пропилами и трещинами, в зоне располо Кения которых развитие пластических деформаций а следовательно, перераспределение и выравнива1ше напряжений невозможны такие элементы из пластичного материала разрушаются хрупко (без текучест i и образования шейки). [c.72]

Из условия естественного перехода к долому в титановом сплаве ВТЗ-1 для развития длинных трещин до а = 20 мм при уровне коэффициента интенсивности напряжения для титановых сплавов Кус = 62 МПа м / уровень напряжения составляет не более 158 МПа. Выполненная оценка соответствует росту усталостной трещины в области многоцикловой усталости, когда в рассматриваемом титановом сплаве имело место низкоамплитудное нагружение существенно ниже предела усталости материала. Выявленный низкий уровень напряжения в лопатке указывает на существование высокого уровня концентрации напряжений, поскольку без локальной концентрации напряжений зарождение трещины в течение многих сотен миллионов циклов не должно было иметь место. Это согласуется с выявленным интенсивным повреждением поверхности лопатки в виде фреттинга. Именно он привел к возникновению трещины. [c.586]

Эффективный коэффициент концентрации напряжений с уменьшением радиуса скругления надреза рн при снижается [44]. Величина Кд для образцов с трещиной оказалась значительно меньше таковой для образцов с радиусом надреза рв = 0,1 mim. Так, для образцов из стали 40Х с острым надрезом величина К(, составляла 2,39, для образцов с трещиной 1,41, а для образцов из стали ОХ 18Н1 ОТ —соответственно 1,34 и 1,17. Следовательно, чтобы определить максимально возможное снижение усталостной прочности стали, достаточно испытать образцы с радиусом надреза рн = 0,1 мм. [c.136]

На рис. 23 представлены кривые зависимости концентрации граничных сдвиговых на1пряжений на конце разрушенного волокна в композите, рассчитанные с помощью уравнений (13). Можно видеть, что максимальная величина таких напряжений в композите не так высока, как для единичных волокон (рис. 22) и зависит от типа и объемного содержания наполнителя. Значения коэффициента концентрации касательных напряжений, соответствующих реальному содержанию наполнителя в композите, колеблются от 0,1 до 0,3, что вполне допустимо, если учесть фактические растягивающие напряжения в композите в напра1вле,нии оси вол-окон. Например, в боропластике с 50 об. % волокна при нагружении до 70 кгс/мм (что составляет примерно половину 1предела его прочности) наибольшие сдвиговые напряжения на свободном конце волокна будут, согласно результатам, представленным на рис. 23,. около 7 кгс/мм . Использование в этом случае данных рис. 22 приведет к ошибочным результатам. Анализируя рис. 23, необходимо-отметить следующее максимальные касательные напряжения на конце волокна остаются почти неизменными при среднем объемном содержании волокна они быстро возрастают при малых и больших объемных долях волокон. [c.63]

Верхняя обшивка. Выбран композиционный материал бор — алюминий (В—А1) ввиду высоких показателей прочности при сжатии и удельного модуля сдвига, особенно при температурах 150—200° С. Материал получен диффузионной сваркой монослоев, содерН ащих борные волокна диаметром 140 мкм (47% по объему) в матрице из алюминиевого сплава 6061 и приварен к титановым закоицовкам корня (комля) для передачи нагрузок. Обшивка представляет собой трехслойную конструкцию с листами из бор-алюминия и алюминиевым заполнителем. Внутренняя поверхность выполнена плоской с тем, чтобы упростить проблему крепления. Принятая ориентация волокон 0 45 - с добавлением слоев, ориептгт-рованных под углом 90°, для локального усиления болтовых соединений при наложении действующих по хорде усилий от закрылков и предкрылков. Для крепления листов внешней облицовки к титану необходимы трехступенчатые соединения (см. рис. 13). Вследствие меньших действующих нагрузок для крепления внутренних листов требуется только двухступенчатое соединение. Нагрузка в соединениях по внешней поверхности составляет 3567 кгс/см. Для расчета отверстий болтовых соединений был использован зкспериментальпо определенный коэффициент концентрации напряжений. Отверстие для отбора проб топлива диаметром 76 мм усилено дополнительными слоями, ориентированными в направлениях 0 и 45°. [c.151]

Нижняя обшивка. Выбран гибридный эпоксидный боро-углепластик для реализации более низкой плотности и стоимости углеродных волокон типа А. Борные волокна использованы в слоях, ориентированных в направлении 0°, углеродные — в слоях с ориентацией 45 и 90°. Панель пинпшй обшивки состоит из 63 слоев, из которых 11% ориентированы в направлении 90°. Расчетная осевая нагрузка в соединениях составляет 5172 кгс/сдг. Для снижения концентрации напряжений у отверстий под крепежные элементы вдоль балки использовались четырехсторонние пятиступенчатые соединения, выполняемые внахлестку. В непосредственной близости от отверстий слои углеродных волокон, ориентированные в направлении 0°, заменяют борные слои такой же ориентации. [c.151]

Стабилизатор самолета Р-14 представляет собой первую серийную деталь из боропластика, использованную в основной конструкции самолета. Выбор материала обшивок определялся массой и стоимостью. Алюминий был исключен из рассмотрения ввиду того, что рабочая температура не превышала 150° С. В конечном итоге был выбран эпоксидный боропластик, а не титан, исходя из обеспечиваемой экономии массы 20% ( 82,5 кг на самолет) и запланированной конкурирующей стоимости материала. Хотя стоимость промышленного титана составляет И—22 дол-лар/кг, значительные потери при механической обработке, достигающие 90%, приводят к увеличению стоимости до уровня —220 доллар/кг. Отходы в производстве деталей из композиционных материалов составляют 7—10%. Конструкция стабилизатора показана на рис. 18. Обшивки выполнены из эпоксидного боропластика, передний и задний лонжероны — из эпоксидного стеклотекстолита. В качестве заполнителя использованы алюминиевые соты. Чтобы избежать снижения прошюсти общивок вследствие концентрации напряжений у болтовых отверстий, весь крепеж на них производился через периферийные титановые элементы. [c.157]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...