Одноосных напряжений

Аболинын Д. С., Тензор податливости однонаправленно армированного упругого материала, Мех. полим., № 4 (1965).

Рис. \Л. Влияние возрастания глубины диффузионного проникания на усталостную прочность сгтах алюминия 6061-0, однонаправленно армированного бором (40%); R = 0,2; величина ^"увеличивалась от 500.Ю-8 до 1000.10-* см в течение 15-часового отжига [26].

Расчетная модель однонаправленно армированного монослоя показана на рис. 5.1.1. Такие монослои являются структурными элементами композитных элементов конструкций. Для расчета конструкций, состоящих из таких элементов, важно знать их механические свойства.

Упругие характеристики однонаправленно армированного слоя определяются как упругими

При определении упругих характеристик однонаправленно армированного слоя принимаются следующие условия: 1) связующее является изотропным материалом, а волокна могут быть изотропными или трансверсально изотропными; 2) волокна непрерывные, параллельные, прямые, распределены равномерно и имеют круглое поперечное сечение; 3) между волокнами и связующим существует жесткое сцепление;

и коэффициенты Пуассона Vj2 и vj3 определяются с использованием двоякопериодической расчетной модели однонаправленно армированного пластика (рис. 5.1.2, а). Повторяющийся атемент структуры разделен на тонкие параллельные слои (рис, 5.1.2, б).

При известных значениях Е\, &i и \\i коэффициент Пуассона V2i однонаправленно армированного пластика

Модуль сдвига в плоскости изотропии однонаправленно армированного пластика может быть найден по зависимости

осевом нагружении волокна однонаправленно армированного монослоя практически находятся в одноосном однородном напряженном состоянии. [На таком допущении основан критерий (5.1.59).]

Формула (5.1.71) может быть также использована для определения прочности органических волокон при продольном сдвиге по экспериментально установленной прочности однонаправленно армированного органопластика т12. Получаем

Схема разрушения однонаправленно армированного монослоя при поперечном сжатии показана на рис. 5.1.13.

2) гипотеза одноосных напряжений, согласно которой в свариваемых пластинах возникают лишь напряжения ах;

Магнитоупругий метод определения остаточных напряжений основан на зависимости магнитной проницаемости объема металла от значения действующего в данном объеме остаточного напряжения. Этот метод можно использовать лишь для металлов, обладающих магнитными свойствами. Достоверные результаты получают при измерении остаточных одноосных напряжений в основном металле сварного соединения. Применение этого метода для определения остаточных напряжений в шве и околошовной зоне может приводить к заметным погрешностям. Это объясняется тем, что магнитная проницаемость в шве и околошовной зоне после сварки изменяется по сравнению с ее значением до сварки не только под действием возникших остаточных напряжений, но и вследствие изменения химического состава шва, роста зерна, изменения структуры околошовной зоны и других явлений.

лить упругие постоянные Е, G, К, v и, следовательно, оценить поведение материала в условиях напряженного состояния. Точные измерения скоростей волн дают возможность определить также упругие постоянные высшего порядка, зависимости деформаций от напряжений. Такие измерения скорости могут поэтому коррелировать с напряжениями растяжения или сжатия, а также внутренними напряжениями или текстурой материала. В общем виде линеаризированное, уравнение, связывающее относительное изменение скорости распространения УЗ волн от одноосных напряжений, можно записать следующим образом:

где Р — акустоупругий коэффициент одноосных напряжений, зависящий от

Примечание. В числителе приведен интервал значений (или одно значение) эквивалентных напряжений по Мизесу (де) в изотропной составляющей модели материала, в знаменателе — одноосных напряжений (о"~) в сетчатой составляющей.

По принципу действия магнитоупругие датчики можно разделить на две группы. К первой относятся те, в которых изменение намагниченности регистрируется в направлении приложенного магнитного поля, а ко второй — в направлении, перпендикулярном направлению поля. Датчики последнего типа называют часто анизотропными [2]. Однако если проявление магнитоупругого эффекта для первого типа датчиков изучено достаточно подробно i[l—3], особенно для случая наложения одноосных напряжений растяжения — сжатия, то проявление анизотропного магнитоупругого эффекта почти не исследовано, несмотря на то, что в практике нашли более широкое применение именно датчики второго типа. Это объясняется тем, что для исследования проявления магнитоупругого эффекта необходимо создать некоторый угол между направлением при-

Следует отметить достаточно высокую избирательность перпендикулярной составляющей индукции В_ц к ориентации измеряемых механических напряжений. На рис. 2 представлены измеренные значения В± при закручивании и растяжении стальной (сталь 40ХН) трубки. Кривая 1 представляет собой зависимость В± в поле Ятах=120э от величины касательных напряжений, кривая 2 — от величины одноосных напряжений

Дисперсионнотвердеющие нержавеющие стали подвергались напряжениям, эквивалентным от 35 до 85 % их пределов текучести. Стали экспонировались в морской воде на поверхности, на глубине 760 и 1830 м в течение различных периодов времени. Данные об этих испытаниях приведены в табл. 126. Для некоторых сплавов в целях наложения на них остаточных напряжений в центре образцов с размерами 15,2Х Х30.5 см были сделаны круговые сварные швы с неснятым напряжением диаметром 7,6 см. В других образцах были сделаны поперечные стыковые швы с неснятым напряжением в целях имитации напряжений, возникающих в процессе конструирования или промышленного производства. Эти остаточные напряжения были многоосными в отличие от одноосных напряжений с точно вычисленными значениями, которым подвергались образцы из табл. 125. Кроме того, значения этих остаточных напряжений было невозможно определить. Образцы со сварными швами экспонировались в морской воде в тех же условиях, что и образцы, приведенные в табл. 125. Результаты испытаний приведены в табл. 126.

Примечание. В числителе приведен интервал значений (или одно значение) эквивалентных напряжений по Мизесу (де) в изотропной составляющей модели материала, в знаменателе — одноосных напряжений (о"~) в сетчатой составляющей.

доказано отсутствие вредного влияния одноосных напряжений при работе указанных конструкций при переменных и ударных нагрузках.

остаточных одноосных напряжений. Чем жестче поле остаточных напряжений, тем медленнее идет процесс релаксации. На рис. 15 показано уменьшение остаточных напряжений в функции времени для систем с различной степенью жесткости. Наиболее жесткие системы с трехосными остаточными напряжениями релаксируются наиболее медленным темпом.