www.wikidata.uk-ua.nina.az

Концентрація напружень Концентра ція напру жень рос концентрация напряжений англ stress concentration нім Spannungskonze

Концентрація напружень

Концентра́ція напру́жень (рос. концентрация напряжений, англ. stress concentration; нім. Spannungskonzentration f) — у теорії пружності — збільшення напружень у твердому тілі у місцях зміни форми або порушень суцільності матеріалу.

Концентрація силових ліній є більшою біля країв отвору
Кут у бетонній плиті біля кромки бруківки є концентратором напружень в бетоні, що призвело до появи тріщини у ньому

У гірничій механіці — збільшення інтенсивності напружень в гірських породах, які оточують виробку, внаслідок перерозподілу напружень у масиві підроблених порід.

Концентратори напружень Редагувати

До факторів, що обумовлюють концентрацію напружень (концентраторів напружень), відносяться отвори, порожнини, тріщини, проточки, надрізи, кути, виступи, гострі краї, нарізь, а також нерівності та дефекти поверхні (риски, подряпини, мітки, зварні шви тощо). У місцях концентрації напружень не є справедливою гіпотеза плоских перерізів і класичні формули опору матеріалів є незастосовними. Для розподілу напружень у зоні концентрації характерною є різка зміна напруженого стану, що супроводжується швидким згасанням напружень з віддаленням від цієї зони.

Характеристика концентрації напружень Редагувати

Теоретичний коефіцієнт концентрації Редагувати

Вивчення розподілу напружень в анізотропних оптичних моделях методом фотопружності

Напруження поблизу концентраторів напружень визначаються методами теорії пружності, чисельними методами (метод скінченних елементів) або експериментально методами тензометрії (методи: фотопружності, голографічної інтерферометрії, з використанням тензометрів, муарових смуг тощо). Для оцінювання ступеня концентрації напружень вводиться теоретичний коефіцієнт концентрації напружень α — коефіцієнт, який характеризує місцеве підвищення напружень в порівнянні з номінальними в зонах різкої зміни розмірів чи форми об'єкта за пружного деформування:

де  — максимальне пружне напруження нормальне і дотичне, відповідно;

Теоретичний коефіцієнт концентрації напружень залежить від форми концентратора та від співвідношення його розмірів з поперечними розмірами тіла і завжди більший за одиницю.

Теоретичний коефіцієнт концентрації напружень може набувати великих значень. Так на межі отворів він набуває значень 1 < α < 3 в залежності від діаметра отвору (чим менший діаметр, тим більшою є концентрація напружень). Поблизу вершини тріщини коефіцієнт α може досягати значення 200. Тому при виникненні тріщини, для недопущення її подальшого росту у вершині тріщини свердлять невеликий отвір.

Технічний коефіцієнт концентрації Редагувати

Ступінь небезпеки концентрації напружень суттєво зменшується за умов пластичних деформації, що виникають поблизу концентратора напружень. Для оцінювання реального впливу концентрації напружень на міцність деталі вводиться технічний коефіцієнт концентрації напружень Kσ, Kτ

де  — руйнівне напруження для деталі без концентратора напружень;

Технічний коефіцієнт концентрації напружень, зазвичай є меншим від теоретичного. Реальні значення технічного коефіцієнта концентрації напружень переважно перебувають в межах 1…3.

При розрахунках на міцність в умову міцності вводять поправку

Для випадків статичних навантажень пластичних матеріалів технічний коефіцієнт концентрації напружень наближається до одиниці і ним можна знехтувати, тоді як для крихких матеріалів концентрація напружень є суттєвою і її слід враховувати.

Ефективний коефіцієнт концентрації Редагувати

Для оцінювання реального впливу концентрації напружень на міцність деталі в умовах циклічних навантажень вводиться ефективний коефіцієнт концентрації напружень kσ, kτ — відношення границі витривалості зразків без концентрації напружень до границі витривалості зразків з концентрацією напружень, які мають такі ж розміри перерізу, як гладкі зразки

де  — границя витривалості зразків без концентрації напружень;

Ефективні коефіцієнти концентрації зазвичай є меншими від теоретичних коефіцієнтів концентрації. Для кількісної оцінки цієї різниці вводяться коефіцієнти чутливості матеріалу до концентрації напружень

Чутливість деталі до концентрації напружень залежить у першу чергу від властивостей матеріалу, з якого вона виготовлена.

