Напряжения материала

Максимальные напряжения, которые могут существовать в материале изделия при заданных расчетных условиях без разрушения конструкции, потери ею устойчивости или появления недопустимых деформаций называют допустимыми напряжениями.

Эффективность использования ППД для предотвращения развития усталостных трещин подтверждается исследованиями плоских образцов (6X15X130 мм) из горячекатаного алюминиевого сплава АМг-61 (5,5—6,5% Mg; 0,8—1,1% Мп) [12]. В заготовках размером 6X16,5X130 мм с концентратором напряжений выращивали усталостную трещину и, сняв шлифовкой слой металла, содержащий концентратор, получали образцы с трещиной глубиной 0,5 мм. Упрочнение поверхности с трещиной проводили по пяти режимам различной интенсивности в приспособлении, исключающем коробление образцов. Для упрочнения применяли обдув стальной литой дробью разных размеров, пневматический низкочастотный пучковый упрочнитель и ультразвуковой высокочастотный молоток. В результате наклепа в образцах возникали остаточные сжимающие напряжения, максимальные значения которых находились на различном расстоянии от поверхности. Испытания образцов проводили при пульсирующем цикле нагружения (R — G) по схеме консольного изгиба на машине с инерционным силовозбуждением при ЧЭСТОТР циклов нагружения 2400 мин"1.

Болты из С. к. в. должны работать, как правило, на срез. Растягивающие кратковременные напряжения (максимальные) допускаются, как правило, не более 100 кг/мм2, а напряжения от постоянной затяжки —• не более 40 кг/мм2. Болты должны устанавливаться без перекоса под гайкой или под головкой. Из С. к. в. не рекомендуется изготовлять сварные емкости, находящиеся длит, время под газовым давлением. Емкости, испытывающие кратковременное давление, целесообразно сваривать аргонодуговой сваркой с неплавящимся электродом без присадки.

Максимальные напряжения от местной нагрузки, непосредственно приложенной к зубу, и от общего потока растягивающих напряжений получаются в различных точках контура впадины. Для определения общего эффекта необходимо знать распределение напряжений вдоль контура впадин как от местной нагрузки, так и от общего растяжения. В точке, соответствующей месту максимального напряжения от местной нагрузки, величина напряжений равна а" = 2,0о^ом (точка дуги под углом в 24 ° относительно вершины впадины), а в вершине впадины оЦ,ах = = 2,2 OHOM. Здесь номинальное напряжение о^ом = 4P/ird\ (dt — диаметр ослабленного сечения).

Суммарные напряжения. Максимальные напряжения от суммарного воздействия местной и общей осевой нагрузок возникают в точке, практически совпадающей с точкой максимального напряжения от действия местной нагрузки, как это можно видеть из сложения эпюр напряжений от местного и общего воздействий нагрузки. Величина максимального суммарного меридионального напряжения по контуру впадины в основании первого нагруженного витка равна

При ввертывании по первому способу в теле шпильки возникают растягивающие напряжения (максимальные у первых витков и уменьшающиеся по направлению к последним виткам). В материале корпуса создаются сжимающие напряжения с примерно таким же законом изменения вдоль оси соединения. При предварительной затяжке такого соединения в шпильке возникают дополнительные напряжения растяже-

При ввертывании шпильки по второму способу в теле шпильки возникают сжимающие напряжения (максимальные у конца шпильки и убывающие по направлению к первым виткам). В материале корпуса создаются растягивающие напряжения с примерно таким же законом изменения вдоль оси соединения. При предварительной затяжке такого соединения, у первых витков шпильки создаются растягивающие напряжения; сжимающие напряжения у конца шпильки несколько уменьшаются. В материале корпуса под действием притягиваемой детали возникают напряжения сжатия, а напряжения растяжения у днища отверстия ослабевают.

Действие давления р Максимальные меридиональные напряжения

Максимальные кольцевые напряжения

Максимальные температурные напряжения, как правило, возникают на теплопередающей поверхности. С поверхности обычно начинается ;, развитие трещин. Для учета различных причин, обусловливающих напряж.лное состояние поверхности, допустимо воспользоваться принципом суп /позиции и рассматривать раздельно стационарные напряжения (от давления, теплового потока, разверки температур по периметру и пр.), формулы для расчета которых приведены в справочной литературе (см., например, [32]),и переменные напряжения, в частности, связанные с температурными пульсациями.

