Концентрация напряжений и деформаций за пределами упругости

Рис. 2.11. Рассредотачивание относительных основных напряжений в сечении x = 0 цилиндрического стержня из безупречного упругого («е» – штриховые полосы) и безупречного упругопластического («р» – сплошные полосы) материала, также зона пластического деформирования по допуску 0,1% (расчет МКЭ А.С. Хоружего)
Рис. 2.11 иллюстрирует рассредотачивание основных напряжений в цилиндрическом стержне с глубочайшей гиперболической выточкой, отнесенных к номинальному напряжению в Концентрация напряжений и деформаций за пределами упругости нетто–сечении, превосходящему предел текучести материала. Для сопоставления там же приведены графики относительных основных напряжений в предположении упругой работы материала.

Анализ напряженно-деформированного состояния цилиндра как в упругой, так и неупругой (с внедрением аспекта текучести Мизеса) постановке был выполнен способом конечных частей. Правильность построенной конечно-элементной модели доказана Концентрация напряжений и деформаций за пределами упругости соответствием известному аналитическому «упругому» решению.

Рис. 2.14. Сравнение результатов расчета деформации в небезопасной точке у маленького гиперболического надреза при помощи приближенных зависимостей и численным способом с экспериментальными данными (по С.А. Куркину)
Формула

не имеет общего теоретического обоснования (создатель основывался на расчетах, выполненных для определенной задачки). Но опыты, проведенные разными исследователями, также расчеты Концентрация напряжений и деформаций за пределами упругости на базе моделей упругопластического деформирования, дозволяющие найти поля напряжений и деформаций поблизости концентратора, проявили хорошее ее соответствие. На рис. 2.14 показано сравнение результатов расчета деформации в небезопасной точке пластинки с двухсторонним маленьким надрезом остротой t /r = 2,02 (k Т 2 = 3,8) по формулам Хардрата–Омана (2.18), Нейбера (2.19) и способом конечных частей с данными опытов Концентрация напряжений и деформаций за пределами упругости.

Анализируя результаты, приведенные на рис. 2.14, отметим, что лучшее совпадение с опытнейшеми данными показал расчет способом конечных частей; отклонение при огромных s nom связано с конфигурацией радиуса надреза вследствие пластического деформирования материала, что не учитывалось в расчете.

Подход Нейбера обеспечивает полностью удовлетворительное соответствие тесту, если номинальное напряжение не Концентрация напряжений и деформаций за пределами упругости превосходит предела текучести. Этот вывод согласуется с данными Н.А. Махутова, установившим, что для материалов с малозначительным упрочнением в упругопластической области и для объектов с высочайшей концентрацией напряжений формула Нейбера предвещает завышенные значения местных деформаций и напряжений. В научно-технической литературе имеются предложения по уточнению формулы Нейбера методом включения в нее Концентрация напряжений и деформаций за пределами упругости коэффициента, отражающего тип концентратора (его «остроту»).

Прогноз по формуле Хардрата–Омана при s nom ³ 0,5 s 0,2 оказывается, как видно, неприемлемо консервативен.

Рис. 2.15. Воздействие остроты концентратора и режима термомеханической обработки (1 – отжиг; 2 – подготовительная пластическая деформация e р0 = 10 %; 3 – – подготовительная пластическая деформация e р0 = 10 %, старение при Т = 250° С)
Из рис Концентрация напряжений и деформаций за пределами упругости. 2.15 следует, что для концентраторов различной остроты воздействие термической обработки, подготовительного пластического деформирования, деформационного старения не полностью идентично. Так подготовительная пластическая деформация и старение уменьшают отношение sВ /s0,2и понижают ресурс пластичности материала.


Контрольные вопросы и упражнения


kompyutezirovannie-sistemi-buhucheta.html
komsomolec-kaspiya-astrahan-31082012-monitoring-smi-modernizaciya-professionalnogo-obrazovaniya-27-avgusta-2-sentyabrya-2012-.html
komsomolsk-na-amure-protiv-npz-rosneft-stranica-5.html