Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Способы описания напряженно-деформированного состояния и методы расчета сварных соединений на прочность




В общем случае способы описания напряженно-деформированного со­стояния можно представить следующим образом:

а) кинематический метод определения напряжений;

б) метод сопротивления материалов;

в) методы на базе теории упругости;

г) методы на базе теории пластичности;

д) методы на базе теории упругости, пластичности и ползучести.

а) Кинематический метод, который широко применяется, но, к сожале­нию, очень несовершенный, приводящий порой к серьезным авариям основы­вается на понятии об абсолютно жестком твердом теле (см. ранее) и использует преимущественно расчетный аппарат теоретической механики. Ни о какой концентрации напряжений, которые являются определяющим фактором в проч­ности, не может быть и речи.

б) Рассмотрим применение метода на некоторых примерах.

Расчет напряжений в поясных швах балки (рисунок 2.14).

Поперечная сила, которая действует на швы

 

где S1 - статический момент сечения пояса относительно центральной оси; b - коэффициент, учитывающий способ сварки; I - момент инерции сечения.

От действия сосредоточенной силы возможно смятие металла сварного шва, что необходимо учитывать.



 

τq = Q / (z bkl),

 

где z - условная длина, на которой воспринимается поперечная сила.

Расчет фланговых швов (см.рисунок 2.10) проводится по формуле:

 

Расчетные напряжения представляют собой средние значения. На самом деле напряжения, вычисленные с применением теории упруго­сти распределяются равномерно:

 

tmax>tcp.

В результате, при проектировании накладываются ограничения на длину фланговых швов l£50К.

Сильный толчок в применении теории упругости дала механика разрушения. Наиболее хорошо механика разрушения справляется с упругими задачами, несколько хуже с упругопластическими, но совсем на применима когда имеет место ползучесть.

 

Рисунок 2.14 – К расчету поясных швов балки

2.4.2. Способы описания концентрации напряжений (методы в, г, д)

 

Наиболее опасными в технике случаями являются разрушения без заметного протекания пластических деформаций, возникающие в вершине концентратора напряжений (рисунок 2.15).

 

 

Применяются два основных способа описания напряженно- деформированного состояния.

1) Способ описания через коэффициенты концентрации напряжений:

;

в>>l; при r®0, as®¥.

 

Это главное неудобство обычного коэффициента концентрации напря­жений. Прочность св. соединения как статическая , так и при переменных на­грузках не зависит прямо от аσ, т.е. в расчетах аσ учитывается лишь косвенно,

 

 

Рисунок 2.15 – Схема трещины

 

2) Способ описания посредством коэффициента интенсивности напряжений

В общем случае значение К можно представить в виде:

 

,

 

где A=const - коэффициент; l- длина трещины. Значение радиуса у вершины трещины (r) в явном виде в формулу не входит, поэтому условие r®0 не накладывает ограничений на применение коэффици­ента К.

Рассмотрим распределение напряжения вблизи вершины трещины (рисунок 2.16).

Значение sy можно представить в виде бесконечного ряда:

 

 

где К - коэффициент интенсивности напряжений.

Механика разрушения интересуется только тем, что происходит вблизи вершины трещины. При этом оказывается, что главную роль в данной зоне иг­рает слагаемое , а остальные несущественны, что позволяет достаточно точно описать напряженное состояние без определения коэффициентов a12, а3 и т.д.

 

Рисунок 2.16 – Распределение напряжений у вершины трещины

 

В настоящее время свойства материалов сопротивляться разрушению при наличии в них трещин или трещинообразных дефектов (концентраторов) принято выражать в использованием К (рисунок 2.17).

Имеются три коэффициента К: KI, KII, KIII, каждый из которых соответствует своему виду напряженно-деформированного состояния.

Примеры сварных соединений:

KI - сварка встык с непроваром корня шва (рисунок 2.17а)

KII- сварка внахлестку, шов лобовой, точка в корне шва (рисунок 2.176)

KIII- сварка внахлестку, шов фланговый (рисунок 2.17.в).

По теории линейной механики разрушения все виды напряженно деформированного состояния можно определить (описать) путем использования комбинаций К.

 

а

 

б

 

в

 

Рисунок 2.17 – Схемы напряженно-деформированного состояния

а – схема нормального отрыва; б – схема сдвига; в – схема антиплоского сдвига

 

 




Читайте также:
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...
Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы...
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (735)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.012 сек.)