Напряжений вследствие

Ясно, что неравномерность распределения напряжений возрастает с увеличением длины шва и разности податливостей деталей.

Лобовые швы испытывают сложные напряжения, характеризуются высокой жесткостью и значительной концентрацией напряжений. Эксцентричное приложение нагрузки вызывает в швах напряжения изгиба от момента PS (см. рис. 244, а). Влияние изгиба уменьшается при длине перекрытия листов и ^ 4S. По длине фланговых швов напряжения распределяются неравномерно. Менее нагруженной оказывается середина швов (см. эпюру тср на рис. 247, б). Так как неравномерность распределения напряжений возрастает с увеличением длины швов, то принимают /Ф ^С 50 k (минимальная длина /ф = 40 мм).

Выкрашивание заключается в появлении на рабочих поверхностях небольших углублений, напоминающих оспинки, которые потом растут и превращаются в раковины. Размеры ямок-раковин в зависимости от стадии выкрашивания, материала и других условий бывают весьма малыми, едва различимыми невооруженным глазом, и значительными, величиной в несколько миллиметров. Выкрашивание носит усталостный характер. В результате зацепления зубьев контактные напряжения в каждой точке рабочей поверхности зубьев изменяются по отнулевому циклу, а напряжения в поверхностных слоях — даже по знакопеременному, хотя и несимметричному циклу. Усталостные трещины обычно зарождаются у поверхности, где возникает концентрация напряжений из-за микронеровностей. При относительно малой толщине упрочненного слоя, а также при больших контактных напряжениях трещины могут зарождаться в глубине. При увеличении твердости поверхности значение глубинных напряжений возрастает.

Коэффициент концентрации напряжений возрастает почти вдвое при изменении отношения ms от 1 до 2. Приближенно для схемы (рис. 1.2,6):

Выявленное соответствие периода роста трещины и долговечности гидрофильтров до и после ГП свидетельствует о том, что возникающие в материале остаточные напряжения оказывают влияние не только на длительность периода возникновения трещины, но и препятствуют раскрытию берегов трещины на стадии ее роста. Этот эффект может быть следствием того факта, что развитие трещины происходит в большей мере по внутренней поверхности агрегата вдоль впадин резьбы, нежели вглубь, поперек толщины стенки. В этом случае возникающие остаточные напряжения сжатия по поверхности на некоторую глубину крышки все время препятствуют раскрытию берегов трещины именно у поверхности. С ростом длины полуэллиптического фронта трещины все меньшая доля его присутствует в зоне активного влияния остаточных напряжений на раскрытие берегов трещины. Это, в свою очередь, приводит ко все более неравномерному распределению напряжений вдоль фронта трещины, что способствует возникновению компоненты сдвига вдоль контура фронта трещины. С возрастанием уровня ГП глубина проникновения остаточных сжимающих напряжений возрастает, а следовательно, возрастает период роста трещины, когда реализуется наиболее неравномерное распределение энергии вдоль фронта трещины, и тем больше глубина трещины, на которую распространяется влияние ГП. Возникающие компоненты сдвига вдоль фронта трещины создают

с использованием данных рис. 3. Величины в пятой графе соответствуют принятым значениям air и кривой на рис. 5. Необходимо отметить, что значения, приведенные в четвертой и пятой графах, близки. Теоретическая кривая на рис. 5 построена на основании исследований Париса и Си [25] пластин с отверстием (изотропных или анизотропных), нагруженных растягивающими усилиями. Очевидно, после определения характерного размера а можно пользоваться для получения / (а/г) как рис. 3, так и рис. 5. Для каждого заданного или ожидаемого уровня действующих напряжений а коэффициент интенсивности напряжений Кг может быть рассчитан по уравнению (2). Для уровня допустимых напряжений в материале 3500 кгс/см2 значения К\ приведены в табл. 1. При заданном уровне напряжений коэффициент интенсивности напряжений возрастает с увеличением размера отверстия. Уровень допустимых рабочих напряжений должен при этом снижаться в соответствии с выражением

Величина сжимающих напряжений возрастает при увеличении исходной твердости материала, а глубина наклепа уменьшается.

