Напряжений определенных

Исследования проводили на консольных ступенчатых образцах с диаметром рабочей части 20 мм, различную концентрацию напряжений в которых создавали, изменяя радиус закругления галтели при сохранении постоянным соотношения диаметров рабочей и посадочной части образца. Для получения сопоставимых результатов испытаний на усталость образцов с остаточными напряжениями и без них термообработку (отличающуюся только температурой отпуска после закалки) проводили, охлаждая образцы либо на воздухе, либо в воде. Механические свойства исследуемой стали (табл. 13), изменяющиеся с повышением температуры отпуска, практически не зависят от среды, в которой проводится охлаждение. Вместе с тем охлаждение в воде приводит (в отличие от охлаждения на воздухе) к образованию в поверхностных слоях образцов остаточных напряжений сжатия, увеличивающихся с повышением температуры отпуска. Значения этих напряжений, определенные для цилиндрических образцов диаметром 20 мм и длиной 150 мм, после отпуска при температурах 500, 600, 650 и 700 °С и охлаждения в воде составили 65, 270, 380 и 470 МПа соответственно.

При уточнении значений коэффициентов А, В, Си D использовали не только данные тензометрии, но также результаты анализа напряженно-деформационного состояния, выполненного на стадии проектно-конструкторских работ. При этом определили точки с максимальными напряжениями, а также точки, в которых ожидались максимальные амплитуды изменения напряжений. Определенные таким образом точки показаны на рис. 189—194, соответственно на КР, ПГ, КО, ГЦТ, дыхательном трубопроводе и трубопроводе впрыска.

Рис. 3.1. Влияние среднего напряжения на предельные амплитуды напряжений, определенные на базе 106 циклов до разрушения.

(8) Узловые усилия, определенные на этапе (7), будем рассматривать как заданные внешние нагрузки, действующие на тело без трещины. Осуществим итерационный процесс с выполнением всех этапов до тех пор, пока напряжения невязки на поверхности трещины не станут пренебрежимо малыми [этап (3)]. Для получения окончательного решения сложим все значения коэффициентов интенсивности напряжений, определенные на каждой из итераций.

Рис. 23. Коэффициенты интенсивности напряжений, определенные для трещин девяти различных конфигураций; поверхность отверстия 0 = 0°; поверхность пластины 0 = 90°.

где для простоты d принято постоянным. Итак, если' КА и Кв — коэффициенты интенсивности напряжений, определенные для вершин трещины А и В при решении задачи, представленной на рис. 3, в условиях плоской деформации, то при увеличении L на dL в процессе разрушения приращение энергии определяется выражением

коэффициенты интенсивности напряжений, определенные в условиях меняющегося контакта, существенно отличаются от коэффициентов, определенных при фиксированных граничных условиях. Заметим, что ts — момент прихода упругой волны искажения, излученной в момент t = Sj опорой, к вершине трещины. В работе [56] рассмотрено влияние граничных условий, вызванных потерей контакта, на развитие трещины в двухконсольном балочном образце.

где s'{l, s"if — компоненты девиатора напряжений, определенные соответственно по 'Соотношениям теории течения изотропно упрочняющегося материала (2.68), (2.69) и по соотношениям деформационной теории пластичности (2.65). При простом, деформировании • s!;. = sV. и, следовательно, s?/ = s^. .

Результаты расчета согласуются с данными экспериментов. Наибольшие напряжения также получены при экспериментах в районе подреза входной кромки лопатки. На рис. 6.12 двойными линиями показаны эпюры напряжений, определенные по методу присоединенных масс, а штрихпунктирными линиями с двумя точками эпюры напряжений, определенные методом, изложенным в § 17 этой главы. Оба метода дают удовлетворительное совпадение для напряжений срединной поверхности основного диска и недостаточно точно описывают напряженное состояние покрывающего диска и лопаток.

Для прямозубых передач, а также для косозубых с небольшой разностью твердости зубьев шестерни и колеса за расчетное принимается меньшее из двух допускаемых напряжений, определенных для материала шестерни [OH]I и колеса [о"н]2.

