Максимальные растягивающие

При конструировании деталей машин стремятся к тому, чтобы действительные коэффициенты запаса прочности были возможно ближе к требуемым или, что практически то же самое, чтобы максимальные расчетные напряжения, возникающие в детали, были близки к допускаемым.

Каждое сооружение, а также любой его элемент под действием эксплуатационных (рабочих) нагрузок должен обладать достаточной прочностью. В машиностроении чаще всего применяется так называемый расчет по опасной точке. По этому расчету предполагается, что вероятность разрушения максимальна в той точке, где напряжения максимальны. Считается, что прочность элемента будет нарушена в том случае, если хотя бы в одной его точке возникнут остаточные деформации или появятся признаки хрупкого разрушения. Отсюда вытекает физическое условие прочности: деталь может считаться прочной, если максимальные расчетные напряжения (напряжения в опасной точке), возникающие в ней, будут меньше предельных напряжений материала, из которого выполнена данная деталь.

Однако, если максимальные расчетные напряжения незначительно меньше предельных, то гарантировать прочность детали рискованно, так как далеко не всегда бывают точно известны действующие нагрузки, сам расчет может носить приближенный характер, и, наконец, могут иметь место некоторые отклонения действительных механических характеристик материала по сравнению с принятыми в расчете. Для надежной работы деталь должна обладать определенным запасом прочности.

Известно, что большинство хрупких материалов лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению и предел прочности при сжатии значительно превышает предел прочности при растяжении. В силу, этого максимальные 'расчетные напряжения сжатия могут оказаться менее опасными, чем меньшие по величине напряжения растяжения. Поэтому для брусьев, выполненных из хрупкого материала, расчет на прочность следует проводить как по максимальным напряжениям в зоне сжатия, так и по максимальным напряжениям растяжения.

т. е. максимальные расчетные (действительные) нормальные или касательные напряжения не должны превышать допускаемые.

Максимальные расчетные нагрузки согласно определению должны вызывать напряжения, не превышающие максимально допустимых для используемого слоистого материала. Максимально допустимыми называют напряжения, при которых не происходит недопустимого снижения жесткости материала и нарастания деформаций.

Рекомендуемые максимальные расчетные значения усилий и рабочего хода педали и рычага управления

Для общепринятой модели соединения с абсолютно жесткими деталями максимальные расчетные напряжения оказываются в 2 раза меньшими, чем при учете деформаций. Изменение напряже-

В угловой зоне между крайними диафрагмами по сечению, расположенному под углом 45° к контуру, усилия, действующие вдоль сечения и перпендикулярно к нему, в эксперименте близки к полученным в расчете (рис. 2.69). Однако максимальные расчетные усилия были несколько больше полученных из опыта.

Максимальные расчетные нагрузки могут быть получены по схеме, описывающей стопорение ковша в забое, а расчетные нагрузки для проверки конструкций на усталость — по схеме, описывающей копание в связном забое с постоянным сопротивлением перемещению ковша. Вообще для расчета несущих конструкций экскаватора весьма важным является определение максимальных расчетных нагрузок, действующих на различные узлы машины. Чаще всего именно эти нагрузки определяют направление конструирования, а в конечном счете — работоспособность и вес экскаватора.

Максимальные расчетные моменты

ного сечения, максимальные растягивающие напряжения от изгиба возникают в верхних крайних точках сечения, значит эти точки и будут опасными. Напряжения в опасных точках

Для исследования влияния повреждений на усталостные характеристики материала диска были вырезаны несколько образцов из дисков с разной интенсивностью повреждений, которая оценивалась визуально по размеру зоны повреждения. Образцы изготавливали таким образом, чтобы зона повреждения находилась в центре поверхности, где создаются максимальные растягивающие напряжения при изгибе. Образцы вырезали из ступичной части диска, поэтому они имели дугообразную форму. Различие в размерах повреждений привело к тому, что испытанные образцы имели ширину 8, 14 и 18 мм с учетом размера повреждения и высоту 14, 18 и 20 мм соответственно.

(рис. 13.16). Наиболее заметна эта закономерность у впадин зуба, где возникают максимальные растягивающие напряжения. По границе излома усталостные линии искривлены, и закономерность их формирования указывает на образование блока параметров рельефа в виде самой тонкой линии

В работе [49] рассчитано напряженное состояние деформационно упрочняемой матрицы около цилиндрических включений с круглым поперечным сечением при поперечном растяжении или сдвиге. Максимальные растягивающие напряжения существенно зависят от характеристик деформационного упрочнения матрицы, но в приведенных примерах коэффициенты концентрации напряжений оказались значительно меньше двух.

