рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

ПОНЯТИЕ 0 НОВЫХ ТЕОРИЯХ ПРОЧНОСТИ

ПОНЯТИЕ 0 НОВЫХ ТЕОРИЯХ ПРОЧНОСТИ - раздел Математика, ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ Выше Были Изложены Основные Теории Прочности, Созданные За Длительный Период,...

Выше были изложены основные теории прочности, созданные за длительный период, начиная со второй половины XVII и до начала XX в.

Необходимо отметить, что помимо изложенных существует большое количество теорий, многие из которых не нашли достаточно широкого применения на практике.

За последнее время появились новые теории, которые главным образом связаны с новыми строительными материалами, в частности с пластмассами.

При построении приведенных в предыдущих параграфах теорий составлялись условия наступления предельного напряженного состояния, выраженные через главные напряжения σ1, σ2 и σ3.

Названные условия для каждой из рассмотренных теорий в общей форме могут быть записаны в виде функции

(а)

Например, условие (а), соответствующее энергетической теории, приобретает следующий вид:

(б)

Построение новых теорий осуществляется путем отыскания и подбора такой функции (а), которая позволяла бы полнее учесть различные механические свойства материала, работающего в условиях сложного напряженного состояния.

Так, например, в одной из новых теорий, предложенной Ю. И. Ягном, функция (а) принимается в форме уравнения 2-й степени [§§]:

(12.25)

Коэффициенты m, n и l в уравнении (12.25) должны определяться на основании трех опытов: при растяжении, сжатии и кручении (чистый сдвиг).

В результате указанных опытов находят предельные напряжения и с учетом принятого коэффициента запаса допускаемые напряжения [σр], [σс] и [τк]. Используя уравнение (12.25) отдельно для растяжения σ1 =[σр], σ2 = σ3 =0, для сжатия σ1 =0, σ2 = -[σс ]=0, σ3 =0 и для кручения σ1 =- σ2 = [τк ], σ3 =0, получают три уравнения:

(12.27)

Подставляя найденные коэффициенты в уравнение (12.25), получают следующее условие:

(12.28)

Особенность данной теории состоит в том, что она, так же как и теория Мора, позволяет учитывать неодинаковое сопротивление материала растяжению и сжатию и одновременно с этим учитывает сопротивление материала сдвигу.

Следует заметить, что если в условие (12.28) подставить значение σт из выражения (12.22)

(12.29)

то после несложных преобразований получим условие (12.18), отвечающее энергетической теории, которая, таким образом, является как бы частным случаем теории Ю. И. Ягна.

Данная теория еще недостаточно проверена опытами.

При построении теорий прочности для пластмасс и, в частности, для слоистых пластмасс и стеклопластиков, которые могут быть отнесены к анизотропным материалам, в функцию (а) также вводятся коэффициенты, определяемые на основании опытов.

Характерным здесь является то обстоятельство, что элементы слоистых пластмасс, и, в частности, стеклопластика, находящиеся в условиях одного и того же напряженного состояния (рисунок 307), но с различной ориентировкой стекловолокон (слоев), не будут равнопрочны. В случае, показанном на рисунке 307, а, растяжению будут подвергаться стекловолокна, а сжатию — связующая масса, в случае же, показанном на рисунке 307, б, наоборот, стекловолокна будут сжаты, а связующая масса растянута. Прочность же этих двух материалов неодинакова при растяжении и сжатии. Сопротивление стеклопластика, армированного стекловолокнами только в одном направлении, оказывается, зависит не только от величины, но н от направления касательных напряжений. Это легко понять из рисунка 307, в, г. Так, например, при случае действия касательных напряжений, как показано на рис. 307, в, стекловолокна, направленные по диагонали mn, растягиваются, а при изменении направления действия г (рисунок 307, г) те же волокна сжаты. В первом случае хорошо работающие на растяжение волокна повышают прочность материала, а во втором они почти не оказывают влияния на прочность так как плохо работают на сжатие.

Указанные выше особенности сопротивления стеклопластиков учитываются при составлении уравнения (а), в которое вводится необходимое количество констант, определяемых экспериментальным путем.

Так, для стеклопластика, работающего в условиях плоского напряженного состояния, требуется предварительно найти семь констант.

