ПРОЧНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ

Физико-химическая механика возникла в 30—40-х годах нашего века и оформилась как самостоятельная научная дисциплина в 50-е годы, в основном в трудах советских ученых, прежде всего академика П. А. Ребиндера с коллективом его учеников и последователей. Объекты исследования и приложения физико-химической механики очень широки. Сюда входят разнообразные природные объекты горные породы и почвы, ткани живых организмов, всевозможные дисперсные системы в химико-технологических процессах (пасты, порошки, суспензии), различные материалы современной техники. Такая широта обусловливается универсальностью дисперсного состояния вещества. Вместе с тем это определяется также универсальной ролью механических свойств в тех случаях, когда важна высокая прочность (материала, конструкции, грунта и т. д.) и когда требуется преодолеть сопротивление деформации и разрушению (в процессах перемешивания, формования, измельчения, механической обработки). [c.306]

Имеются достаточные основания, чтобы для подвесок и решеток, работающих в температурных условиях печей пиролиза, принять в качестве рабочего напряжения в опасном сечении величину 1,2 кГ/ммР- [26] и считать ее за требуемый предел длительной прочности материала— в течение 30—50 тыс. ч (5 лет службы). Кро ме того, как показала практика, подвески в большинстве случае выходят из строя из-за разрушения при изгибе в плоскости наименьшей жесткости, происходящем во время монтажных операций и тепловых деформаций змеевика. Конструкции решеток, разгружающихся при удлинении, подвержены этому значительно меньше. [c.62]

При расчете аппаратов на прочность часто пользуются методом расчета по предельным напряжениям. Наиболее опасно в этом случае такое состояние материала конструкции, когда эквивалентные напряжения в опасных сечениях достигают предела текучести. Это не единственный метод, используемый в расчетах химической аппаратуры на прочность. Достаточно широко используют и другой метод — расчет по несущей способности, идею которого проиллюстрируем следующими примерами. [c.254]

Параметр определяется методами сопротивления материалов, теории упругости, механики трещин и др. и включает в себя компоненты тензора напряжений, зависящие от геометрических характеристик конструкции, внешних силовых нагрузок, упругих свойств материала и др. Коэффициент запаса прочности характеризует уровень напряжений при эксплуатации изделия и устанавливается в зависимости от условий работы на основании статистических данных о работоспособности подобных конструкций. Параметр п косвенно оценивает качество технологии изготовления, расчетов на прочность, материала и др. [c.25]

Полиуретан 0,02—0,2 Те же, что и в (I). Бытовые принадлежности (губки, матрацы и подкладка пальто). Силовые конструкции в авиации и судостроении Обеспечивают наиболее высокую прочность материала [c.232]

Во многих случаях конструктивные размеры определяются требованиями прочности. В случаях, когда существует риск коррозионного растрескивания под напряжением (см. 4.11), необходимо убедиться, что растягивающие напряжения не превосходят верхнего предела, который с точки зрения коррозионного растрескивания допустим для данного сплава. При переменной нагрузке необходимо убедиться, что не превышен предел усталости. Иначе может произойти усталостное или коррозионно-усталостное повреждение (см. ри. 4.11). Опасность растрескивания от коррозии под напряжением, усталости или коррозионной усталости особенно велика там, где имеются концентраторы механических напряжений, например надрезы и маленькие отверстия, а также места резкого изменения формы. Эти неоднородности должны быть учтены путем введения коэффициента формы при силовом расчете размеров конструкции. В случае сварных конструкций необходимо также принимать во внимание, что прочность материала, а также его сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением, усталости и коррозионной усталости в месте шва или около него бывает часто пониженным. [c.94]

При экспозиции на среднем уровне прилива или в условиях полного погружения низколегированная сталь не обладает преимуществами перед углеродистой в отношении коррозии. Для подводной конструкции важное значение приобретает высокая прочность материала. [c.42]

