Распределения деформаций

где w(t) — форма волны, которая, по существу, есть закон распределения действующих напряжений, если рост трещины за цикл мал. Теперь проинтегрируем уравнение (5.54) по

Для детали с малым радиусом надреза концентрация напряжений существенно • выше. В этом случае кривая распределения напряжений более крутая (кривая ABC на рис. 20,6). Увеличение номинальной нагрузки (параллельный перенос) по вертикали кривой ABC до совмещения точки В с точкой /) в этом случае дает иное взаимное расположение кривых GJK.L и /Я/. Действительно, рассматривая распределение напряжений в области правее точки /, обнаружим, что действующие напряжения (точка К) оказываются ниже напряжений, необходимых для развития усталостной трещины (точка Я). Таким образом, усталостная трещина в этих условиях развиваться не будет. Из приведенного анализа можно сделать вывод, что единственным условием распространения трещины является совпадение в рассматриваемой точке кривой распределения действующих напряжений с кривой напряжений, необходимых для распространения трещины.

В общем случае распределения действующих напряжений могут аппроксимироваться различными одно и двухнараметрическими законами (а,том числе'Однонараметрическими с «порогом чувствительности»),,.,^ распределения пределов .выносливости —двух- и трех-параметри.че^кими -г- нормальным: и логнормальным без «порога» и с «порогом чувствительности,»;, Вейбудла, Гумбеля и др. [7]. . Статистический анализ влияния: различных законов распределения действующих напряжений и гнределов выносливости на вероятность'.разрушения и статистидас-кие! запасы прочности (6) и сопоставление -с запасами по~ средним значениям п показали следующее [6]:

а) влияние закона распределения действующих напряжений на вероятность,Аразруше^вя .значительно слабее вариации нагрузки;

Проведен статистический анализ влияния различных законов расдределення действующих напряжений и пределов выносливости на вероятность разрушения и статистические апасы прочности, который показал, что влияние закона распределения действующих напряжений на вероятность разрушения существенно слабее вариации нагрузки. Показано, что при нормальном законе распределения логарифмов действующих напряжений и пределов выносливости преобладающее влияние на вероятность разрушения и минимальные статистические запасы оказывает дисперсия нагрузки. Установлено, что при высоких значениях рассеяния действующих напряжений даже значительное увеличение среднего запаса не приводит к увеличению минимального запаса прочности.

1) равномерного распределения действующих усилий по сечению детали путем придания деталям форм равного сопротивления;

Характер распределения действующих сил при этом тоже нарушается.

В этих условиях даже принципиально новые предложения, возникавшие при отсутствии ясной картины распределения действующих усилий по отдельным деталям корпуса и при неумении производить расчеты их прочности, не могли получить правильного и широкого применения. Из поля зрения иностранных судостроителей полностью выпал вопрос об обеспечении устойчивости относительно тонких металлических связен при их сжатии. Еще 1744 г. Леонард Эйлер в «Известиях Санкт-Петербургской Академии наук» опубликовал работу, в которой доказал, что при некотором значении сжимающей силы прямолинейная форма равновесия оси стержня становится неустойчивой: небольшой эксцентриситет (смещение точки приложения сжимающей силы но отношению к прямолинейной оси стержня), незначительная поперечная нагрузка вызывают изгиб стержня, последствия которого не исчезают после устранения соответствующих причин явления.

Заметим, что к таким разрушениям относятся также случаи,, когда траектория трещины заранее рассчитана, исходя из распределения действующих на стекло усилий (см. подразд. 2). «Проектирование разрушения», исходя из распределения действующих на стеклр усилий и физико-механических свойств стекла, позволяет выяснить главные направления знерговыде-ления. Учет локальных свойств нагружаемой системы позволяет" выяснить главные направления энергозатрат на разрушение. Главными здесь названы направления, вдоль которых предполагается развитие магистральной трещины. Ответвления и локальные разрушения не проектируются. В простейшем случае можно выделить два главных направления: направление максимального энерговыделения (при этом энергозатраты считаются постоянными во всех направлениях) и направление минимальных энергозатрат (при этом энерговыделение считается постоянным).

Если плотность распределения действующих и опасных напряжений подчиняется нормальному распределению, то

где / (о) — плотность распределения действующих напряжений; N (о) — предельное число циклов нагружения при урбвне напряжений о",

Тогда закон распределения деформаций w = K*q будет иметь вид

При температурах ниже температуры начала рекристаллизации, наблюдается явление, называемое возвратом. При возврате (отдыхе) форма и размеры деформированных, вытянутых зерен не изменяются, но частично снимаются остаточные напряжения. Эти напряжения возникают из-за неоднородного нагрева или охлаждения (при литье и обработке давлением), неоднородности распределения деформаций при пластическом деформировании и т, д. Остаточные напряже-

Стыковые соединения элементов плоских и пространственных заготовок наиболее распространены. Соединения имеют высокую прочность при статических и динамических нагрузках. Их выполняют практически всеми видами термической и многими видами термомеханической сварки. Некоторая сложность применения сварки с повышенной тепловой мощностью (автоматической под флюсом, плазменной струей) связана с формированием корня шва. В этом случае для устранения сквозного прожога при конструировании соединений необходимо предусматривать съемные и остающиеся подкладки. Другой путь — применение двусторонней сварки, однако при этом необходимы кантовка заготовки и свободный подход к корневой части сварного соединения. При сварке элементов различных толщин кромку более толстого элемента выполняют со скосом для уравнивания толщин, что обеспечивает одинаковый нагрев кромок и исключает прожоги в более тонком элементе. Кроме того, такая форма соединения работоспособнее вследствие равномерного распределения деформаций и напряжений.

