|
ОПЫТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТАКОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ Цель работы: Определить коэффициент концентрации напряжений при растяжении пластины, ослабленной отверстием. Концентрацией напряжений называется резкое увеличение напряжений вблизи отверстий, выточек, шпоночных пазов, резких переходов сечений и т.д. Причины, вызывающие концентрацию напряжений (отверстия, выточки и т.д.), называются концентраторами напряжений. На рис.17 представлено распределение нормальных напряжений в поперечном сечении пластины, ослабленной отверстием. Максимальные напряжения возникают на краях отверстия и быстро снижаются по мере удаления от него. Таков же характер распределения напряжений вблизи других концентраторов. Поэтому напряжения в зоне концентраторов называются местными напряжениями.
Количественной характеристикой концентрации напряжений является теоретический коэффициент концентрации , равный отношению максимального местного напряжения к номинальному напряжению (26) Под номинальным понимается напряжение, которое определяется по формулам сопротивления материалов без учета концентрации напряжений. Так, в случае растяжения (27) где – наименьшая площадь поперечного сечения (нетто). Коэффициенты концентрации напряжений определяются либо экспериментально, либо методами теории упругости и приводятся в справочной литературе в виде таблиц или графиков в зависимости от вида концентратора и его размеров. Рассчитывая на прочность при растяжении деталь с концентратором, инженер отыскивает в справочной литературе значение , вычисляет номинальное напряжение по формуле (27) и затем определяет максимальное напряжение в зоне концентратора (28) по которому оценивает прочность детали. На рис.18 приведен график для определения теоретического коэффициента концентрации напряжений в случае растяжения пластины с круговым отверстием, из которого следует, что с уменьшением диаметра отверстия коэффициент концентрации напряжений увеличивается и приближается к 3 при . Принято считать, что пластичные материалы мало чувствительны к концентрации напряжений при статической нагрузке, так как у них происходит выравнивание напряжений за счет пластических деформаций. При переменных и динамических нагрузках концентрация для пластичных материалов является опасной, так как выравнивание напряжений не успевает произойти. Хрупкие материалы очень чувствительны к концентрации напряжений при статической, динамической и переменной нагрузках. Особенно чувствительны к концентрации напряжений закаленные высокоуглеродистые и легированные стали и тем больше, чем выше их характеристики прочности. Для уменьшения концентрации напряжений следует заменять резкие переходы сечений плавными, избегать острых надрезов, глубоких выточек и т.д. Концентрация напряжений имеет место также при изгибе и кручении.
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ Испытания производятся путем растяжения на испытательной машине стальной пластины размерами мм с центральным отверстием [диаметр] 32,5 мм (либо с центральным отверстием диаметр 16 мм). В ослабленном поперечном сечении пластины С рис.17) наклеены тензодатчики 1 и 2 базой 5 мм, продольная ось которых параллельна растягивающей силе. Тензодатчик 1 определяет номинальное напряжение , а тензодатчик 2 – максимальное напряжение .
Проведение испытания 1. Установить пластину в захватах испытательной машины. 2. Подключить тензодатчики к измерителю деформаций. 3. Записать начальные показания тензодатчиков . 4. Плавно нагрузить пластину усилием F =20 кН. 5. Записать конечные показания тензодатчиков . 6.Разгрузить пластину.
Обработка результатов испытания 1. Вычислить относительные деформации и по формуле (22). 2. Подставить значения и в формулу закона Гука (20) и вычислить соответственно напряжения и . 3. Вычислить опытное значение коэффициента концентрации напряжений по формуле (26). 4. Вычислить расхождение в процентах между опытным значением и теоретическим значением , определенным из графика (рис.18).
РАБОТА № 8 ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)... Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|