Див. також Редагувати

Примітки Редагувати

  1. ↑ ДСТУ 2444-94 Розрахунки та випробування на міцність. Опір втомі. Терміни та визначення.

Джерела Редагувати

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Koncentra ciya napru zhen ros koncentraciya napryazhenij angl stress concentration nim Spannungskonzentration f u teoriyi pruzhnosti zbilshennya napruzhen u tverdomu tili u miscyah zmini formi abo porushen sucilnosti materialu 1 Koncentraciya silovih linij ye bilshoyu bilya krayiv otvoruKut u betonnij pliti bilya kromki brukivki ye koncentratorom napruzhen v betoni sho prizvelo do poyavi trishini u nomuU girnichij mehanici zbilshennya intensivnosti napruzhen v girskih porodah yaki otochuyut virobku vnaslidok pererozpodilu napruzhen u masivi pidroblenih porid Zmist 1 Koncentratori napruzhen 2 Harakteristika koncentraciyi napruzhen 2 1 Teoretichnij koeficiyent koncentraciyi 2 2 Tehnichnij koeficiyent koncentraciyi 2 3 Efektivnij koeficiyent koncentraciyi 3 Div takozh 4 Primitki 5 DzherelaKoncentratori napruzhen RedaguvatiDo faktoriv sho obumovlyuyut koncentraciyu napruzhen koncentratoriv napruzhen vidnosyatsya otvori porozhnini trishini protochki nadrizi kuti vistupi gostri krayi nariz a takozh nerivnosti ta defekti poverhni riski podryapini mitki zvarni shvi tosho U miscyah koncentraciyi napruzhen ne ye spravedlivoyu gipoteza ploskih pereriziv i klasichni formuli oporu materialiv ye nezastosovnimi Dlya rozpodilu napruzhen u zoni koncentraciyi harakternoyu ye rizka zmina napruzhenogo stanu sho suprovodzhuyetsya shvidkim zgasannyam napruzhen z viddalennyam vid ciyeyi zoni Harakteristika koncentraciyi napruzhen RedaguvatiTeoretichnij koeficiyent koncentraciyi Redaguvati nbsp Vivchennya rozpodilu napruzhen v anizotropnih optichnih modelyah metodom fotopruzhnostiNapruzhennya poblizu koncentratoriv napruzhen viznachayutsya metodami teoriyi pruzhnosti chiselnimi metodami metod skinchennih elementiv abo eksperimentalno metodami tenzometriyi metodi fotopruzhnosti golografichnoyi interferometriyi z vikoristannyam tenzometriv muarovih smug tosho Dlya ocinyuvannya stupenya koncentraciyi napruzhen vvoditsya teoretichnij koeficiyent koncentraciyi napruzhen a koeficiyent yakij harakterizuye misceve pidvishennya napruzhen v porivnyanni z nominalnimi v zonah rizkoyi zmini rozmiriv chi formi ob yekta za pruzhnogo deformuvannya 1 a s s m a x s n o m displaystyle alpha sigma frac sigma max sigma nom nbsp abo a t t m a x t n o m displaystyle alpha tau frac tau max tau nom nbsp de s m a x t m a x displaystyle sigma max tau max nbsp maksimalne pruzhne napruzhennya normalne i dotichne vidpovidno s n o m t n o m displaystyle sigma nom tau nom nbsp nominalne napruzhennya sho rozrahovane za formulami oporu materialiv bez vrahuvannya efektu koncentraciyi Teoretichnij koeficiyent koncentraciyi napruzhen zalezhit vid formi koncentratora ta vid spivvidnoshennya jogo rozmiriv z poperechnimi rozmirami tila i zavzhdi bilshij za odinicyu Teoretichnij koeficiyent koncentraciyi napruzhen mozhe nabuvati velikih znachen Tak na mezhi otvoriv vin nabuvaye znachen 1 lt a lt 3 v zalezhnosti vid diametra otvoru chim menshij diametr tim bilshoyu ye koncentraciya napruzhen Poblizu vershini trishini koeficiyent a mozhe dosyagati znachennya 200 Tomu pri viniknenni trishini dlya nedopushennya yiyi podalshogo rostu u vershini trishini sverdlyat nevelikij