а) максимальные растягивающие напряжения не превосходят предела хрупкой прочности ох. „;

тия остаточных напряжений, которые могли возникнуть в процессе резки, строжки, сверления и т. д. Затем для создания в них начальных остаточных напряжений автоматической сваркой наплавлялись продольные валики. Как и в предыдущих исследованиях, в зависимости от расположения валиков относительно продольной оси пластины в зоне надреза создавались растягивающие или сжимающие остаточные напряжения (см. рис. 3). Максимальные растягивающие остаточные напряжения были близки к пределу текучести, а наибольшие сжимающие составляли 2/3 его значения. В эталонном образце остаточных напряжений не было. Следует подчеркнуть, что наплавка валиков не приводила к изменению механических свойств основного металла вдоль фронта распространения усталостных трещин.

Максимальные растягивающие напряжения находятся не на поверхности, а на небольшой глубине — от 20 до 70 мкм.

залегания осевых макронапряжений значительна и заметно возрастает с увеличением усилия обкатки. Например, в сплаве ЭИ617 при обкатке роликом с усилием 100 кгс максимальные растягивающие макронапряжения равны 10 кгс/мм2 при глубине проникновения 180 мкм, а при обкатке роликом с усилием 1000 кгс осевые растягивающие макронапряжения увеличились всего до 23 кгс/мм2, а глубина проникновения возросла до 600 мкм (рис. 3.20, б). Эпюры макронапряжений у образцов из сплавов ЭЙ826 и ЭИ929 после обкатки роликом имеют аналогичный вид.

Результаты расчетов представлены на рис. 6.30; из этих графиков следует, что максимальные растягивающие тангенциальные напряжения возникают на внутренней поверхности блоков, при этом в блоках, более удаленных от центра активной зоны (№ 3 и 6), напряжения выше, чем в центральных (№ 4 и 5). Это можно объяснить, если учесть зависимость коэффициента ползучести от температуры; с увеличением температуры выше 500° С ползучесть графита растет и, следовательно, напряжения релаксируют быстрее. Из рис. 6.30 следует, что внутренние радиационные напряжения не превышают предела прочности графита на растяжение («60 кгс/см2), поэтому, очевидно, растрескивание блоков было вызвано внешними нагрузками, обусловленными давлением на них со стороны циркониевой трубы. Это подтверждается также тем, что блок № 6, хотя и испытывал максимальные радиационные напряжения, но не находился в контакте с трубой, не имеет трещин.

пряжения в точке А у проходки переходят в сжимающие, и при 6 = 28 мм они равны нулю. Для трубы с толщиной стенки 4 мм при интенсивности предварительного напряжения бетона 10,0 МПа максимальные растягивающие и сжимающие напряжения соответственно составляли 6,82 и 25,34 МПа. При 6 = 28 мм бетон во всех точках в окрестности трубы был сжат, а максимальные и минимальные напряжения по кольцевому сечению равнялись соответственно 12,9 и 0,008 МПа (рис. 1.1.9, б).

Методом конечного элемента можно непосредственно рассчитывать участки оболочки со шлюзом. В качестве примера на рис. 1.28 и 1.29 показано распределение усилий по вертикальному и горизонтальному сечениям в оболочке, проходящим через ось шлюза, от продольных сил преднапряжения сооружения 10000 кН/м (интенсивность обжатия бетона — 8,33 МПа) и его кольцевого обжатия внешним давлением 5,2 МПа. В расчете рассматривалась цилиндрическая оболочка с радиусом срединной поверхности, равным 23,1 м, толщиной стенки 1,2 м, увеличенной в зоне шлюза диаметром 3 до 2 м. При определении в вертикальном сечении усилий 0У, направленных перпендикулярно к направлению нагрузки, рассматривались три варианта решения оболочки: без утолщения у шлюза; с утолщением, расположенным симметрично срединной поверхности; с утолщением с внешней стороны. При отсутствии утолщения максимальные растягивающие напряжения, действующие перпендикулярно к нагрузке, равны интенсивности обжатия, рис. 1.29, а; при увеличении толщины оболочки симметрично с двух сторон максимальные напряжения растяжения (Ту соответственно снизились; при размещении утолщения с наружной стороны максимальные растягивающие напряжения огу, действовавшие по центру утолщения, составляли 6,8 МПа, т. е. уменьшились по сравнению с напряжениями для оболочки без утолщения незначительно. Усилия в направлении нагрузки по этому сечению при симметричном и несимметричном размещениях утолщения были близки между собой. Характер распределения в вертикальном сечении моментов, действующих в вертикальном направлении, соответствует моментам при внецентренном сопряжении двух цилиндрических оболочек. Из рисунка видно также, что концентрация максимальных сжимающих напряжений, действующих по горизонтальному сечению в направлении нагрузки, вследствие утолщений снизилась в два раза.