Органические композиционные материалы в процессе продолжительной экспозиции в морской воде обычно не подвергались воздействию точильщиков или других морских организмов, но частично теряли свои механические свойства. Степень этих изменений зависит от ряда факторов, подробно изученных в лабораторных условиях. К их числу относятся тип смолы, армирующего материала и отвердителя, поверхностная обработка армирующего материала, конструкция композита, условия отверждения, содержание смолы и количество полостей. Согласно опубликованным данным правильно изготовленные композиты после нескольких лет экспозиции в океане теряют не более 20 % прочности. Статические или усталостные (циклические) нагрузки в период экспозиции увеличивают эти потери. [c.469]

Морозов Е.М. Расчет на прочность при наличии трещин // В сб. Прочность материа,пов и конструкций. Киев Наукова думка, 1975. С. 323-333. [c.275]

Аналогичные коэффициенты запаса прочности используют при расчетах на сопротивление вязкому, квазихрупкому и хрупкому разрушению при наличии дефектов сплошности материала конструкции, при расчетах на сопротивление зарождению трещин усталости [17] и расчетах в рамках концепции ТПР. При этом коэффициенты запаса применяют для определения не только допустимых напряжений, но и числа циклов нафужения (при расчетах на сопротивление зарождению трещин усталости), допустимой температуры эксплуатации (при расчетах на сопротивление хрупкому разрушению) и т. п. [c.74]

Прочность — свойство конструкции (или материала) сопротивляться механическим нагрузкам без разрушения с сохранением формы и целостности. При определении прочности конструкции необходимо учитывать влияние среды, температуры, физических полей, старения материала, время эксплуатации [c.12]

Если материал конструкции склонен к разрушению по хрупкому механизму, и в конструкции содержится трещина с размерами а и с (рис. 31), условие прочности такой конструкции [4] [c.59]

На наш взгляд, основные причины недостаточно широкого практического применения вероятностных методов оценки прочности заключаются в отсутствии четкого понимания целей, возможностей, достоинств, области применения и ограничений вероятностных методов и в отсутствии четких представлений об остаточной дефектности материала конструкции и количественных методов ее оценки. [c.200]

Особые требования предъявляются к термоциклической прочности и коррозионной стойкости основного материала конструкций и сварных соединений колонн, испарителей, теплообменников, фильтров, адсорберов (рис. 1.1-1.5). [c.199]

В соответствии с нормами оценка прочности корпусных конструкций проводится, в частности, по такому предельному состоянию, как пластическая деформация или деформация ползучести по всему сечению. При проведении поверочного расчета (см. гл. 2), позволяющего уточнить геометрическую форму конструкции, напряжения рассчитываются, как правило, в предположении упругого поведения материалов и в том случае, если они по расчету превышают предел текучести материала. Местные напряжения и деформации в зонах концентрации в упругопластической области определяются через номинальные и местные в упругой области. [c.129]

Строгой зависимости между пределом усталости и пределами прочности материалов не обнаружено, но чем выше прочностные характеристики, тем выше и пределы усталости. Однако, высокопрочные материалы обладают повышенной чувствительностью к концентрации напряжений, которая может свести на нет их преимущества в прочности. Поэтому конструкцию таких деталей следует освобождать от влияния концентраторов и прорабатывать с особой тщательностью. С увеличением прочности материала возрастает и его чувствительность к состоянию поверхности. Конструктор располагает обширным арсеналом мер, позволяющих повысить усталостную прочность и надежность работы деталей. Среди них отметим следующие [c.92]

Для многих типовых конструкций значения коэффициентов запаса регламентированы стандартами или рекомендуются в технической литературе. Например, в общем машиностроении коэффициент запаса по допускаемым напряжениям, который берется от предела текучести или от предела прочности материала, советуют принимать в диапазоне от 1,5 до 2,5. [c.174]

КОНСТРУКЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ (от лат. С0П811 ис11 0 — Т 0-строение, строение) — прочность. материала конструкции с учето.м конструкционных, металлургических, технологических и эксплуатационных факторов. Характеризует осн. качества, определяющие надежность (см. Надежность. чатериалов), долговечность (см. Долговечность. материалов) и экономическую эффективность конструкции. К. п. обычно меньше собственно проч юсти материала, что связано с масштабны.ч фактором прочности, влиянне.м источников концентрации напряжений и анизотропией материала конструкции. На К. н, влияют методы получения заготовок конструкции [c.613]