рабочей зоны. Более предпочтительными являются кольцевые образцы с расположением арматуры под углом к образующей, отличающимся от 90°. Для таких образцов характерно отсутствие стеснения деформаций и бесконечное отношение длины к ширине [37]. Общим недостатком образцов подобного типа является наличие перерезанных волокон, концы которых выходят на свободные кромки образца. Меж-слойные напряжения, появляющиеся на кромках в результате этого, могут повлиять на предельные напряжения. Положительной особенностью трубчатых косоугольно армированных образцов является практическое отсутствие концов волокон. Неблагоприятные межслойные напряжения могут привести к тому, что при прочих равных условиях предельные напряжения, определенные при испытании плоских образцов, вырезанных под углом к оси симметрии, будут ниже соответствующих напряжений, определенных на трубчатых образцах.

слоев труб и более холодных внутренних становится весьма существенным. Использование в этом случае среднеарифметической температуры по толщине стенки трубы и допускаемых напряжений, определенных по этой температуре, приведет к явно недостоверному расчету требуемой толщины стенки. Методика расчета на прочность труб поверхностей нагрева, воспринимающих большие тепловые потоки, требует усовершенствования.

Полное касательное напряжение гсум в точке сечения находят как геометрическую сумму касательных напряжений, определенных отдельно от Qlt Q2 и Мк. На контуре сечения касательные напряжения от поперечной силы и момента кручения совпадают с касательной к. контуру и складываются алгебраически (см. фиг. 127):

В тех случаях, когда разрушение может начаться не со свободного края выреза, а от соединения, методику приближенного расчета напряжений по интерполяционным зависимостям [4] комбинируют с методикой расчета соединений, считая, что рассчитываемое соединение подвергается воздействию локальных напряжений, определенных по интерполяционным соотношениям. Такой расчет обычно проводят для вырезов больших радиусов, подкрепленных листами на заклепках или болтах. Вместо эффективного в этом случае используется упругий коэффициент концентрации напряжений. Для случаев комбинированного нагру-жения (например, двухосного растяжения и кручения) или многоосного нагружения при напряжениях ап. с коэффициентами концентрации aaj вводится понятие приведенного коэффициента концентрации

Анализ прочности и ресурса конструкций и машин осуществляется на последней, четвертой стадии исследования по величинам вычисленных выше деформаций для различных номеров времени с использованием деформационно-кинетических критериев малоциклового разрушения или условных упругих напряжений и расчетных уравнений кривых малоцикловой усталости. В последнем случае оценке прочности и ресурса должна предшествовать обработка напряжений в соответствии с принятой классификацией для мембранных 0М, изгибных сги и пиковых 0П, напряжений, определенных с учетом концентрации ак (см. гл. 2 и 11). Поскольку нормы [2] основываются на расчетах сосудов давления и трубопроводов по теории оболочек, распределение а(0бол) напряжений ам и о*и в любом из сечений получается непосредственно из расчета (см. рис. 12.1, а).

Если в качестве номинальных напряжений ан в формулу (3.1) подставить значения напряжений, определенных на поверхности тела, то очевидно, что эти напряжения останутся неизменными при изменении глубины трещины, а значения параметра М изменяются более чем в 2 раза при IIН < 0,1 и более чем в 4 раза при UH < 0,25. Хотя в этом случае по формулам (3.1), Париса, Уилсона и другим подобным формулам можно получить консервативную оценку значений Къ скорости роста трещин и числа циклов до разрушения Np, но ошибка в оценке Кг может превысить 200 %, а скорость роста трещин и число циклов Np могут занижаться на порядок. Этот вывод обоснован для случая, когда абсолютные значения напряжений в направлении внутрь тела убывают или возрастают (см. гл. 2).

Для прямозубых передач, а так- 6„ же для передач с косыми или круговыми зубьями, у которых Hi и И2> ^350 НВ, за расчетное принимается меньшее из двух допускаемых напряжений, определенных для материала шестерни [ojjj и колеса [ан]2.

В неупругой области, или интенсивность напряжений SA, представляющую собой сумму первичных и вторичных напряжений, определенных с помощью расчета в области упругости.

На рис. 261 показаны кривые зависимости истинных деформаций от истинных напряжений, определенных на ряде сталей после

сти приводит к изменению знака окружных напряжений. Напряженное состояние в первом цикле близко к напряженному состоянию, полученному при использовании деформационных теорий и приведенным в § 8. Таким образом, напряжения в последующих циклах нагружения отличаются от напряжений, определенных обычно принятым методом, и при достаточно точных исследованиях этот эффект должен быть учтен.