Определение направлений

1. Определение напряженного состояния в конструкции, т. е. определение величины и вида напряжений в элементах конструкций. Эти напряжения состоят из рабочих напряжений, возникающих от внешнего нагружения (вес груза, давление и др.) или связанных с условиями эксплуатации (например, температурные напряжения); собственных напряжений, возникающих при сборке, сварке и т. д.

Расчет тела на прочность неразрывно связан с определением его напряженного состояния. Это необходимо не только в целях нахождения опасной точки и компонент напряженного состояния и ней, но и для суждения о прочности материала в этой точке, так как большинство критериев наступления опасного состояния выражается именно через компоненты напряженного состояния. Для многих тел и схем нагружения определение напряженного состояния в опасной точке сводится к вычислению коэффициентов концентрации напряжений. Эти коэффициенты представляют собой отношение максимального значения какой-либо компоненты тензора напряжений к соответствующему номинальному значению и, таким образом, выражаются безразмерными числами.

Определение напряженного состояния оболочки много сложнее, чем стержня. Оно основывается на решении системы дифференциальных уравнений в частных производных. В нашем курсе мы рассмотрим только две частные задачи, допускающие большие упрощения. Первая из них—задача Ляме — состоит в определении напряженного состояния прямой толстостенной цилиндрической трубы, находящейся под действием внутреннего и внешнего давлений.

Если же силами инерции, возникающими при упругих перемещениях элементарных масс, образующих тело, пренебречь нельзя, то определение напряженного состояния относится к области динамики упругого тела.

Более полные фотоупругие исследования, включающие разделение напряжений и полное определение напряженного состояния в волокне и матрице, были проведены Аллисоном и Хол-левэем [6], а также Стоуном [65]. Они применяли аналогичные модели, используя в качестве материала матрицы аральдит СТ200, а в качестве армирующего волокна дюралюминевую или стальную полосу. Аллисон и Холлевэй изучали волокна как с прямоугольными, так и с закругленными концами. Металлическая

Расчет футеровок на прочность. При проектировании футеровок важное значение имеет определение напряженного состояния системы кожух — футеровка, возникающего при воздействии на футеровку основных эксплуатационных факторов: давления, температуры и набухания. Представление о напряженном состоянии футеровки можно составить, рассматривая футеровочный аппарат как многослойный цилиндр из материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами. При этом делают основные допущения: корпус аппарата работает совместно с футеровкой; материалы многослойного цилиндра однородны, изотропны и деформации их носят упругий характер; величина коэффициента Пуассона для всех слоев принимается одинаковой и равной 0,25; при определении деформаций радиальные напряжения не учитываются ввиду их малости

Определение напряженного состояния и концентрации напряжений в резьбовом соединении аналитическими методами теории упругости связано с математическими и техническими трудностями, обусловленными сложностью формы тел болта и гайки, а также граничных условий. Эффективность метода фотоупругости для определения концентрации напряжений в соединении, как показывает анализ работ [8, 13, 63] и др., невелика, что связано с внесением больших погрешностей в форму деталей (особенно тю шагу резьбы) при изготовлении моделей; эти погрешности искажают действительное поле напряжений в соединении. Поэтому до недавнего времени для оценки прочности соединений использовали в основном данные приближенных расчетов распределения нагрузки и сравнительных усталостных испытаний.

58. Угодчиков А. Г., Бунькова Н. С. Определение напряженного состояния в замковых соединениях типа елочки дисков турбин и компрессоров. — Машиноведение, 1972, № 2, с. 34—36.

Таким образом, при экспериментальном исследовании термоупругого напряженного состояния элементов конструкции не всегда представляется возможным проводить измерения на тех участках поверхности, на которых необходимо знать тепловое и напряженное состояние. В этих случаях измерения ограничены некоторым доступным участком поверхности, в то время как определение напряженного состояния не доступных для измерений участков поверхности, а также и в объеме элемента требует знания теплового состояния всей поверхности. Ниже изложен метод определения теплового состояния поверхности, не доступной для прямых измерений, по найденным из эксперимента деформациям (напряжениям) и температуре на части поверхности элемента. Тепловое состояние в объеме элемента может быть затем найдено решением задачи теплопроводности, а напряженное состояние решением соответствующей краевой задачи термоупругости.