С максимальным напряжением. Если эти напряжения превыщают прочность материала, конструкцию упрочняют тем или иным путем и опыт повторяют. Эффективность различных прозрачных смол при таких исследованиях не одинакова наилучщим материалом для подобных работ является фенольная смола, называемая каталином . [c.141]

На фиг. 72, б показаны две полосы для проведения испытаний на разрывной машине. Одна полоса склеена, другая соединена заклепками. При одной и той же нагрузке 610 кг у клепаной полосы заклепки срезались. Для склепанных или сварных соединений механическая прочность швов составила незначительную часть от прочности основного материала, тогда как склеенные части имеют почти ЮОУочную прочность материала. Конструкции из высококачественного алюминия не сваривают, так как нагрев снимает результаты предварительной облагораживающей обработки. [c.159]

Параме1р а определяется методами сопротивления материалов, теории упругости, механики трещин и др. и включает в себя компоненты тензора напряжений, зависящие от геометрических характеристик конструкции, внешних силовых нагрузок, упругих свойств материала и др. Коэффициент запаса прочности характеризует уровень напряжений при эксплуатации изделия и устанавливается в зависимости от условий работы на основании статистических данных о работоспособности подобных конструкций. Параметр п косвенно оценивает качество технологии изготовления, расчетов на прочность, материала и др. За предельное напряжение а р принимается одно из значений компонентов тензора напряжений или их определенное сочетание, при котором наступает текучесть, разрушение или нарушение первоначальной формы изделия. Обычно в условиях статического нагруж ения за величину стпр принимают либо предел текучести СТт, либо временное [c.98]

Термическое расширение футеровки. Термическое расширение футеровочных материалов является свойством, которое различно для каждого материала и зависит от температуры. На рис. 8 приведены кривые термического расширения различных футеровочных материалов. Значительное число повреждений и разг рушений футеровок связано с термическим расширением ее составляющих частей. Повреждения эти проявляются преимущественно в виде выпучин стен, трещин футеровки, изгиба и разрыва частей каркаса, сдвига опор частей каркаса и т. д. Термическое расширение футеровки имеет существенное значение для прочности всей конструкции печи. Например, футеровка вращающейся цементной печн выполняется в виде замкнутого цилиндрического кольца и располагается внутри металлического корпуса. В результате термического расширения огнеупоров она испытывает значительные напряжения, которые могут привести (при недостаточной ширине температурных 100 [c.100]

Пpo мo тью в широком смысле понятия называется способность материала, конструкций и их элементов сопротивляться в опре/ ,1 ленных пределах разрушениям и остаточным деформациям от механического воздействия (воздействия напряжения). Расчет )лементов конструкций на прочность составляет задачу курса сопротивления материалов, к которому читатель и отсылается. [c.271]

Классификация сыпучих материалов по их комплексным характеристикам, Рассмотренные выше комплексные характеристики — сыпучесть и аэрируемость — отражают влияние большинства свойств сыпучих материалов. Однако для большей полноты и классификации указывают третью комплексную характеристику— способность образовывать устойчивые сводовые структуры, вызывающие зависание материала над выпускным отверстием. Прочность сводовых структур зависит от физико-механических свойств сыпучего материала, конструкции аппарата или бункера, продолжительности действия статических нагрузок и т. д. [c.51]

Катастрофа в Фейзене была вызвана (в частности. - Ред.) ошибкой в конструкции системы отбора проб когда начался пожар под резервуаром, содержащим 450 т пропана, закрыть вентиль, через которьп проводился отбор пробы, оказалось невозможным. Несмотря на то что во время пожара сработал предохранительный клапан на аварийном резервуаре, прочность материала верхней части резервуара под действием тепловой нагрузки пожара уменьшилась, в результате чего произошел разрыв оболочки резервуара, приведший к гибели большого числа пожарных. [c.579]

