Сложнонапряженное состояни

Для анализа сложнонапряженного состояния в случае плоского нагружения целесообразно использовать диаграмму (или круг) Мора. На рис. 11.12, а показано, что достижению состояния текучести могут соответствовать различные комбинации главных напряжений, в частности этому отвечают напряженные состояния, характеризуемые парами главных напряжений ст и или а. и и изображаемые в виде двух окружностей равного диаметра, касающихся поверхности, которая отвечает пределу текучести. При построении этого рисунка предполагалось, что выполняется критерий текучести Треска, критическая поверхность для которого при плосконапряженном состоянии вырождается в две прямые, параллельные оси абсцисс. [c.262]

Прочность и долговечность являются важнейшими свойствами полимерных материалов. Прочность реальных материалов не является материальной константой, так как зависит от многих факторов — времени или скорости действия нагрузки, температуры, вида напряженного состояния и др. Можно назвать две основные причины этого. Первая — существование во всех реальных материалах структурных дефектов и прежде всего микротрещин. Вторая — термофлуктуационный механизм разрыва химических связей. Соответственно этому возникли два подхода к прочности твердых тел механический и кинетический. Механический подход имеет свои достоинства и недостатки. Так, механика разрушения является основой инженерных методов расчета прочности деталей и конструкций, находящихся в сложнонапряженном состоянии. Математическая теория трещин, позволяющая рассчитывать перенапряжения вблизи микротрещины, является большим достижением механики разрушения. В то же время механический подход оставляет в стороне физические атомно-молекулярные механизмы разрушения и физическую кинетику разрушения в целом. Кинетический подход исходит из термофлуктуационного механизма разрушения, общего для всех твердых тел, в том числе и для полимеров. Суть этого механизма заключается в том, что химические связи в полимере разрываются в результате локальных тепловых флуктуаций, а приложенное напряжение увеличивает вероятность разрыва связей. [c.331]

Механический подход как основа различных инженерных теорий, применяемых для расчета прочности образцов различных форм, различных деталей машин и изделий, находящихся в сложнонапряженном состоянии, характеризуется тем, что разрушение рассматривается как результат потери устойчивости образцов или изделий, находящихся в поле внешних и внутренних напряжений [11.2—11.5]. Считается, что для каждого материала имеется определенное предельное напряжение (или комбинация компонентов тензора напряжения), при котором изделие теряет устойчивость и разрывается. Это напряжение принимается за критерий прочности материала или изделия. [c.283]

Для сложнонапряженного состояния локальное напряжение вблизи вершины трещины определяется коэффициентом интенсивности напряжений [11.2 11.5 11.11 11.13] [c.313]

Повторяя в общих чертах ход рассуждений, приводящих к уравнению (34), но исходя из скорректированной с учетом уравнения (40) записи теоремы вириала, получим уравнение сложнонапряженного состояния твердого тела [c.19]

Эти факторы тесно взаимосвязаны и действуют на объект комплексно. Большое разнообразие агрессивных сред, широкий интервал температур и сложнонапряженное состояние покрытий требуют в каждом конкретном случае детального анализа внешних эксплуатационно-технологических воздействий на конструкцию с покрытием, для выбора предельного состояния. [c.45]

Вид этого ядра с двумя материальными константами характерен для современных расчетов релаксации и ползучести. Чем больше членов ряда применяют в расчетах, тем точнее результат. Обычно ограничиваются несколькими членами ряда. Такой вид ядра позволяет механикам рассчитывать сложнонапряженные состояния материала. [c.208]

Фрикционный износ характерен для высокоэластичных материалов, проявляется в скатывании и возникает при механическом повреждении и разрушении поверхности резины при трении об относительно гладкую поверхность контртела. Фрикционный износ является самым интенсивным и происходит при относительно высоком коэффициенте трения между истирающей поверхностью и резиной. При сильном трении в результате местной деформации истираемой поверхности появляются складки и выступы, разрушение начинается с возникновения трещин, перпендикулярных направлению растягивающего усилия там, где поверхностные слои находятся в сложнонапряженном состоянии и при наибольшем растяжении. Рост трещин происходит под действием относительно небольших усилий. Постепенное раздирание приводит к относительному перемещению слоев в контакте, без общего проскальзывания, образованию скаток и их отделению при значительных усилиях. Наиболее стойки к фрикционному износу резины с высокими прочностью и сопротивлением раздиру. [c.155]

Анализ выражений (2.210) - (2.214) показывает, что в случае сложнонапряженного состояния для определения а,,, [c.61]

Стандарт устанавливает четыре метода испытаний [290] при постоянной нагрузке при постоянной деформации с остаточными сварочными напряжениями при сложнонапряженном состоянии. [c.491]

Образцы пластмасс с развитой пластичностью при сжатии приобретают бочкообразную форму (рис. 17, б). Очевидно, что в плоскости наибольшей деформации также, как и в предыдущем случае развивается сложнонапряженное состояние с одновременным действием как сжатия, так и растяжения в поперечном направлении. [c.92]

Работоспособность насосно-компрессорных и обсадных колонн оценивается по максимально допустимым напряжениям, которые они могут выдержать. Насоснокомпрессорные трубы в скважинах находятся в сложнонапряженном состоянии под действием собственного веса, внутреннего давления и других факторов. Наиболее опасными, с точки зрения коррозии под напряжением, являются растягивающие напряженпя, которые способствуют разрушению защитной окисной пленки металла и развитию коррозии в образовавшихся трещинах. Поэтому основным критерием работоспособности насосно-компрессорных труб служит значение растягивающей составляющей напряжений, величина которых в трубах, расположенных у устья скважины, может достигать 0,8сгт. [c.127]

Конечно, для того чтобы получить результаты, имеющие общее значение, необходимо исследовать деформацию полимерных материалов в различных сложнонапряженных состояниях, причем особый интерес представило бы изучение справедливости правила нормальности для приращений пластических деформаций. Для наилучшего понимания рассматриваемой проблемы было бы желательно также привлечь аналогичные теории, касающиеся влияния гидростатического давления на свойства материала, которые разрабатываются в механике земных пород. [c.291]

Водородная гипотеза КР (Эделяну, Эванс, Воган и др.) основана на повреждающем механическом или химическом действии поглощенного сталью водорода. Водород в атомарном состоянии выделяется при коррозионном процессе, адсорбируется на поверхности и диффундирует в металл в область сложнонапряженного состояния у острия трещины по механизму восходящей диффузии с образованием там твердого раствора внедрения, мартенситных и гидридных фаз, пор с высоким давлением молекулярного водорода и т. д. Трещина развивается по наводороженной области благодаря хрупкому разрушению или ускоренному растворению металла. [c.110]

Одна из основных задач механики разрушения — дать методы расчета прочности изделий и деталей в сложнонапряженных состояниях, исходя из данных по прочности, полученных для одного из простых напряженных состояний (обычно это одноосное растяжение). Один из методов основываются на представлении о некотором пороговом или критическом напряжении, по достижении которого одной из компонент тензора напряжений наступает разрушение (классические теории прочности). Другие методы связаны с учетом температурно-временного характера разрушения. Анализ температурно-временной зависимости привел в последнее время к ряду новых критериев и теорий прочности. [c.65]

Инварианты тензора (и в частности, для рассмотренного выше случая инварианты тензора напряжений) являются его важнейшими характеристиками, ибо они не зависят от выбора координатных осей, по отношению к которым выражаются компоненты тензора. Физические законы не зависят от выбора координатных осей. Поэтому связь между тензорами, определяющими характеристики того или иного процесса, должна записываться посредством связи между их инвариантами. Так, например, если какое-либо физическое свойство среды, папример вязкость, зависит от напряжений, возникающих, при нагружении, то в случае сложнонапряженного состояния (когда действуют различные компоненты напряжения) эта зависимость должна выражаться через инварианты тензора напряжений. [c.19]

Метод 49 — показатель 63. Защиту от коррозионного растрескивания оценивали для алюминиевых и магниевых сплавов (по ГОСТ 9.019—74) при деформациях кольцевых образцов и плоских образцов в сложнонапряженном состоянии — изгиб с кручением. Оценка относительного уровня защиты от коррозионного растрескивания пленками ПИНС проводится аналогично оценке по методу 47, показатели 61. [c.115]

После того как материал для сосуда выбран, необходимо сопоставить уровень напряжений и деформаций в опасной зоне сосуда с характеристиками разрушения материала с тем, чтобы рассчитать долговечность сосуда. Поскольку свойства металла определяются по результатам испытаний при одноосных напряжениях, необходимо принимать во внимание сложнонапряженное состояние в реальном сосуде и, кроме того, учитывать изменение напряжений во времени. Далее следует оценить влияние циклической напряженности на условия работы основного металла и сварных соединений. Если сосуд должен работать в коррозионных условиях, нужно принять во внимание возможное снижение характеристик ползучести и усталости металла. [c.87]