Отмечается заметная неравномерность распределения деформаций (рис. 3.6) и напряжений (рис. 3.7). На внешней поверхности обечайки с меньшим диаметром деформации и напряжения принимают свое максимальное значение непосредственно в сварном стыке в зоне перехода от металла шва к основному металлу. Это касается как окружных (ае,8е), так и продольных (CTZ,?Z), и эквивалентных (GJ) напряжений и деформаций. По мере удаления от стыка напряжений и деформаций вначале снижаются, затем на определенном расстоянии начинают расти, достигая номинальных значений.

Изменение деформаций тела прекратится только тогда, когда возникшие внутри тела упругие силы достигнут величины, нужной для того, чтобы всем частям тела сообщить ускорения, необходимые для движения по окружности. Далее равномерное вращение будет происходить при неизменной деформации пружины и тела. Но величины деформаций пружины и тела и характер распределения этих деформаций будут различны. Если массой пружины по сравнению с массой тела можно пренебречь, деформация пружины будет однородна. Что же касается распределения деформаций во вращающемся теле, то в случае удлиненного тела (длина которого, однако, мала по сравнению с радиусом вращения) при условии, что сила, действующая со стороны пружины, распределена равномерно по всему сечению, тела, характер деформации будет примерно такой же, как и в случае прямолинейного движения такого же тела с ускорением /=
Чтобы выяснить характер ( распределения деформаций в бегущей волне, нужно принять во внимание, что величина деформации сжатия стержня, вызван- ' ной колебаниями, зависит не от абсолютных величин смещения соседних сечений стержня, а от того, как быстро изменяется смещение от сечения к сечению. Там, где смещение наибольшее (в сечениях /, Г), стержень вообще не деформирован. Наоборот, в сечениях 2, 2', где смещение проходит через нуль, деформация оказывается наибольшей. Максимумы деформаций в бегущей волне совпадают с минимумами смещений, т. е. с максимумами скоростей.

2) Небольшое одномачтовое парусное судно с 2-3 треугольными передними парусами (стакселем, кливером и летучим кливером). Т. наз. также малый одномачтовый воен. корабль парусного флота (дл. 22-28 м, шир. 3,5-5 м, водоизмещение до 200 т). В период Вел. Отечеств, войны Т. наз. суда грузоподъёмностью 15-30 т, приспособл. для перевозки войск, грузов и высадки десанта на необорудов. берег. ТЕНЗОДАТЧИК (от лат. tensus - напряжённый, натянутый и датчик] -датчик, воспринимающий деформацию твёрдого тела, преобразующий её в электрич. сигнал и передающий для регистрации. Наиболее распространены Т. сопротивления, действие к-рых осн. на св-ве тензоре-зисторов при деформации (растяжении или сжатии) изменять своё электрич. сопротивление. Конструктивно Т. сопротивления представляет собой решётку из проволоки (кон-стантан, сплавы на основе никеля и молибдена, легир. нихромом, и др.), к-рая жёстко скрепляется с исследуемой деталью (напр., приклеивается или приваривается к исследуемой конструкции). Воспринимаемые Т. изменения в детали передаются решётке, деформация к-рой преобразуется в электрич. сигнал. ТЕНЗОМЕТР (от лат. tensus - напряжённый, натянутый и ...метр) -прибор, применяемый для исследования распределения деформаций в деталях машин, конструкций и сооружений, а также при механич. испытаниях материалов. Различают механич. Т., используемые гл. обр. для

ТЕНЗОМЕТР (от лат. tensus — напряжённый, натянутый и греч. metreo — измеряю) — прибор, применяемый для исследования распределения деформаций в деталях машин, конструкций и сооружений, а также при механич. испытаниях материалов. По способам приведения измеряемой величины к виду, удобному для регистрации и отсчёта, различают механические и электрические Т. Механич. Т. различных систем состоят из комбинации рычагов с различными отсчётными и регистрирующими устройствами; используются гл. обр. для определения прочностных хар-к упругих материалов. Электрич. Т. позволяют дистанционно измерять статич. и динамич. деформации в сложных условиях (в агрессивных средах, при высоких или низких темп-pax и давлениях и т. п.).

2.3. Характер распределения деформаций е; (;' = 1, 2) по длине и толщине образца при испытаниях композиционных материалов на растяжение [62]

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при растяжении слоистых материалов с относительно невысокой степенью анизотропии упругих свойств, присущей ортогонально-армированным материалам, характер распределения деформаций по длине и толщине образца мало зависит от его формы (параметра т^. Так, для стеклопластика АГ-4С с укладкой волокон 5 : 1 при нагружении в направлении большей степени ориентации волокон изменение значений тг в 1,7 раза практически не сказывается на относительном изменении деформаций нижней и верхней поверхностей (т) = ±1) рабочей части образца. Относительные показатели деформаций при ц = 0 образцов-лопаток незначительно выше, чем образцов-полосок. Примерно то же наблюдается в случае испытаний ортогонально-армированных углепластиков. Увеличение степени анизотропии упругих свойств способствует повышению чувствительности относительных деформаций к изменению формы образца. Это хорошо иллюстрируют данные, полученные при растяжении образцов из однонаправленных углепластиков в направлении волокон.

Характер распределения деформаций также существенно зависит от структуры армирования образца. По степени анизотропии упругих свойств пространственно-армированные материалы, образованные системой двух нитей, мало отличаются от ортогонально-армированных, но различие в изменении значений относительных деформаций у них существенное. Это свидетельствует о том, что при растяжении образцов из пространственно-армированных материалов имеет место