Конструкции корпуса и других элементов реактора существенно зависят от давления, при котором протекает реакция. Реакторы низкого давления (контактные аппараты, конвертеры) имеют обычно сравнительно тонкостенный сварной цилиндрический корпус, непосредственно к которому крепят решетчатые полки с катализатором. Штуцера для подвода и отвода реагентов обычно приварены к боковой стенке корпуса, В качестве корпусов реакторов высокого давления (10—100 МПа) применяют цельнокованые, ковано-сварные или многослойные сварные цилиндрические толстостенные сосуды (из стали 22ХЗМ), закрытые массивными плоскими крышками (рис, 4,40), Реагенты подводят и отводят через крышки боковые штуцера применяют редко. Для герметизации соединения корпуса и крышки в последнее время используют преимущественно двухконусный самоуплотняющийся затвор, Такие реакторы применяют в основном для синтеза аммиака и метанола (колонны синтеза). Реакция происходит в катализаторной коробке (насадке колонны), закрепленной с зазором относительно корпуса, В зазоре циркулирует холодный синтез-газ, охлаждающий корпус и стенку катализаторной коробки и этим защищающий их от перегрева и соответствующей потери прочности материала стенки, а также от температурных напряжений. Создание крупных колонн синтеза и агрегатов большой единичной мощности обусловлено развитием сварочной техники, в частности электрошлаковой сварки, позволяющей сваривать толстые детали. [c.286]

В процессе эксплуатации трубчатые змеевики длительное время испытывают действие высоких температур при нагрузках как постоянных, так и изменяющихся во времени. Очевидно к последним следует отнести напряжения и деформации в змеевиках, обусловленные развитием таких критических явлений, как коксообразование на внутренней поверхности, наружное обгорание печных труб и др. В практических случаях повреж-денность таких конструкций оценивается по пределу длительной прочности материала, так как последняя является основной характеристикой раз-рушенм, иллюстрирующей зависимость времени до разрушения от напряжения и температуры [17]. [c.216]

Контрмеры против коррозионного растрескивания под напряжением имеют целью исключить либо напряжение растяжения, либо коррозионную среду, либо, если возможно, и то, и другое. Обычной мерой является отжиг для снятия внутренних напряжений, в процессе которого остаточные н яжевия в конструкции уменьшаются до безопасного уровня. При этом условии, температуру и время отжига выбирают так, чтобы остаточные напряжения снизились до удовлетворительного уровня, но не пострадала прочность материала. Для меди, например, во многих случаях подходит термообработка при 300 °С в течение 1 ч для нержавеющей стали требуется более высокая температура (около 500 С). [c.34]

Существующие поликристаллические материалы с аксиальной текстурой соответствуют модели идеальной ТИС лишь с той или иной степенью приближения. Четкая текстура, близкая к идеальной, обнаруживается только в образцах, исследуемых на разрыв, т.е. при напряжениях, близких к пределу прочности материала. В реальных конструкциях режимы нагружения деталей не столь экстремальны. Например, затяжка болтов производится при существенно меньших напряжениях, в идеале близких лишь к пределу текучести. Текстура, образующаяся при таких напряжениях, оказывается гораздо менее четкой и характеризуется достаточно большим углом рассеяния. Поэтому для корректного теоретического описания реальной тек-стурированной среды необходимо рассмотреть модель ТИС с текстурой, обладающей рассеянием, и проанализировать зависимость между значениями акустоупругих коэффициентов и углом рассеяния текстуры. Как показано выше, акустоупругие коэффициенты идеальной ТИС выражаются через ее упругие модули с помощью формул (2.306) - (2.308). Очевидно, чтобы получить аналогичные выражения для ТИС с рассеянием текстуры, необходимо вначале установить, как ее упругие модули соотносятся с углом рассеяния текстуры. [c.77]

