Тема 2.7 Сложное сопротивление
Студент должен:
иметь представление:
—о сложном сопротивлении;
—о распределении напряжений по сечению при косом изгибе;
—о нейтральной линии при сложном сопротивлении;
—о напряженном состоянии в точке упругого тела;
—о теории предельных напряжений состояний, об эквивалентном
напряженном состоянии;
—о гипотезах прочности;
знать:
—порядок расчета на прочность при косом изгибе и изгибе с растяжением или сжатием;
—формулы для эквивалентных напряжений по гипотезам наибольших
касательных напряжений и энергии формо —изменения;
уметь:
—рассчитывать брус круглого поперечного сечения на прочность
при сочетании основных деформаций.
Напряженное состояние в точке упругого тела, главные напряжения. Максимальные касательные напряжения. Виды напряженных состояний. Упрощенное плоское напряженное состояние.
Назначение гипотез прочности. Эквивалентное напряжение. Гипотеза наибольших касательных напряжений. Гипотеза энергии формоизменения. Расчет бруса круглого поперечного сечения при сочетании основных деформаций.
Литература 1, с. 324...336; 2, с. 266...272
Практические занятия №5
Методические указания
Испытания материалов позволяют определить опасные, или предельные, напряжения при какой —то простейшей деформации. Сложные виды деформации при механических испытаниях также можно осуществить, но в этом случае разрушение наступает при различных величинах силовых факторов в сечении и зависит от их соотношения. Действительно, при совместном действии изгиба и кручения вал может разрушиться при большом изгибающей и малом крутящем моментах или, наоборот, разрушение может произойти при малом изгибающем, но большом крутящем моментах. Каждому отношению величин изгибающего и крутящего моментов соответствует определенная величина напряжений, вызывающих разрушение вала. Определить опытным путем опасные напряжения для сложного напряженного состояния при всех возможных комбинациях силовых факторов невозможно из—за трудности постановки опытов и практически неограниченного объема испытаний.
|
|
|
Следует четко осознать необходимость применения в данном случае так называемых гипотез прочности и подробно разобрать примеры расчета валов.
Вопросы для самоконтроля
1.Почему в случае одновременного действия изгиба и кручения оценку прочности производят, применяя гипотезы прочности?
2.Приведите примеры деталей, работающих на изгиб с кручением.
3.Какие точки поперечного сечения являются опасными, если брус круглого поперечного сечения работает на изгиб с кручением?
Тема 2.8 Сопротивление усталости
|
|
|
Студент должен:
иметь представление:
—об усталости материалов;
—о кривой усталости и пределе выносливости;
знать:
—характер усталости разрушений;
—факторы, влияющие на сопротивление усталости;
—основы расчета на прочность при переменном напряжении;
уметь:
—выполнять расчеты на усталость для случаев одноосного и
упрощенного плоского напряженного состояния.
Циклы напряжений, усталостное разрушение, его причины и характер. Кривая усталости, предел выносливости. Факторы, влияющие на величину предела выносливости. Коэффициент запаса.
Литература 4, с. 11... 19; 2, с. 285...302
Методические указания
Элементы конструкций и машин часто работают при периодически меняющихся (по величине и даже по знаку) напряжениях. В подобных условиях находятся, например, оси вагонов, рельсы, рессоры, поршневые штоки, валы и многие другие детали машин. При переменных напряжениях, как показывают практика и специальные исследования, прочность конструкций ниже, чем при статических напряжениях.
Снижение прочности материала при действии на него многократно меняющихся нагрузок носит название усталости материала.
Исследования процесса разрушения от переменных напряжений показали, что при этом в материале возникает микротрещина, которая постепенно проникает в глубь изделия. Переменные напряжения способствуют быстрому развитию трещины, так как во время работы края ее то сближаются, то расходятся. По мере развития трещин усталости поперечное сечение ослабляется все сильнее и в некоторый момент ослабление достигает такой величины, что случайный толчок или удар вызывает мгновенное хрупкое разрушение.
|
|
|
Трещины усталости в изделии, как правило, имен т местный характер и не затрагивают материала конструкции в целом. Тем не менее, во многих случаях развитие трещин усталости — очень опасное явление, которое может привести к серьезной катастрофе. Так, трещины усталости могут вызвать излом оси железнодорожного вагона и быть причиной железнодорожной катастрофы. Поэтому необходимо разработать такие методы расчета, которые обеспечивали бы безопасную работу при переменных напряжениях. Особенно это важно в машиностроении.
Здесь следует обратить внимание на то, что обычно расчеты на усталость проводятся не как проектные (определение размеров сечения детали), а как проверочные. Объясняется это тем, что допускаемое напряжение не может быть установлено заранее достаточно точно, так как зависит не только от материала детали, но и от ряда ее конструктивных особенностей (размеров, качества обработки поверхности, наличия концентратов напряжений).
|
|
|
Вопросы для самоконтроля
1.Как называется механическая характеристика материала, определяющая его сопротивление переменным напряжениям?
2.Какой цикл изменения напряжений с точки зрения прочности более опасен: симметричный или от нулевой?
3.Что такое концентрация напряжений?
4.Какие факторы влияют на снижение предела выносливости?
5.Как определяется коэффициент запаса прочности вала,
работающего на изгиб с кручением при переменных напряжениях?
Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 334; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!