Напряжений приведены

Для координаты г функции кинетических напряжений принимаются в виде

Поскольку обычно масштабы для нормальных и касательных напряжений принимаются одинаковыми, т. е. са = ст, а пятое условие может быть получено делением четвертого на третье, остаются независимыми пять основных условий

Сложная конструкция планера транспортного самолета может быть представлена как совокупность различных элементов, деталей, агрегатов. Значительную часть планера при этом занимают зоны, содержащие большое число единичных концентраторов напряжений типа сварных точек, отверстий, заполненных различными крепежными деталями и др. Функции распределения долговечности единичных концентраторов напряжений принимаются на основе статистической обработки многочисленных опытных данных или исходя из общих положений физики усталости. Если взаимным влиянием единичных концентраторов в зоне можно пренебречь и считать критерием отказа возникновение повреждения в любом из концентраторов, то функция распределения долговечности зоны, состоящей из k групп концентраторов разных типов по п, в каждой группе, запишется так:

Если конструкция не подвергалась отпуску, то в качестве номинальных расчетных напряжений принимаются напряжения, равные пределу текучести от. Если конструкция прошла отпуск, то номинальные напряжения принимаются как сумма сэ + оост, но не более от. В запас прочности принимается возможным использование аппарата теории упругости, несмотря на возможное снижение пиков напряжений из-за пластической деформации.

Метод максимумов. За амплитуды напряжений принимаются все положительные максимумы, а за расчетную частоту — среднее число положительных максимумов в единицу времени. Схематизация процесса нагружения в этом случае заключается в условном переносе положительных минимумов и отрицательных максимумов на нулевую (среднюю) линию (точки Г и 2', рис. 14.6, а, б). При этом получаем наибольшее усталостное повреждение и, следовательно, наименьшее для

Метод полных циклов (метод постепенного исключения промежуточных циклов). За амплитуды напряжений принимаются половины приращений случайного процесса между двумя его соседними экстремумами при постепенном исключении из заданного процесса промежуточных циклов со все более и более высокими значениями амплитуд напряжений. За частоту процесса нагружения принимается частота появления в нем одноименных экстремумов. Наличие средних напряжений в циклах нагружения в расчетах не учитывается. Метод полных циклов дает промежуточную оценку для долговечности, которая наилучшим образом соответствует экспериментальным данным.

где /max (°0 — плотность распределения максимумов, определяемая по формуле (11.6); с — коэффициент нормировки, учитывающий, что за амплитуды напряжений принимаются только положительные максимумы.

Метод экстремумов. Этот метод аналогичен во многом методу максимумов. В методе экстремумов принимаются в рассмотрение, максимумы, лежащие выше среднего уровня, и минимумы, лежащие ниже среднего уровня; т. е. применительно к процессу, показанному на рис. 4.1, следует исключить из рассмотрения максимумы 3, 4, 20, как лежащие ниже.аот, и минимумы 6' , 8' , 13' , 17' , как лежащие выше ат. За амплитуды напряжений принимаются значения разностей

Реальные материалы имеют дефекты металлургические (например, неметаллические включения и трещины) и технологические (например, выточки), которые для математического расчета концентрации напряжений принимаются как эллипсы (с осями cub) — рис. 7.

Если толщины панелей неодинаковы, то это необходимо учесть при использовании формулы Бредта и, конечно, при вычислении касательных напряжений. Методика вычисления потока касательных напряжений состоит в «размыкании» сечения путем удаления одного элемента для получения потока касательных напряжений как в разомкнутом сечении. Далее, во всех элементах разомкнутого сечения вводится поток касательных напряжений противоположного знака

Значения масштабного фактора и эффективных коэффициентов концентрации напряжений приведены в табл. П38—П43.

Примеры устранения и снижения концентрации напряжений приведены в табл. 26.

Количество водорода, включенного в покрытие, определяли параллельно методами вакуумной экстракции и анодного растворения. Результаты исследования по наводороживанию никелевого осадка при наличии различных дисперсных частиц и влияние концентрации их на величину внутренних напряжений приведены в табл. 29.