Следует заметить, что построение теории прочности для многих пластмасс осложняется тем, что их механические свойства оказываются нестабильными. По сравнению с механическими свойствами металлов свойства пластмасс в большой степени зависят от таких факторов, как время, температура и др.

Это обстоятельство заставляет обратить особое внимание на выбор необходимых величин коэффициентов запаса прочности

Рисунок 307

В последнее время по тому же принципу, что и армированные стекловолокнами пластмассы, создаются сверхпрочные металлы, у которых волокна в виде высокопрочных металлических нитевидных монокристаллов, или так называемых усов, помещаются в мягкой металлической матрице.

Такие материалы, обладая резко выраженными свойствами анизотропии, требуют разработки новых критериев прочности, учитывающих особенности их работы в условиях сложного напряженного состояния.

При построении новых теорий предельных напряженных состояний необходимо учитывать как недостатки имеющихся теорий, так и некоторые современные исследования и идеи, связанные с механизмом образования деформаций и проблемой разрушения твердых тел.

Одним из существенных недостатков имеющихся теорий является отсутствие необходимого объема экспериментальных данных, позволяющих надежно оценить достоверность той или иной теории в общем случае объемного напряженного состояния. Этот недостаток связан в основном с техническими трудностями постановки соответствующих опытов и поэтому в настоящее время применение существующих теорий наиболее обосновано экспериментально лишь для плоского напряженного состояния. Однако и в этом случае многие конструкционные материалы и особенно новые еще не достаточно исследованы на опыте.

Второй, также существенный недостаток имеющихся теорий заключается в том, что при их построении материал рассматривается как сплошная однородная среда без учета его микроструктуры. Такая идеализированная модель материала оказывается удобной для построения изложенной выше методики практических расчетов при сложном напряженном состоянии. Однако выполненные в последнее время экспериментальные и теоретические исследования показали, что микроструктура реальных твердых тел оказывает большое влияние на их деформацию и разрушение. Пренебрежение этим влиянием неизбежно отражается на результатах расчета по той или иной теории прочности. Вместе с тем учет указанного влияния представляет весьма трудную задачу, решение которой должно было бы обеспечить практическую возможность не только качественной, но и количественной оценки таких явлений, как пластическое деформирование, деформационное упрочнение и разрушение того или иного материала, работающего в условиях любого сложного напряженного состояния.

По пути к решению такой задачи на сегодняшний день пройдены, хотя и важные по своему значению, но лишь первые шаги.

К недостаткам имеющихся теорий следует отнести и то, что соответствующими критериями наступления предельного напряженного состояния материала не учитывается влияние таких факторов, как температура, время, а также масштабный фактор, устанавливающий зависимость величины используемых механических характеристик (предела текучести, предела прочности) от размеров рассчитываемого элемента конструкции.

Указанные выше основные недостатки имеющихся теорий ограничивают область их применения и во всех случаях делают необходимым учет приближенности получаемых с их помощью результатов, а также наличия экспериментальных данных, в достаточной степени подтверждающих ту или иную теорию. Одновременно следует отметить, что задача построения новых, а также усовершенствования имеющихся теорий прочности является на сегодняшний день весьма актуальной.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ

На сайте allrefs.net читайте: ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ПОНЯТИЕ 0 НОВЫХ ТЕОРИЯХ ПРОЧНОСТИ

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
При оценке прочности различных конструкций и машин часто приходится учитывать, что многие их элементы и детали работают в условиях сложного напряженного состояния. В гл. III было установле

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ПРОЧНОСТИ
Энергетическая теория основывается на предположении о том, что количество удельной потенциальной энергии деформации, накопленной к моменту наступления предельного напряженного с

ТЕОРИЯ ПРОЧНОСТИ МОРА
Во всех рассмотренных выше теориях в качестве гипотезы, устанавливающей причину наступления предельного напряженного состояния, принималась величина какого-либо одного фактора, например напряжения,

ОБЪЕДИНЕННАЯ ТЕОРИЯ ПРОЧНОСТИ
В данной теории различают два вида разрушения материала: хрупкое, которое происходит путем отрыва, и вязкое, наступающее от среза (сдвига) [‡‡]. Напряжени