При уменьшении высоты Н головки от Q,8d до Q,5d теоретический коэффициент концентрации напряжений возрастает на 10— 13% (большее значение соответствует меньшему радиусу скругле-ния под головкой), а при увеличении высоты головки до H = d снижается приблизительно на 8—10%.

Установлено, что при нарушении сцепления между патрубком ЭП и бетоном оболочки концентрация напряжений возрастает. Поэтому в узлах, работающих в условиях высоких уровней механических напряжений, следует повышать сцепление бетона с трубой ЭП приваркой к ней арматуры, расположенной вдоль линейных образующих патрубков, или другими способами.

где У —объем эпюры перемещения; 2//i—угол поворота сечения. При исчерпании несущей способности сечения между оболочками могут образоваться и другие схемы разрушения. В упругой стадии нагрузка с оболочки на контур в многоволновом покрытии передается в основном через сдвигающие и нормальные силы. В процессе развития вдоль контура трещин и исчерпания несущей способности сечений между оболочками длина участков, на которых действуют силы сдвига, сокращается, а их интенсивность и интенсивность главных сжимающих и растягивающих напряжений возрастает. В этом случае конструкция может разрушиться в угловой зоне от действия главных сжимающих усилий (рис. 3.21). При этом проекция на вертикальную ось главных сжимающих

Величина суммарных напряжений возрастает в местах их концентрации (по контуру приварки опорной подушки, в зоне перехода от цилиндрической обечайки к фланцу, в местах неплавных переходов к усилению сварного шва, непроваров, подрезов и др.), а также из-за случайных перегрузок (при защемлении опор, прогибе оболочки вследствие неправильного монтажа или температурной неравномерности и т. д.). В результате оболочка автоклава может работать в области напряжений, значительно превосходящих расчетные, и даже превосходящих (при стечении обстоятельств) предел текучести ао,з в отдельных точках.

нахлесточное соединение — основное соединение тонколистовых элементов при термомеханической сварке, особенно при точечной и шовной контактной сварке. В данном случае оно наиболее технологично, так как удобно для двустороннего и одностороннего подвода электродов перпендикулярно к поверхности металла. Точечные соединения часто играют роль связующих соединений и рабочих усилий не передают (точечные соединения сварных профилей при нагружении продольным усилием, соединения обшивок с каркасами и т. д.). Шовные соединения, как правило, несут рабочие нагрузки, но ий прочность меньше, чем стыковых, выполненных термической сваркой. Это обусловлено дополнительным изгибом при осевом нагружении и концентрацией напряжений вследствие зазора между элементами.

напряжения, распределенные по поверхности соединения по условной схеме, показанной на рис. 6.5. Окружная и радиальная силы, действующие со стороны колеса на вал, вызывают перераспределение напряжений. В цилиндрических косозубых, конических зубчатых и червячных передачах соединения вал—ступица нагружены, кроме того, изгибающими моментами от осевых сил в зацеплении. Эти моменты также вызывают перераспределение напряжений. Вследствие такого перераспределения на торце детали напряжения в соединении вал—ступица могут оказаться равными нулю.

Соединения с натягом в последнее время все чаще применяют для передачи момента с колеса на вал. При посадках с натягом действуют напряжения, распределенные по поверхности соединения по условной схеме, показанной на рис. 6.5. Действующие со стороны колеса на вал окружная и радиальная силы вызывают перераспределение напряжений. В цилиндрических косозубых, конических зубчатых и червячных передачах соединения вал — ступица нагружены, кроме того, изгибающим моментом от осевой силы в зацеплении. Этот момент также вызывает перераспределение напряжений. Вследствие такого перераспределения на торце детали напряжения в соединении вал — ступица могут оказаться равными нулю. Тогда произойдет так называемое раскрытие стыка, что недопустимо. Посадка с натягом должна быть выбрана из условия нераскрытия стыка.

Расчет на прочность. На практике установлено, что для валов основным видом разрушения является усталостное. Статическое разрушение наблюдается значительно реже. Оно происходит под действием случайных кратковременных перегрузок. Поэтому для ea.no.t расчет на сопротивление усталости является основным. Расчет на статическую прочность выполняют как проверочный. При расчете на сопротивление усталости необходимо прежде всего установить характер цикла напряжений. Вследствие вращения вала напряжения изгиба в различных точках его поперечного сечения изменяются по симметричному циклу, даже при постоянной нагрузке (исключение составляют случаи, когда нагрузка вращается вместе с валом).

Разрушение материалов неорганического происхождения иногда имеет место вследствие пористости материала. Разрушение пористых материалов вызывается в основном возникновением is материале напряжений вследствие кристаллизации в порах солеи, отложения в них продуктов коррозии или вследствие замерзания в порах воды. При полном заполнении объема пор и вследствие отсутствия возможности расширения механическое разрушение материала неизбежно. Так, при температуре перехода воды в лед, т.е. при 0е С, плотность воды равна 0,99987 Л1;;/л;:1, а плотность чистого льда при 0° С равна (),91(>9 Me/At3. Из этих данных следует, что при замерзании воды ее объем увеличивается на 9%.

Перепад сечений вызывает скачки напряжений вследствие искривления, силовых линий на участках перехода от одного сечения к другому (рис. 171,1). Уменьшение протяженности участков с различными сечениями снижает концентрацию напряжений, У коротких буртиков 2 концентрация напряжений практически отсутствует. Целесообразно придавать деталям 3 одинаковые сечения, выполняя необходимые по конструктивным условиям упоры в виде буртиков.

При поверхностной закалке (обработка ТВЧ, газопламенная закалка) и химико-термической обработке (цементация, нитроцементация, азотирование) упрочнение обусловлено главным образом возникновением в поверхностном слое остаточных сжимающих напряжений вследствие образования структур большего удельного объема (мартенсит при цементации и закалке ТВЧ, нитриды и карбонитриды при нитроцементации и азотировании), чем структуры основного металла. Расширение поверхностного слоя тормозит сердцевина, сохраняющая исходную перлитную структуру, вследствие чего в поверхностном слое возникают двуосные (а в цилиндрических деталях — трехосные) напряжения сжатия. В нижележащих слоях развиваются реактивные растягивающие напряжения, имеющие небольшую величину вследствие незначительности сечения термически обработанного слоя сравнительно с сечением сердцевины.

В соединениях, подверженных действию циклических и1 динамических нагрузок, следует избегать расположения сварных швов на4 участках концентрации напряжений, например в переходах от одного сечения к другому (вид 43). Шов в этих условиях подвергается повышенным напряжениям и, кроме того, усиливает концентрацию напряжений вследствие неоднородности, своей структуры.

Коэффициент Yk пространственного изменения напряжений вследствие перемещения площадки контакта по длине зуба приведен на рис. 10.36 в зависимости от минимального числа kmm площадок контакта и от Ае. Для передач ОЛЗ kmin = 1. Для передач ДЛЗ kmm — '2k,,, а при некоторых сочетаниях параметров 2kp-\-\.

Отказы МТ по причине КР имели место на газопроводах, проложенных в глинах, суглиьсах, песках, карбонатных и скальных породах. Причем в ряде случаев отмечалось замедление развития КР с увеличением минерализации грунта при пересечении МТ сорных участков (М^лтскМ участок МГ "Средняя Азия - Центр"), по видимому, в связи с интенсивным коррозионным растворением металла в вершине коррозионной трещины и релаксацией напряжений вследствие хемоме-ханического эффекта (ХМЭ). Последнее подтверждается тем, что на таких участках МГ зафиксированы сл"чаи интенсивной общей и яэвен-ной коррозии внешней поверхности труб. С этим же, очевидно, связано и то, что для ряда газопроводных систем наименее подвержены КР их первые очереди.

Таким образом, смещение кромок в сварных соединениях способствует дополнительной концентрации напряжений вследствие появления изгибающего момента. Краевого эффекта и повышения угла перехода от металла шва к основному металлу.