Некоторые типичные концентраторы напряжений приведены на рис. 2.58: а — ступенчатый переход; б — кольцевая выточка; s — поперечное отверстие; г — шпоночный паз; д—внутренний угол; е — эллиптическая галтель. Эффективный коэффициент концентрации для приведенных примеров зависит от вида деформации (растяжение, изгиб, кручение) и от соотношения между параметрами D, d, R, t, A, h, hi, b. Подробные данные об эффективных коэффициентах концентрации приводятся в специальной литературе.

В качестве примера исследования местного распределения напряжений приведены результаты расчета образца соединения в стабилизаторе из эпоксидного графитопластика самолета А-4, описанного в разделе IV.A. Основной частью образца является соединение во врезную нахлестку эпоксидного графитопластика с титаном. Для того чтобы оценить возникающие в соединении термические напряжения, была произведена раздельно разбивка деталей из композита (рис. И) и титана; адгезионное соединение моделировали стержнями. Существенная роль термических напряжений видна на рис. 12.

Величины допустимых рабочих напряжений приведены в последнем столбце табл.1. Как видно из таблицы, при наличии отверстия в композиционном материале уровень допустимых рабочих напряжений существенно снижается.

ного напряжения на удалении от концентратора. Наибольшая концентрация напряжений возникает в точке А. За номинальные напряжения принимались напряжения в сечении I—I, подверженном растяжению. Значения наибольших коэффициентов концентрации напряжений приведены в табл. 3.3.4.

Примеры наиболее распространенных случайных функций нагрузок и напряжений приведены на рис. 1. Графики плотности распределения и автокорреляционных функций этого типа нагрузок показаны на рис. 3.

вение и развитие усталостных трещин в области существования нераспространяющихся трещин были проведены X. Ниситани на образцах из отожженной (890 °С, 1 ч) среднеуглеродистой стали со следующими химическим составом (%) и механическими свойствами: 0,23 С; 0,31 Si; 0,37 Мп; 0,011 Р; 0,021 S; 0,13 Си; св=479 МПа; ат = 285 МПа; гз = 61,6%. Испытывали образцы диаметром 5 и 10 мм гладкие и с концентраторами напряжений различной интенсивности (различными радиусами при вершине надреза от оо до 0,05 мм). Размеры образцов, а также соответствующие им теоретические коэффициенты концентрации напряжений приведены в табл. 6. Испытания на усталость проводили при изгибе с вращением. Частота циклов нагружения 2500 1/мин, база испытаний 107 циклов. Часть образцов испытывали в состоянии после чистовой токарной обработки, другую часть подвергали дополнительному отжигу в вакууме при 600 °С в течение 1 ч (для снятия остаточных напряжений, возникших при механической обработке) и электрополированию со снятием поверхностного слоя толщиной около 10 мкм.

Глубина концентратора напряжений не оказывает столь заметного влияния на возникновение нераспространяющихся усталостных трещин, как, например, радиус при вершине надреза. Однако при малой глубине наблюдается аномалия этого эффекта, и нераспространяющиеся трещины не возникают даже при весьма острых концентраторах напряжений. Это было показано при исследованиях углеродистых сталей двух марок, термообработанных по различным режимам для получения контрастных механических свойств: 1) 0,31'% С; ав = 548МПа; ат = = 315 МПа и 2) 0,54 % С; 0В = 1050 МПа; 0Т = 1020 МПа. Испытывали на усталость при изгибе с вращением образцы с постоянным диаметром сечения в зоне концентратора напряжений, равным 5 мм, и различной глубиной самого концентратора (от 0,005 до 0,5 мм). Концентратор имел вид кольцевого надреза, радиус при вершине которого изменяли от 1,и до 0,01 мм. При этом надрез имел круглый профиль при r>-t и V-образный профиль с углом раскрытия 60° при r
тия а=45°). Значения теоретических коэффициентов концентрации напряжений приведены в табл. 8.