Концентрация напряжений

Концентрация напряжений

• Концентрация стресса Напряжения при растяжении (сжатии), изгибе, кручении и сложных деформациях, определяемые вышеуказанными зависимостями, называются расчетными или номинальными значениями. Экспериментально установлено, что фактическое напряжение больше, чем то, которое рассчитывается при приложении силы, где площадь поперечного сечения ослаблена из-за отверстий или поднутрений, и где площадь поперечного сечения быстро изменяется.

Поскольку оно по своей природе является локальным, напряжение в этой зоне само по себе называется локальным напряжением. Возникновение большого локального напряжения, когда оно нарушает нормальную цилиндрическую или призматическую форму стержня, называется концентрацией напряжения. Центр депрессии, дыры, внезапного изменения площади поперечного сечения или другой концентрации напряжения называется областью концентрации напряжения.

Разница между фактическим и расчетным напряжением наблюдается в ограниченной зоне. Людмила Фирмаль

Поэтому, когда полоса растягивается (рис. 5.26, a-c), сила F сечения k-k равна номинальному значению: c = F / A, где A — площадь поперечного сечения полосы. Если в пластине есть отверстие (рис. 5.26, б) или поднутрение (рис. 5.26, в), распределение напряжений изменится: на краю отверстия и поднутрения напряжение будет максимальным (atax), а расчетное значение будет намного Все кончено Это можно наблюдать при изгибе (рис. 5.27, a, a = Mi / IV-Fl / W и a> a. Количественной мерой концентрации напряжения является фактор концентрации напряжения.

Различают теоретический коэффициент концентрации и эффективный коэффициент концентрации. Теоретический коэффициент концентрации ak — это отношение максимального локального напряжения otax в секции к напряжению a, рассчитанному в этой секции, то есть ak = atah / a. Наибольший стресс напряжения в месте концентрации определяется экспериментально или рассчитывается с использованием методов теории упругости. Теоретическое значение коэффициента концентрации зависит от типа и размера

• Может достигать 3 или более с концентратором. При определении ak влияние чувствительности материала на свойства материала, особенно наличие концентратора, не учитывается. Значение коэффициента ak определяется для наиболее распространенных типовых структурных элементов, они приведены в ссылках в виде таблиц и графиков. а б в Рисунок 5.26 Концентрация напряжений влияет на прочность элементов конструкции по-разному, в зависимости от свойств материала и характера нагрузки. Это учитывается с использованием фактора эффективной концентрации Kc.

K0 = ой / сик. Для пластиковых материалов при статической нагрузке концентрация напряжений мало влияет на прочность. Несущая способность конструкции поддерживается за счет локальной пластической деформации без растрескивания в области высоких напряжений. Для пластичных материалов Ka = 1 может рассматриваться, а концентрация напряжений при статическом нагружении не учитывается. Для хрупких материалов значение коэффициента приближается к теоретическому значению коэффициента

При статической нагрузке Kc определяется как отношение предела прочности на разрыв ai образца без концентратора к пределу прочности на разрыв образца с конкретным концентратором. Людмила Фирмаль

Порция хрупкого материала в присутствии концентрации переменного напряжения Концентрация напряжений рассчитывается для прочности, когда допустимое напряжение уменьшается oadm. Допустимое напряжение ca (снижение на 1 м пропорционально эффективному коэффициенту концентрации напряжений K0. При расчете прочности под действием переменных нагрузок необходимо учитывать концентрации напряжений.

Рисунок 5.27 Чтобы снизить концентрацию стресса, вам необходимо: • Применять плавный переход с резкими изменениями размеров поперечного сечения, которые называются угловыми (рис. 5.27, б). • Замените паз полукруглым углублением. Увеличьте радиус скругления и выточите округлость. • Замените круглое отверстие удлиненным овалом вдоль оси стержня. • Разместите необходимые отверстия в зонах низкого напряжения.

Смотрите также:

Решение задач по прикладной механике

Понятие о теориях прочности	Контактные напряжения
Изгиб с кручением стержней круглого поперечного сечения	Устойчивость равновесия сжатого стержня

Если вам потребуется помощь по прикладной механике вы всегда можете написать мне в whatsapp.