otvir Tehnichnij koeficiyent koncentraciyi Redaguvati Stupin nebezpeki koncentraciyi napruzhen suttyevo zmenshuyetsya za umov plastichnih deformaciyi sho vinikayut poblizu koncentratora napruzhen Dlya ocinyuvannya realnogo vplivu koncentraciyi napruzhen na micnist detali vvoditsya tehnichnij koeficiyent koncentraciyi napruzhen Ks Kt K s s B s m a x displaystyle K sigma frac sigma B sigma max nbsp abo K t t B t m a x displaystyle K tau frac tau B tau max nbsp de s B t B displaystyle sigma B tau B nbsp rujnivne napruzhennya dlya detali bez koncentratora napruzhen s m a x t m a x displaystyle sigma max tau max nbsp rujnivne napruzhennya dlya detali z koncentratorom napruzhen Tehnichnij koeficiyent koncentraciyi napruzhen zazvichaj ye menshim vid teoretichnogo Realni znachennya tehnichnogo koeficiyenta koncentraciyi napruzhen perevazhno perebuvayut v mezhah 1 3 Pri rozrahunkah na micnist v umovu micnosti vvodyat popravku K s s m a x s displaystyle K sigma cdot sigma max leq sigma nbsp abo K t t m a x t displaystyle K tau cdot tau max leq tau nbsp Dlya vipadkiv statichnih navantazhen plastichnih materialiv tehnichnij koeficiyent koncentraciyi napruzhen nablizhayetsya do odinici i nim mozhna znehtuvati todi yak dlya krihkih materialiv koncentraciya napruzhen ye suttyevoyu i yiyi slid vrahovuvati Efektivnij koeficiyent koncentraciyi Redaguvati Dlya ocinyuvannya realnogo vplivu koncentraciyi napruzhen na micnist detali v umovah ciklichnih navantazhen vvoditsya efektivnij koeficiyent koncentraciyi napruzhen ks kt vidnoshennya granici vitrivalosti zrazkiv bez koncentraciyi napruzhen do granici vitrivalosti zrazkiv z koncentraciyeyu napruzhen yaki mayut taki zh rozmiri pererizu yak gladki zrazki 1 k s s 1 s 1 k displaystyle k sigma frac sigma 1 sigma 1k nbsp abo k t t 1 t 1 k displaystyle k tau frac tau 1 tau 1k nbsp de s 1 t 1 displaystyle sigma 1 tau 1 nbsp granicya vitrivalosti zrazkiv bez koncentraciyi napruzhen s 1 k t 1 k displaystyle sigma 1k tau 1k nbsp granicya vitrivalosti zrazkiv z koncentraciyeyu napruzhen Efektivni koeficiyenti koncentraciyi zazvichaj ye menshimi vid teoretichnih koeficiyentiv koncentraciyi Dlya kilkisnoyi ocinki ciyeyi riznici vvodyatsya koeficiyenti chutlivosti materialu do koncentraciyi napruzhen q s k s 1 a s 1 displaystyle q sigma frac k sigma 1 alpha sigma 1 nbsp abo q t k t 1 a t 1 displaystyle q tau frac k tau 1 alpha tau 1 nbsp Chutlivist detali do koncentraciyi napruzhen zalezhit u pershu chergu vid vlastivostej materialu z yakogo vona vigotovlena Div takozh RedaguvatiPrincip Sen Venana Vtomne rujnuvannyaPrimitki Redaguvati a b v DSTU 2444 94 Rozrahunki ta viprobuvannya na micnist Opir vtomi Termini ta viznachennya Dzherela RedaguvatiMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3 Opir materialiv Pidruchnik G S Pisarenko O L Kvitka E S Umanskij Za red G S Pisarenka K Visha shkola 1993 655 s ISBN 5 11 004083 4 Milnikov O V Opir materialiv Konspekt lekcij Arhivovano 20 sichnya 2022 u Wayback Machine Ternopil Vidavnictvo TNTU 2010 257 s Konspekt lekcij z disciplini Opir materialiv Arhivovano 10 chervnya 2015 u Wayback Machine dlya studentiv vsih mehanichnih specialnostej dennoyi i zaochnoyi form navchannya Ukl L V Kutovij T P Zinchenko i V A Ovcharenko Kramatorsk DDMA 2007 Ch 1 196 s Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Koncentraciya napruzhen amp oldid 35146915