Переносный акустический твердомер АИСТ-МИФИ позволяет проводить оперативный эксплуатационный контроль и диагностику состояния материала конструкций посредством определения твердости материала в наиболее напряженных зонах. Принцип работы прибора заключается в определении сдвига частоты механического резонанса щупа, приводимого в контакт с поверхностью контролируемого объекта. От известных аналогов прибор выгодно отличается большей прочностью и надежностью щупа, простотой его уста -новки, значительно меньшим механическим воздействием на поверхность металла благодаря небольшой нагрузке на щуп, малой массой и габаритами, существенно меньшей стоимостью. [c.283]

Снижение прочности материала по мере увеличения числа нафу-жений N обычно характеризуют кривой усталости a J = / (ТУ), получаемой в результате испытаний гладких образцов до разрушения. При изображении в полулогарифмических координатах зависимость (1 N) представляе собой ломаную линию с характерными точками перелома А и В ( рис.9.2.1). Для сталей при знакопеременном цикле нафужения верхний перелом чаще всего наблюдается в интервале 5-10 тысяч циклов, нижний — при 1,5-4 миллиона циклов. В соответствии с этим обычно различают три характерных случая нафужения монотонное однократное (статическое), малоцикловое (повторностатическое) и многоцикловое (усталостное). К первому относят конструкции, исньггывающие в процессе эксплуатации до 10 циклов нафужений, ко второму — до 10 . .. 10 и к третьему — 10 ... 10 и более нафужений. [c.299]

На статистический разброс характеристик прочности и ресурса конструкции влияет большое число факторов, однако, можно выделить несколько из них, оказывающих решающее влияние. Например, статистический разброс прочностных характеристик материала, характеристик условий эксплуатации, прежде всего термосиловых и коррозионных, а также характеристик остаточной дефектности материала конструкции, содержащей сварные соединения, литые или другие элементы, в которых под действием технологии изготовления или условий эксплуатации могут возникнуть несплошности. [c.70]

Сопротивление конструкции коррозии обеспечивается соответствующим выбором материалов, способных обеспечить длительную эксплуатацию в заданной среде. Правильность выбора материала подтверждается результатами аттестационных испытаний материала (см. разд. 1.1.). Выбор материала конструкции осуществляют таким образом, чтобы исключить в эксплуатации локальные виды коррозии и межкристаллитное растрескивание. Допускается общая коррозия, ослабление конструкции которой учитывается прибавкой на толщину стенки. Рекомендуемые в Нормах прочности АЭС [4] значения прибавок указаны в табл. 6. Кроме прибавки предусмотрены прибавка С , равная отрицательному допуску на толщину стенки и прибавка учитывающая возможное угонение полуфабриката при изготовлении. Проектная толщина стенки, таким образом, равна [c.62]

При температурах, не вызывающих ползучесть материала конструкции, расчет по указанным предельным состояниям проводят с использованием кратковременных характеристик прочности, пластичности и сопротивления деформированию материала, не зависящих от времени. Исключение "составляет учет деформа1щонного старения и облучения при расчете сопротивления хрупкому разрушению и появлению макро- при циклическом нагружети. Если эксплуатация оборудования и трубопроводов происходит при температурах, вызывающих ползучесть материала, то расчет проводят по указанным предельным состояниям с использованием характеристик кратковременной и длительной прочности, кратковременной и длительной пластичности и ползучести. [c.15]

Выше показано, что для осесимметричных корпусных конструкций энергетического оборудования, сосудов давления и их узлов, в которых по условиям прочности и надежности не допускается развитие в значительном объеме материала пластичес1 их деформаций, может быть эффективно выполнен расчет по теории малых упругопластических деформаций. При этом учитывается, что эта теория имеет особое значение при исследовании начала процесса пластической деформации и менее эффективна в случае оценки прочности по предельному состоянию при развитых пластических деформациях в большом объеме материала конструкции [7]. [c.214]

Предположение (7.7) существенно эашжает местные деформации, что идет не в запас прочности и не рекомедуется к использованию при расчетах прочности ответственных конструкций. Решение (7.8) дает более высокие величины местных деформаций и напряжений, чем уравнение (7.9). Последнее, в свою очередь, завышает результаты по мере увеличения а , уровня номинальных напряжений, снижения показателя упрочнения материала в неупругой области. Эго позволило рекомендовать урав- [c.218]