Максимальные радиальные и тенгенциальные напряжения, полученные по разработанным программам, оказались в ряде случаев примерно на 10% выше, чем в расчетах по теории «тонкого» диска. Максимальные напряжения имеют место в срединной плоскости диска у внутренней расточки, а напряжения у торцов диска на 15 — 20% ниже максимальных.

Число, показывающее во сколько раз максимальное расчетное напряжение элемента меньше предельного напряжения материала, из которого он выполнен, называется коэффициентом запаса прочности элемента и обозначается п:

Задачи уравновешивания. Силы инерции вызывают дополнительные динамические давления и увеличение сил трения в кинематических парах, дополнительные напряжения материала звеньев являются источниками нарушения плавности движения и вибрации механизма. Вибрации нарушают нормальную работу механизмов и приборов и могут привести их к поломке.

Таблица 17.4. Модуль упругости и допускаемые напряжения материала венцов червячных колес

В работе [11] предложен иной подход для оценки поведения композита при сложном напряженном состоянии, где для исследования задачи совместного действия осевого растяжения и сдвига использована модель разрушения в результате накопления повреждений [2]. Предполагалось, что в силу статистического распределения прочности волокон в материале происходят разрывы отдельных волокон (рис. 2.5). Каждый разрыв вызывает в прилегающем объеме матрицы местную концентрацию касательных напряжений. Основной целью рассматриваемого подхода является определение характера взаимодействия касательных напряжений от внешних нагрузок и локальных касательных напряжений и их совместного влияния на предельные напряжения материала при растяже-

В квадратичных критериях прочности, подобных критерию Хилла, смешанная компонента определяется через другие компоненты и не является независимой. В теориях типа теории наибольших нормальных напряжений (деформаций) принципиально не может быть взаимного влияния напряжений, так как критерий прочности задается в виде системы независимых неравенств, выполнение любого из которых означает достижение предельного состояния. Как и в модифицированном критерии Хилла, в критерии Цая — By используются предельные напряжения материала слоя при растяжении и сжатии. При построении предельных поверхностей на основании критерия Цая — By используется теория слоистых сред (предполагается, что материал слоя линейно упругий). Метод ограничивается оценкой возможности разрушения композита для заданного напряженного состояния, при этом не делается никаких предположений относительно причин разрушения (т. е. не анализируются компоненты тензора напряжения слоя, соответствующего достигнутому предельному состоянию).

в однонаправленном композите после охлаждения на 153 °С от температуры, соответствующей отсутствию усадочных напряжений. Средние напряжения в направлении армирования в волокне и матрице приблизительно одинаковы, но противоположны по знаку. Максимальные нормальные напряжения в поперечных направлениях выше, чем в направлении армирования и в среднем не равны нулю вдоль любой стороны рассматриваемого повторяющегося элемента структуры. Ни одной из компонент напряжения в данном материале нельзя пренебречь, если учесть, что температурный перепад в 153°С обычен для цикла отверждения промышленного полуфабриката и что предельные напряжения материала матрицы составляют около 69 Н/мм2 (104 фунт/дюйм2).

для коррозионного этапа развития трещины — это такое значение KI, при котором величина напряжения материала непосредственно в вершине трещины или трещиноподобного дефекта пре-

В тех системах, где происходят процессы деформации, интерес представляют напряжения материала (и сами деформации), которые связаны со статически действующими силами.

Такая технология снижает утонение стенки в вершине гофра и создает небольшое утонение во впадине, т. е. стенка гофра становится более равномерной; более равномерно по высоте гофра распределяются и напряжения материала сильфона. При этом, как показывает опыт, повышается их долговечность работы в эксплуатации.

Нахождение геометрических размеров кинематической схемы представляет только одну часть задачи проектирования крана. Наибольшей затраты времени (более 100 ч) требует определение сечений несущих конструкций. При этом следует учитывать силы, возникающие при различных нагрузках, зависящие от вылета стрелы, а также допускаемые напряжения материала. Задача заключается в том, чтобы выполнить статические расчеты элементов, работающих на растяжение и сжатие, и использовать аналогичную программу для возможной оптимизации решения, т. е. нахождения возможно более легкого крана. Исходными величинами для расчета здесь будут длины стержней, высота и ширина полок, толщина листов, нагрузки от ветра, характеристики материала (допускаемые напряжения при заданном виде нагружения) и требуемая надежность.

4 В сопряжениях, допускающих большие напряжения материала. Посадка контактных колец на изоляцию в малых и средних электромашинах. Находит применение для соединения стальных деталей с деталями из легких сплавов и пластмасс