Если предположить, что переход к сложнонапряженному состоянию можно сделать на базе октаэдрических напряжений и деформаций, то [c.98]

Некоторые авторы применяют еще одну возможную форму соотношения между деформацией при сложнонапряженном состоянии и напряжением при одноосном напряженном состоянии. Для этого выражение (3.7) переписывается в виде [c.98]

Эксперименты Джонсона [51 ] показали, что для одних материалов время до разрушения при сложнонапряженном состоянии коррелируется с данными одноосных испытаний на базе октаэдрического касательного напряжения, а для других материалов — на основе максимального нормального растягивающего напряжения. Первый вид разрушения связан с образованием межкристал-литных трещин, второй — с транскристаллическими трещинами. Испытания Джонсона осуществлялись на специальном оборудовании при комбинированном растяжении с кручением в диапазоне плоских напряженных состояний от чистого сдвига до одноосного растяжения. [c.105]

Реальные конструкции работают в условиях сложнонапряженного состояния, причем в ряде случаев внешние нагрузки знакопеременны. Образование указанных выше макродефектов — следствие действия внутренних и внешних напряжений, что приводит к развитию процессов локальной газовой коррозии и увеличению ее средней скорости. [c.392]

Прочностные свойства Р., как и деформационные, зависят от вида деформации (растяжение, сдвиг, сжатие, изгиб и др.). В сложнонапряженном состоянии разрушающими являются обычно максимальные растягивающие напряжения. [c.161]

Высокая эффективность технологии гидроудаления в данном случае определяется созданием сложнонапряженного состояния массива кокса с преобладанием растягивающих деформаций в плоскости контакта с высоконапорной струей, что облегчает условия его разрушения. Экспериментально установлено, что изменение пространственной ориентации сопел гидрорезаков позволяет при постоянстве параметров гидрорезки повысить производительность выгрузки кокса из реакторов, значительно сократить энергоемкость процесса гидроудаления и улучшить гранулометрический состав выгружаемого кокса. [c.70]

Слагаемое, содержащее оо, в выражении (8.21) учитывает макроскопическое одноосное напряжение Оо при растяжении вдоль оси образца или наибольшую главную компоненту напряжения в случае сложнонапряженного состояния. Это не означает, что долговечность трубчатда И одноосных образцов всегда одинакова, если только О1, = ао. Как показано выше, функциональные зависимости ползучести для данных двух случаев описываются различными потенциальными законами, а именно выражениями (8.16) и (8.17) соответственно. [c.288]

При разработке высокотемпературных композиции особо интересно насыщение пироуглеродом материалов на основе коротких углеродных волокон и пеков. Представлены некоторые характеристики такого материала (сМ рисунок). Кр 1вая прочность — объемное содержание волокна носит линейный характер. При этом предел прочности при изгибе возрастает пропорционально объемному содержанию волокон в композиции с 400 до 1000 кгс/см2, а ударная вязкость увеличивается в 3—4 раза и достигает 40—45 кгс-см/см . Хотя абсолютная величина прочности композиций, армированных короткими волокнами (длиной 2—3 мм), ниже прочности материалов, армированных однонаправленным непрерывным волокном, их можно считать весьма перспективными для изготовления деталей, работающих в условиях сложнонапряженного состояния. [c.205]

Таким образом, как термодинамический, так и кинетический подходы к процессу разрушения и термофлуктуационная теория прочности хрупких твердых тел приводят к выводу о сушествова-нии безопасного напряжения, для расчета которого при одноосном растяжении предложены уравнения (11.42) и (11.43), а для сложнонапряженного состояния — уравнение (11.44), а также к диаграмме механизмов разрушения, показанной на рис. 11.11, где приводятся границы существования безопасных напряжений, термофлуктуационного и атермического разрушения в зависимости от размеров начальных микротрещин в материале. На основании этих уравнений может быть определен критерий оценки безопасных микротрещин в хрупких твердых телах. Порог разрушения по Гриффиту аа ° соответствует безопасному напряженую оо, а не критическому (Тк, как это считалось до сих пор общепринятым. [c.314]

ВОВ Т1—8А1—1 Мо—IV (ЗС) и Т1—5А1—2,5 Зп. В последнем случае растрескивание происходит при напряжениях, близких к пределу прочности на растяжение, что возможно указывает на необходимость нахождения металла в области пластической деформации или в сложнонапряженном состоянии. Трещины могут также зарождаться и на гладких образцах некоторых (а+Р) и -сплавов при напряжениях вблизи предела текучести. В большей части представленных ранее экспериментов по КР рассматривалось зарождение трещины в связи с воздействием среды, начиная с предварительно существующей (статической) трещины. Уируго-пластическое поведение в вершине такой предварительно существующей трещины (подчеркнутое в модели ) недостаточно понятно, поэтому любой анализ распределения напряжений или деформации чрезвычайно затруднен. Наблюдение за надрезом, за влиянием остроты надреза и толщины образца указывает на важность вида напряжения, по крайней мере для а- и (а + Р)-сплавов. Поэтому любая теория по влиянию напряжения на КР должна объяснить несколько факторов важность вида напряжения (т. е. плосконапряженное состояние или условие плоской деформации) существование и значение порогового коэффициента интенсивности напряжений Klкv, зависимость скорости роста трещины от напряжения в области И а роста трещин и независимость от напряжения в области П роста трещин. [c.391]

Получаемый показатель является условным и не точным, поскольку трудно рассчитать напряжения сложнонапряженного состояния резин при раздире, так как одновременно происходит и растяжение образца. Кроме того, показатель характеризует сопротивление мatepиaлa разрушению на участке с местной концентрацией напряжения, при которой нанесение надреза произвести точно практически невозможно. [c.127]

Поскольку сложнонапряженное состояние может быть описано с помощью акустоупрзтих коэффициентов и [c.123]

Вследствие того что полимеры обладают вязкоупругими свойствами, значения а и е в данный момент времени зависят от пути достижения этого состояния. Поверхность физических свойств в пространстве а, е, 1 характеризуется тем, что в случае сложнонапряженного состояния каждая из компонент напряжения может иметь свою временную предысторию. Тогда условия разрушения описывают, используя изохронные значения Ор,- или Ер,-. При этом последние образуют поверхность разрыва, которая определяет связь между тремя главными значениями напряжения или деформации при разрыве. Аналогичные поверхности могут быть построены для таких характеристик разрушения, как предел текучести или предел вынужденной эластичности. [c.73]

На основе развитой в [284, с. 638—647] теории были получены кривые равнодлительной усталостной прочности в пространстве напряжений при сложнонапряженном состоянии. [285, с. 648— 653]. В дальнейшем эта теория была распространена в обобщенном виде на анизотропные среды [286, с. 634—644]. [c.78]

До сих пор рассматривались напряжения и деформации, действующие в одном направлении, тогда как во многих практических проблемах необходимо считаться с определенной степенью двух-осности, т. е. действием приложенных в точке напряжений в двух ортогональных направлениях. Большое практическое значение имеет напряженное состояние на свободной поверхности, где компонент третьего напряжения равен нулю тем не менее этот компонент не должен игнорироваться. Так, например, третье напряжение может быть существенным на внутренней поверхности сосуда, предназначенного для работы при весьма высоком давлении. Для практических расчетов эквивалентного напряжения при сложнонапряженном состоянии с использованием характеристик материала, полученных при испытаниях в условиях одноосного напряженного состояния, необходимо иметь проверенные теории. [c.63]

Использование теорий Треска и Мизеса. Для расчетов долговечности материалов при усталости в условиях сложнонапряженного состояния наибольшее применение получили теория максимальных касательных напряжений Треска и теория энергии формоизменения Мизеса. Последняя во многих случаях более точна, и, хотя разница между этими двумя теориями не превышает 15%, теорш максимальных касательных напряжений дает больший запас надежности по долговечности. Любая из этих теорий может быть использована для пересчета трех главных напряжений в эквивалентное напряжение, которое можно непосредственно сравнивать с результатами испытаний при одноосном напряженном состоянии. Это напряжение называют эквивалентной интенсивностью сложнонапряженного состояния или более кратко интенсивностью напряжений. В настоящей главе этот термин применяется в том же значении, в каком он используется в частях П1 и Vni раздела 2, стандарта ASME. Его не следует путать с термином фактор интенсивности напряжений , применяемом при изложении вопросов, связанных с механикой разрушения, в гл. 4. [c.63]

В критических опасных зонах сосуда давления в отличие от стандартных испытаний на длительную прочность напряжения неодноосны. Обычно на поверхности сосуда наблюдается некоторая комбинация двухосных напряжений, а во внутренних слоях по толщине стенки и на участках около резких изменений геометрической формы возникает объемное напряженное состояние. Очень мало информации по ползучести и длительной прочности при сложнонапряженном состоянии и по возможности использования данных одноосных испытаний для расчетов при сложнонапряженном состоянии. [c.105]

Высокая эффективность технологии гидроудаления кокса в данном случае определяется созданием сложнонапряженного состояния массива кокса с преобладанием растягивающих деформаций в плоскости контакта с высоконапорной струей, что облегчает условия его разрушения в реакторе. Экспериментально установлено, что изменение пространственной ориентации сопел гидрорезаков позволяет при постоянстве параметров гидрорезки повысить производительность выгрузки кокса из реакторов, значительно сократить энергоемкость процесса гидроудаления на установках замедленного коксования и улучшить гранулометрический состав выгружаемого кокса. В зависимости от способа ведения технологии гидроудаления определены рациональные схемы и параметры разрушения массива кокса в реакторах при различной пространственной ориентации сопел гидрорезаков. [c.127]

Сложнонапряженное состояние характерно для процесса и с т и р а н и я (износа) Р., возникающего как вследствие адгезионного взаимодействия на поверхностях контакта трущихся тел, так и из-за неровностей поверхности твердого контртела. Коэфф. трения х (отношение тангенциальных F и нормальных Q нагрузок в контакте) зависит от Q и скорости V скольжения или качения при трении. Для описания температурноскоростной зависимости [х применим метод приведенных переменных (рис. 5). Различают три вида износа Р., легко определяемых визуально 1) абразивный — путем царапания Р. по твердым выступам шероховатой поверхности абразива 2) усталостный — при многократной деформации, механич. потерях и теплообразовании в Р. во время скольжения (качения) на неровностях поверхности твердого контртела 3) износ посредством скатывания, т. е. путем последовательного отдирания тонкого поверхностного слоя Р. (см. [c.161]

Последнее выражение показывает, что аппарат с бесконечно толстой стенкой не может выдержать давление большее, чем ок. 0,6 предела текучести материала, из к-рого он изготовлен, т. е. для лучших современных сталей ок. 20 ООО кг/см . Однако опыт показывает, что толстостенные сосуды выдерживают без разрыва гораздо большее давление, т. к. за пределом текучести металл переходит в пластич, состояние. При этом обра,эуется пластич. слой, эквивалентные напряжения (напряжения растяжения, которыми заменяют сложнонапряженное состояние в стенке сосуда, находящегося под давлением) в к-ром одинаковы по величине. При дальнейшем увеличении давления будет увеличиваться толщина слоя. Цилиндр высокого давления оказывается как бы разделенным на два надетых друг на друга слоя — внутренний пластический и наружный упругий, удерживающий пластич. слой от разрыва. По мере увеличения давления толщина пластич. слоя растет, а упругого уменьшается и, наконец, когда упругий слой не в состоянии выдержать давления пластич. слоя, он разрывается. Опыты показывают, что разрыв цилиндров высокого давления начинается именно снаружи. Происходящее при пластич. деформации упрочнение металла (см. Высокие давления) и более выгодное использование материала стенки в пластич. слое позволяют значительно увеличить давление в аппарате. Существует и метод расчета аппаратов, работающих с пластич. слоем. Если темп-ра снаружи и внутри аппарата различна, то в стенках сосуда возникают напряжения, величина к-рых сравнима с величиной напряжений от давления и к-рые необходимо учитывать при расчете. В стенке сосуда, подвергию-гося пластич. деформации, между деформированным внутренним и внешним слоями возникают напряжения, к-рыо сохраняются и при отсутствии внутреннего давления. Такой сосуд может выдерн ать большие давления, чем обычный таких н е размеров. Метод упрочнения сосудов приложением избыточного давления, вызывающего остаточные деформации, называется автоскреплением и применяется, напр., для упрочнения стволов артиллерийских орудий. Расчет автоскрепления сводится к определению давления, необходимого для проявления пластич. деформаций, и размеров заготовки, к-рая после аыоскреплоиия имела бы заданные размеры. [c.346]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология