Нефть и песок О стали Компрессор - подбор и ошибки Из истории стандартизации резьб Соперник ксерокса - гектограф Новые технологии производства стали Экспорт проволоки из России Прогрессивная технологическая оснастка Цитадель сварки с полувековой историей Упрочнение пружин Способы обогрева Назначение, структура, характеристики анализаторов Промышленные пылесосы Штампованные гайки из пружинной стали Консервация САУ Стандарты и качество Технология производства Водород Выбор материала для крепежных деталей Токарный резец в миниатюре Производство проволоки Адгезия резины к металлокорду Электролитическое фосфатирование проволоки Восстановление корпусных деталей двигателей Новая бескислотная технология производства проката Синие кристаллы Автоклав Нормирование шумов связи Газосварочный аппарат для тугоплавких припоев
Главная --> Промиздат -->  Коэффициент поперечной деформации 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 ( 237 ) 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282

Так как количества потенциальной энергии, накапливающейся при ударе в первой балке {Ujj, во второй балке (бд) и в обеих балках вместе (U = U +д2 =о) соответственно пропорциональны Cf,, U, и (коэффициентом пропорциональности служит квадрат динамического коэффициента), то

./о,

Прогиб fi) является общей податливостью всей конструкции в точке, где она испытывает удар; прогибы же / i и /оз являются долями этой яо-датливости, зависящими от деформаций первой и второй балок в отдельности. Из формул (а) и (б) следует, что

= 1 й-г- и и, = J

Таким образом, энергия удара распределяется между балками пропорционально их долям в общей податливости конструкции в месте удара.

Если размеры балок будут выбраны так, что/oi =/02, то бд = бд = у Г;

если бы вместо второй балки была жёсткая опора, то вся энергия удара была бы целиком воспринята первой балкой; наличие второй балки смягчает удар, приходящийся на первую.

Подобный же эффект получится, если вместо жёстких опор мы расположим по концам балки очень податливые опоры в виде резиновых прокладок И.1И винтовых пружин.

§ 233. Испытания на удар до разрушения. Ударная проба.

. Выше было указано, что динамическое действие нагрузок не ограничивается тем, что напряжения (в пределах упругости) оказываются иными, чем при статических нагрузках. Сам материал иначе реагирует на динамическую нагрузку, чем на медленно возрастающую. Особенно это заметно при ударе.

Опыты с ударным разрывом образцов показывают, что диаграмма растяжения в этом случае имеет совершенно другой вид, чем при статическом разрыве. На фиг. 607 изображены статическая и


2 3 4 J

Фиг. 607.

7 8 9ммМ

Наибольшие напряжения в первой и второй балках будут:



§ 233J

ИСПЫТАНИЯ НА УДАР ДО РАЗРУШЕНИЯ

динамическая диаграммы растяжения образца мягкой стали; при ударе характерным является резкое повышение предела текучести и смещение положения наибольшего груза влево. Это показывает, что влияние скорости при ударном действии нагрузки меняет и механические характеристики материала. Бывают случаи, когда материал, отличающийся при статическом испытании прекрасными пластическими качествами, при ударном действии нагрузки оказывается хрупким Поэтому при выборе материала для деталей, подвергающихся динамическим воздействиям, вводят так называемую ударную пробу. Эта проба заключается в том, что образцы материала подвергают разрушению ударом при растяжении, а чаще при изгибе, и оценивают количество энергии, затраченной на разрушение образца. Наиболее распространена проба на удар при изгибе ).

Если количество энергии, затраченной на излом образца, равно Г, а площадь поперечного сечения образца в месте излома равна г, то, деля Т на F, получаем так называемую величину ударной вязкости:

Для того чтобы выявить свойства материала при ударной пробе, образцу придают специальную фор;у1у - в том сечении, где наносится удар, делают надрез. На практике встречаются различные формы надрезов, изображённые на фиг. 608; наиболее распространённым в настоящее время является надрез типа б).

Смысл устройства надреза заключается в том, что стараются поставить материал в наиболее тяжёлые условия работы в отношении ударных нагрузок. Надрез создаёт значительное ослабление сечений посредине пролёта и, значит, резкое повышение напряжений изгиба на протяжении небольшой длины образца.

Мы уже видели (§ 229), как сильно влияет на величину напряжений подобное местное ослабление сечения. Почти вся энергия удара поглощается небольшим объёмом материала в зоне местного ослабления, что и вызывает резкое повышение динамических напряжений. Кроме того, наличие надреза вызывает вблизи его

Причины этого явления объяснены в главе XXXVIII. 2) Описание см. Беляев Н. М., Лабораторные работы по сопротивлению материалов, § 89, Гостехиздат, 1951.

--W -

\

Фнг. 608.



дна ещё местные повышенные напряжения, подобные тем, которые возникают около краёв отверстий (§ 16).

На фиг. 609 показано распределение напряжений в сечении балки, ослабленном надрезом. Диаграмма а показывает эпюру напряжений ci в сечении


Растяжение

сжатие

200 150 100 50

0 50 100 кг/см

т 75 б\

dZ57

Фиг. 609.

нам распределение нормальных напряжений в надрезанном сечении без учёта местного повышения; наконец, на эпюре в показана полная картина нормальных напряжений ci при изгибе.

Мы видим, что одно уменьшение высоты сечения повышает напряжения в 2,25 раза; вместе же с местными напряжениями коэффициент концентрации достигает 5,22 по отношению к основной балке и 2,32 по отношению к балке пониженной высоты.

Местные напряжения обычно представляют собой такую систему напряжений, при которой материал находится в объёмном напряжённом состоянии; в этом случае затрудняются пластические деформации, и материал вблизи дна надреза оказывается в хрупком состоянии.

Так, в рассматриваемом примере помимо нормальных напряжений по сечениям, перпендикулярным к оси образца, имеются ещё растягивающие напряжения по сечениям, параллельным оси. Их эпюра показана тоже на фиг. 609. Кроме того, внутри образца имеет место и третье главное напряжение сд, тоже растягивающее. Таким образом, материал вблизи дна надреза подвергается всестороннему растяжению, при котором затрудняются пластические деформации. В самом деле, если предел текучести для материала при простом растяжении равен а, а напряжения и сд составляют некоторую долю от Gj, например 0,2 cj, то наступление текучести при сложном напряжённом состоянии определится по третьей теории прочности равенством

- 03 = 0, или Gj - 0,2ai = 0,8а = а.

Таким образом, материал вблизи дна надреза получит пластические деформации при значении напряжения aj, большем чем а, а именно, 1,25 а. При таком затруднении пластических деформаций материал может оказаться в хрупком состоянии. Это в свою очередь усиливает эффект ударной нагрузки.

Таким образом, наличие надреза в образце помогает резче разграничить материалы более чувствительные к неблагоприятному



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 ( 237 ) 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282