Напряженное состояние многослойных рулонированных оболочек в области упругих деформаций оценивают с помощью разработанных методов теории упругости. При неупругом деформировании многослойных оболочек, которое может иметь место в процессе изготовления (операции намотки, экспандирования) или эксплуатации, определение напряженного состояния расчетным путем, учитывая неоднозначность связей между напряжениями и деформациями, сложный характер нагружения в различных слоях, встречает значительные трудности. Известные экспериментальные методы основаны на использовании модельных материалов или требуют свободного доступа к поверхности исследуемого объекта, что практически .неосуществимо по отношению к внутренним слоям.

§ 2. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЪНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ

Реакции связей, или реактивные силы, отличаются от активных сил тем, что их значение зависит от активных сил и заранее неизвестно. Если связь препятствует перемещению одновременно по нескольким направлениям, то направление реакции также неизвестно. Основная задача статики — определение направлений и значений неизвестных реакций связей.

Рис. 1.80. Определение направлений обработки:

Разработка артиллерийских станций, ведущаяся в ЛЭФИ, в течение 1936—1939 гг. прошла через ряд образцов. Все эти образцы работали по методу непрерывного излучения в диапазоне волн от 18 до 25 см и обеспечивали предельные дальности обнаружения самолетов порядка 25—30 км и определение направлений с точностью от 7° (1936 г.) до 0°,5 (1939 г.). Главным недостатком разработок ЛЭФИ этого периода было то, что они производились на основе принципа непрерывного излучения радиоволн, что энергетически было крайне невыгодно и не позволяло в то время значительно увеличить, дальность действия радиолокационного обнаружения самолетов. До начала Великой Отечественной войны так и не удалось создать совершенный образец артиллерийской радиолокационной станции.

7. Ковальский В. Н., Рыгалин В. Г. Определение направлений разработки технической аппаратуры задания и ана-лиза случайной вибрации. — В кн.5 Современные методы и средства неразрушающего контроля качества изделий. М.: НИИИН, 1975, вып. 8, с. 147 — 153.

Задачи, решаемые методом лаковых покрытий для точек поверхности детали: 1) определение направлений главных деформаций (напряжений); 2) выявление зон, имеющих наибольшие деформации (напряжения); 3) оценка величин деформаций (напряжений) (при применении тарированного покрытия). Уточнение напряженного состояния далее производится с помощью тензометров.

Задачи, решаемые методом лаковых покрытий для зон поверхности детали: 1) определение направлений главных деформаций (напряжений); 2) выявление зон, имеющих наибольшие деформации (напряжения); 3) оценка величин деформаций (напряжений) при применении тарированного покрытия. Уточнение напряженного состояния далее производят тензометрами.

определение направлений осей координат элементов (вычисление углов между полуосями систем координат элементов и осями координат главной системы координат синтезируемой конструкции);

Определение направлений главных напряжений

Определение направлений главных напряжений .... 43

в этих плоскостях обычно указываются величины допустимых дисбалансов. Однако при расчетах сначала определяются допустимые дисбалансы в плоскостях А и В подшипников ротора, исходя из условий их удовлетворительной работы, а затем рассчитываются по их ве.'р чинам допустимые дисбалансы в плоскостях противовесов. Эта задача несколько усложняется тем, что определение направлений остаточных дисбалансов в плоскостях противовесов затруднительно во время балансировки роторов, вследствие чего на практике ограничиваются измерением только их величин. По этой причине величины допустимых дисбалансов в плоскостях противовесов определяются так, чтобы при любых их относительных направлениях дисбалансы в плоскостях подшипников оставались меньше допустимых.

7. Ковальский В. Н,, Рыгалин В, Г. Определение направлений разработки технической аппаратуры задания и ана* лиза случайной вибрации. — В кн. Современные методы и средства неразру-тающего контроля качества изделий. М.: НИИИН, 1975, вып. 8, с. 147—153.