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Тонкостенными называют стержни, длина которых значительно превышает основные размеры b или h поперечного сечения (в 8— 10 раз), а последние, в свою очередь, значительно превосходят (также в

СВОБОДНОЕ КРУЧЕНИЕ ТОНКОСТЕННЫХ СТЕРЖНЕЙ
Свободным кручением называется такое кручение, при котором депланация всех поперечных сечений стержня будет одинаковой. Так, на рисунке 310, а, б показан стержень, нагруженны

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ
В строительной практике и в особенности в машиностроении часто встречаются стержни (брусья) с криволинейной осью. На рисунке 339

РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ КРИВОГО БРУСА
В отличие от прямого бруса внешняя сила, приложенная нормально к какому-либо сечению кривого бруса, в других его сечениях вызывает изгибающие моменты. Поэтому только растяжение (или сжатие) кривого

ЧИСТЫЙ ИЗГИБ КРИВОГО БРУСА
Для определения напряжений при чистом изгибе плоского кривого бруса, так же как для прямого бруса, считаем справедливой гипотезу плоских сечений. Определяя деформации волокон бруса, пренебрегаем на

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ НЕЙТРАЛЬНОЙ ОСИ В КРИВОМ БРУСЕ ПРИ ЧИСТОМ ИЗГИБЕ
Для вычисления напряжений по формуле (14.6), полученной в предыдущем параграфе, необходимо знать, как проходит нейтральная ось. Для этой цели надо определить радиус кривизны нейтрального слоя r или

НАПРЯЖЕНИЕ ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ ДЕЙСТВИИ ПРОДОЛЬНОЙ СИЛЫ И ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА
Если в сечении кривого бруса одновременно возникают изгибающий момент и продольная сила, то напряжение следует определять как сумму напряжений от двух указанных воздействий:

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
В предыдущих главах рассматривались методы определения напряжений и деформаций при растяжении, сжатии, кручения и изгибе. Были также установлены критерии прочности материала при сложном сопротивлен

МЕТОД ЭЙЛЕРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКИХ СИЛ. ВЫВОД ФОРМУЛЫ ЭЙЛЕРА
Для исследования устойчивости равновесия упругих систем имеется несколько методов. Основы и техника применения этих методов изучаются в специальных курсах, посвященных проблемам устойчивости различ

ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КОНЦОВСТЕРЖНЯ НА ВЕЛИЧИНУ КРИТИЧЕСКОЙ СИЛЫ
На рисунке 358 показаны различные случаи закрепления концов сжатого стержня. Для каждой из этих задач необходимо проводить свое решение аналогично тому, как это сделано в предыдущем параграфе для ш

ПРЕДЕЛЫ ПРИМЕНИМОСТИ ФОРМУЛЫ ЭЙЛЕРА. ФОРМУЛА ЯСИНСКОГО
Формула Эйлера, полученная более 200 лет назад, долгое время являлась предметом дискуссий. Споры длились около 70 лет. Одной из главных причин споров явилось то обстоятельство, что формула Эйлера д

ПРАКТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЖАТЫХ СТЕРЖНЕЙ
При назначении размеров сжатых стержней в первую очередь приходится заботиться о том, чтобы стержень в процессе эксплуатации при действии сжимающих сил не потерял устойчивость. Поэтому напряжения в

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Во всех предыдущих главах курса рассматривалось действие статической нагрузки, которая прикладывается к сооружению настолько медленно, что возникающие при этом ускорения движения частей сооружения

УЧЕТ СИЛ ИНЕРЦИИ ПРИ РАСЧЕТЕ ТРОСА
Рассмотрим расчет троса при подъеме груза весом G с ускорением а (рисунок 400). Вес 1 м троса обозначим q. Если груз неподвижен, то в произвольном сечении каната mn возникает статическое усилие от

РАСЧЕТЫ НА УДАР
Под ударом понимается взаимодействие движущихся тел в результате их соприкосновения, связанное с резким изменением скоростей точек этих тел за весьма малый промежуток времени. Время удара

ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ УПРУГОЙ СИСТЕМЫ
Если на систему действует сила Р (t), изменяющаяся во времени по какому-либо закону, то колебания балки, вызванные действием этой силы, называют вынужденными. После приложения силы инерции б

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги