Оглавление:
Концентрация напряжений при кручении
- Концентрация напряжений кручения Концентрация напряжений, или увеличение локальных напряжений, обусловлена резким изменением формы детали (наличием разрезов, отверстий, резьбы и др.).да что с тобой такое? Величина максимального напряжения кручения (пикового напряжения) в зоне концентрации выражается как произведение номинального напряжения tn на коэффициент концентрации A t. Тмакс = = Отти. (9.61) Здесь tn рассчитывается
по формуле сопротивления материала, в частности, для вала круглого сечения < 9-Б2 Ah-отношение максимального напряжения в зоне концентрации к номинальному напряжению, рассчитанное в предположении идеальной упругости материала., Т-Макс » г — — -. •И Как упоминалось ранее, его называют теоретическим коэффициентом концентрации, который определяется методом теории упругости или экспериментально (методом поляризованной оптики, методом тензометрии, аналогическим рассуждением).
Следует отметить, что коэффициент концентрации напряжений надреза (или надреза) Людмила Фирмаль
на заданной глубине и размерах детали зависит главным образом от кривизны поверхности вдоль дна надреза. 236 * для объяснения влияния формы насечки на концентрацию напряжений рассмотрим случай канавки (шпоночной канавки) с резко очерченными углами(рис. 228). Экспериментальный полый вал наружным диаметром dH=254 мм и внутренним dB-147 мм, глубиной паза h=25,4 мм и шириной b-63,5 мм с различным радиусом r скругления по углам, закругленными углами 15. Как вы можете видеть
из таблицы. 15, концентрация напряжений может быть значительно уменьшена путем увеличения радиуса кривизны угла. Рассмотрим представительный пример концентрации напряжений при кручении переменной части вала, что часто встречается в технике. Уравнение, полученное для определения напряжения цилиндрического вала, если диаметр вала по его длине изменяется постепенно, если изменение диаметра подшипника для оценки максимального напряжения с достаточной точностью происходит внезапно, как показано на рисунке. 229, то в начале точки округления
- t концентрируется высокое напряжение. В этом случае величина максимального напряжения зависит от соотношения между p: d и p>: d, где p-радиус кривизны, А D и d-диаметры сопрягаемых цилиндров вала. Эксперименты показывают, что применение электроанлагена основано на, распределении напряжения сдвига Таблица 15 Р мм2. 54 5.08 7.62 10.16 12.70 15.24 17.78″Г5. 4 3.4 2.7 2.3 2.1 1.9 При кручении в области концентрации, т. е. на границе раздела двух диаметров, как показано на рисунке, это примерно одна и та же фигура. Чехол для U 230=1,2 и =0,1. Зависимости Ah-f при значениях с различными соотношениями D: D показаны на рисунке. 231. Из анализа графика составлена диаграмма. 231 в некоторых случаях коэффициент
концентрации напряжений при небольшом соотношении диаметра D: d и радиуса округления может составлять три и более. Для пластичных материалов под статической нагрузкой концентрация напряжений не опасна.- 237 распределение напряжения (выравнивание). Из-за концентрации напряжений в точках кривизны двух соседних диаметров, даже в случае статических нагрузок, разрушение вала будет невозможно. Поэтому при проектировании детали из хрупкого материала необходимо учитывать концентрацию напряжений даже при статических нагрузках. 410 что касается воздействия концентрации напряжений при многократных нагрузках, то, как указано в главе 21,
оно имеет большее значение даже для пластмасс 232fig. Двести тридцать, Людмила Фирмаль
тридцать и тридцать три. B материал. В заключение рассмотрим случай концентрации напряжений вокруг небольшого радиального отверстия в поломанном тонкостенном валу при кручении (рис. 232). Две пары платформ перпендикулярны друг другу, наклонены под углом 45°к образующей оси, несколько элементов (рис. 233). Эти платформы для рассматриваемой торсионной задачи, как установлено, являются основными, и поэтому их абсолютная величина, которая обычно равна по величине, но отличается по знаку, равна напряжению, которое определяется в касательной точке поперечного сечения по формуле теории кручения, как известно. Если проанализировать напряженное состояние элемента задачи и предположить, что отверстие мало, а стенка вала тонкая,
то это напряженное состояние растягивается в одном направлении некоторым напряжением o=t. 238 поэтому задача определения величины концентрации напряжений в радиальном отверстии стенки витой трубы сводится к определению концентрации напряжений в пластине, имеющей отверстие, которое можно уменьшить концентрацией напряжений. Как описано выше, зона концентрации напряжений (фиг. 234, а), точка в три раза выше напряжения, действующего на контур пластины / значения максимального растягивающего напряжения в PV, т. е. a=3. В то же время я Я Я Я Я Я / точка! Я есть_ _ и расположенный под F F J3″|»
Двести тридцать четыре При угле 90° напряжение сжатия возникает почти равным по абсолютной величине напряжению растяжения, действующему на контур пластины. С компрессионной пластиной очевидно вертикальной- Шесть. В направлении напряжения a напряжения в точках t и n равны напряжениям, показанным на рисунке. 234, б, в случае плоского напряженного состояния, когда перпендикулярно друг другу действует!’Подобно кручению, придайте напряжение а и-о(рис. 233), в рассматриваемых точках t и n напряжение суммируется, то есть напряжение в точке
t Омаке=за+а = 4а, И напряжение в точке P — За-а — 4а. Итак, имея в виду, что в месте концентрации максимальное напряжение вычисляется по формуле’ И в нашем случае получить ньютон Итак, в данном случае(рис. 232) коэффициент концентрации напряжений При высоком значении коэффициента концентрации при кручении вала с 239 отверстиями (часто такие отверстия делаются для смазки), для снижения концентрации напряжений в практике выбора размера вала, состоящего из хрупких материалов, необходимо прибегать к техническим средствам, таким как сглаживание резких переходов, скругление кромок (сверление).
Смотрите также:
| Расчет гибких нитей | Диаграмма растяжения мягкой стали |
| Расчет винтовых цилиндрических пружин | Опыты на сжатие |
