Ãëàâíàÿ > Ðàçíîå > Ðàñ÷åò íà ïðî÷íîñòü äåòàëåé ìàøèí
<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô
Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
Ìàêåòû ñòðàíèö

ÊÎÍÖÅÍÒÐÀÖÈß ÍÀÏÐ߯ÅÍÈÉ È ÄÅÔÎÐÌÀÖÈÉ Â ÓÑËÎÂÈßÕ ÏËÀÑÒÈ×ÅÑÊÈÕ ÄÅÔÎÐÌÀÖÈÉ È ÏÎËÇÓ×ÅÑÒÈ

Ïðè áîëüøèõ íàãðóçêàõ â çîíàõ êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé ïîÿâëÿþòñÿ ïëàñòè÷åñêèå äåôîðìàöèè. Íà ðèñ. 14 ïîøçàíî ðàñïðåäåëåíèå íàïðÿæåíèé è èíòåíñèâíîñòè äåôîðìàöèé áîëåå íàãðóæåííîì ñå÷åíèè ðàñòÿãèâàåìîé ïëàñòèíêè ñ îòâåðñòèåì â óñëîâèÿõ ïëîñêîãî íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ, à òàêæå èçìåíåíèå íîðìàëüíûõ íàïðÿæåíèé è èíòåíñèâíîñòè äåôîðìàöèé íà êîíòóðå îòâåðñòèÿ (ìàòåðèàë ïëàñòèíêè — ñòàëü ). Ðàñ÷åò íàïðÿæåíèé è äåôîðìàöèé ïðîâåäåí âàðèàöèîííî-ðàçíîñòíûì ìåòîäîì. Èç ðèñóíêà ñëåäóåò, ÷òî ïðè íàëè÷èè óïðóãîïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé (çîíû ïëàñòè÷íîñòè çàøòðèõîâàíû) ìàêñèìóì íàïðÿæåíèé

Ðèñ. 13. (ñì. ñêàí) Çàâèñèìîñòè ïðè êðó÷åíèè âàëà ñ êàíàâêîé (à) è ñòóïåí÷àòîãî âàëà ñ ãàëòåëüþ (á) îò îñíîâíûõ ðàçìåðîâ

ñäâèãàåòñÿ îò êîíòóðà îòâåðñòèÿ âãëóáü. Ïîñëåäíåå ñâÿçàíî ñ âîçíèêíîâåíèåì â ãëóáèíå çîí ïëîñêîãî íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ ñ îäèíàêîâûìè çíàêàìè ãëàâíûõ íàïðÿæåíèé, ÷òî çàòðóäíÿåò ïëàñòè÷åñêîå òå÷åíèå è äåëàåò ñîîòâåòñòâóþùèå êîëüöåâûå ñëîí áîëåå æåñòêèìè.

Åñëè ïëàñòèíêà ðàáîòàåò ïðè ïîâûøåííîé òåìïåðàòóðå, òî â òåõ çîíàõ îêîëî îòâåðñòèÿ ðàçâèâàþòñÿ äåôîðìàöèè ïîëçó÷åñòè. Õàðàêòåð íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ â ïëàñòÿíêå íå ìåíÿåòñÿ, ëèøü äåôîðìàöèè ïîëçó÷åñòè ïîÿâëÿþòñÿ ïðè áîëåå íèçêèõ íàïðÿæåíèÿõ íà ãðàíèöå íåâîçìóùåííîé îáëàñòè.

Ðåàëüíûå âîçìîæíîñòè ðàáîòû äåòàëè â óñëîâèÿõ ïëàñòè÷íîñòè è ïîëçó÷åñòè, îñîáåííî ïðè öèêëè÷åñêèõ íàãðóæåíèÿõ, öåëåñîîáðàçíî îöåíèâàòü íå òîëüêî ïî êîýôôèöèåíòó êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé à, çíà÷åíèÿ êîòîðîãî óìåíüøàþòñÿ â íåóïðóãîé îáëàñòè, íî è ïî êîýôôèöèåíòó êîíöåíòðàöèè äåôîðìàöèé à, çíà÷åíèÿ êîòîðîãî óâåëè÷èâàþòñÿ ïî ìåðå ðàçâèòèÿ íåóïðóãèõ äåôîðìàöèé (ðèñ. 15),

Êîýôôèöèåíòû êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé à è äåôîðìàöèé à â îáëàñòè óïðóãîïëàñ÷ è÷åñêèõ äåôîðìàöèé ñâÿçàíû ñ êîýôôèöèåíòîì êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé â èäåàëüíî óïðóãîì ìàòåðèàëå ñëåäóþùèì ïðèáëèæåííûì ñîîòíîøåíèåì:

Ðèñ. 14. Ðàñïðåäåëåíèå íàïðÿæåíèé è äåôîðìàöèé ïðè ðàñòÿæåíèè ïëàñòèíêè ñ îòâåðñòèåì â óñëîâèÿõ óïðóãîñòè (øòðèõîâûå ëèíèè) è ïëàñòè÷íîñòè (ñïëîøíûå ëèíèè)

Ðèñ. 15. Çàâèñèìîñòè îò âíåøíåé íàãðóçêè â ðàñòÿíóòîé ïëàñòèíêå ñ îòâåðñòèåì

 ñëó÷àå ïëîñêîãî íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ êîýôôèöèåíòû à è à íà 20—30% âûøå, ÷åì ïðè ïëîñêîé äåôîðìàöèè äëÿ äåòàëåé òàêîé æå ôîðìû. Êîýôôèöèåíòû êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé â óñëîâèÿõ óãðóãîñòè â ýòèõ ñëó÷àÿõ áóäóò îäèíàêîâûìè.

Ïðè äâóõîñíîì ðàñòÿæåíèè ïëàñòèíêè ñ îòâåðñòèåì (ðèñ. 16) ðàçâèòèå ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé çàòðóäíåíî, è îíè ïîÿâëÿþòñÿ ïðè áîëüøèõ (ïî÷òè íà 20%) çíà÷åíèÿõ íàïðÿæåíèé íà íåâîçìóùåííîé ãðàíèöå ïëàñòèíêè, ÷åì ïðè îäíîîñíîì ðàñòÿæåíèè. Çîíà ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé (íà ðèñóíêå çàøòðèõîâàíà 1/4 ÷àñòü çîíû) â ýòîì ñëó÷àå îõâàòûâàåò âåñü êîíòóð îòâåðñòèÿ. Õàðàêòåð èçìåíåíèÿ êîýôôèöèåíòîâ à è à òàêîé æå, êàê è â ñëó÷àå ðàñòÿæåíèÿ ïëàñòèíêè.

Ðèñ. 16. Ðàñïðåäåëåíèå íàïðÿæåíèé è äåôîðìàöèé â ïëàñòèíêå ñ îòâåðñòèåì ïðè äâóõîñíîì ðàñòÿæåíèè

Ðèñ. 17. Ðàñïðåäåëåíèå íàïðÿæåíèé â ïëàñòèíêå ñ îòâåðñòèåì ïðè ðàçíûõ çíàêàõ íàïðÿæåíèé íà ãðàíèöå

Ïðè äåéñòâèè íà ãðàíèöå íåâîçìóùåííîé îáëàñòè ïëàñòèíêè ñ îòâåðñòèåì ðàñòÿãèâàþùèõ è ñæèìàþùèõ íàïðÿæåíèé (ðèñ. 17) êîíöåíòðàöèÿ íàïðÿæåíèé ñêàçûâàåòñÿ â áîëüøåé ñòåïåíè Ïëàñòè÷åñêèå äåôîðìàöèè ïîÿâëÿþòñÿ ïðè ìåíüøèõ (íà 40—45%) íàãðóçêàõ, ÷åì ïðè îäíîîñíîì íàïðÿæåíèè.

Ïðè ðàñòÿæåíèè ïëàñòèíîê ñ äâóìÿ ñèììåòðè÷íûìè âûòî÷êàìè (ñì. ðèñ. 10, à), êàê è ïðè ðàñòÿæåíèè ïëàñòèí ñ îòâåðñòèåì, ïðîèñõîäèò ñìåùåíèå ìàêñèìóìà îñåâûë ðàñòÿãèâàþùèõ íàïðÿæåíèé îò äíà âûòî÷êè â òåëî ïëàñòèíû.

Ïðè ðàñòÿæåíèè ñòåðæíÿ (âàëà) ñ êîëüöåâîé âûòî÷êîé (îñåñèììåòðè÷íàÿ çàäà÷à) ñóùåñòâåííîãî ñìåùåíèÿ ìàêñèìóìà íàïðÿæåíèé ïðè íàëè÷èè óïðóãîïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé íå íàáëþäàåòñÿ (ðèñ 18).  ýòîì ñëó÷àå â îòëè÷èå îò ïëîñêîé çàäà÷è (äëÿ ïëàñòèí) â öåíòðå âïàäèíû èìååò ìåñòî ïëîñêîå íàïðÿæåííîå ñîñòîÿíèå ñ îäèíàêîâûìè çíàêàìè ãëàâíûõ íàïðÿæåíèé

Ñëåäóåò îñîáî îòìåòèòü, ÷òî ïðè ðàáîòå äåòàëåé â óñëîâèÿõ ïëàñòè÷íîñòè è ïîëçó÷åñòè çíà÷èòåëüíîå âëèÿíèå íà íàïðÿæåííîå ñîñòîÿíèå,

êîíöåíòðàöèþ íàïðÿæåíèé è äåôîðìàöèé îêàçûâàþò óñëîâèÿ íàãðóæåíèÿ (ïîñëåäîâàòåëüíîñòü íàãðóæåíèÿ è ò. ï.).

Íà ðèñ. 19 ñðàâíèâàþòñÿ íàïðÿæåííûå ñîñòîÿíèÿ äâóõ òîíêèõ ïëàñòèíîê, èç ñïëàâà .  ïåðâîé ïëàñòèíêå ïðè äâóõîñíîì ðàñòÿæåíèè ïëàñòè÷åñêèå äåôîðìàöèè îòñóòñòâîâàëè (ýïþðû íàïðÿæåíèé íà ðèñ. 19 ïîñòðîåíû ñïëîøíûìè ëèíèÿ, ).

Âòîðóþ ïëàñòèíêó âíà÷àëå ðàñòÿãèâàëè âäîëü îñè à çàòåì — âäîëü îñè Ïðè ïåðâîì íàãðóæåíèè â öåíòðàëüíîé ÷àñòè ïëàñòèíêè (âáëèçè îòâåðñòèÿ ñïðàâà è ñëåâà) îáðàçîâàëèñü äâå çîíû ïëàñòè÷íîñòè (îäíà èç íèõ íà ðèñóíêå çàøòðèõîâàíà), â êîòîðûõ .  ðåçóëüòàòå âòîðîãî íàãðóæåíèÿ ãëóáèíà ïðîíèêíîâåíèÿ ïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé íåñêîëüêî óìåíüøèëàñü âñëåäñòâèå ðàçãðóçêè è êîýôôèöèåíò êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé â

Ðèñ. 18. Ðàñïðåäåëåíèå íàïðÿæåíèé â ñòåðæíå ñ êîëüöåâîé âûòî÷êîé ïðè ðàñòÿæåíèè (øòðèõîâûå ëèíèè ñîîòâåòñòâóþò óïðóãîìó ñîñòîÿíèþ, ñïëîøíûå — óïðóãîïëàñòè÷åñêîìó ñîñòîÿíèþ, âåðòèêàëüíûå è ãîðèçîíòàëüíûå òîíêèå ëèíèè ïîêàçûâàþò ñåòî÷íóþ ðàçìåòêó îáëàñòè)

Ðèñ. 19. (ñì. ñêàí) Ðàñïðåäåëåíèå íàïðÿæåíèé â ïëàñòèíêå ñ îòâåðñòèåì ïðè ïðîñòîì è ñëîæíîì íàãðóæåíèè

Ðèñ. 20. (ñì. ñêàí) Ðàñïðåäåëåíèå íàïðÿæåíèé â ïëàñòèíêå ñ îòâåðñòèåì ïðè ñëîæíîì íàãðóæåíèè

òî÷êå À ñòàë ðàâíûì Íàèáîëüøèå íàïðÿæåíèÿ âîçíèêëè â òî÷êå  íà êîíòóðå îòâåðñòèÿ, ãäå (ýïþðû íàïðèæåíèé íà ðèñ. 19 ïîñëå âòîðîãî íàãðóæåíèÿ ïîêàçàíû øòðèõîâûìè ëèíèÿìè).

Íà ðèñ. 20, à ñðàâíèâàþòñÿ íàïðÿæåííûå ñîñòîèíèÿ äâóõ ïëàñòèíîê, îäèà èç êîòîðûõ áûëà ðàñòÿíóòà ëèøü âäîëü îñè ýïþðû ïîêàçàíû ñïëîøíûìè ëèíèÿìè). Ïðè ýòîì â öåíòðàëüíîé ÷àñòè ïëàñòèíêè âáëèçè îòâåðñòèÿ îáðàçîâàëèñü äâå çîíû ïëàñòè÷íîñòè (âîçëå òî÷åê À è Â). Âòîðóþ ïëàñòèíêó âíà÷àëå íàãðóæàëè â íàïðàâëåíèè îñè â ðåçóëüòàòå ÷åãî ïîÿâèëèñü äâå çîíû ïëàñòè÷íîñòè âîçëå òî÷åê Ñ è D (îäíà èç íèõ çàøòðèõîâàíà), à çàòåì ïîëíîñòüþ ðàçãðóæàëè.  ðåçóëüòàòå ðàçãðóçêè â òî÷êàõ ïëàñòèíêè âîçíèêàëè îñòàòî÷íûå íàïðÿæåíèÿ. Íà ðèñ. ïîêàçàíî èçìåíåíèå íîðìàëüíûõ íàïðÿæåíèé â ñå÷åíèÿõ è Ïîñëå ðàçãðóçêè ïëàñòèíêó íàãðóæàëè âäîëü îñè Ýïþðû íîðìàëüíûõ íàïðÿæåíèé íà êîíòóðå îòâåðñòèÿ à òàêæå íàïðÿæåíèé â ñå÷åíèÿõ âû÷èñëåííûå ñ ó÷åòîì îñòàòî÷íûõ íàïðÿæåíèé îò ïåðâîãî ýòàïà íàãðóæåíèÿ, ïîêàçàíû øòðèõîâûìè ëèíèÿìè.

 ðåçóëüòàòå âòîðîãî ýòàïà íàãðóæåíèÿ çîíû ïëàñòè÷íîñòè âîçíèêëè âáëèçè òî÷åê À è Â. Ãëóáèíà ïðîíèêíîâåíèÿ ýòèõ çîí îêàçàëàñü ìåíüøåé, ÷åì ïðè ïðîñòîì íàãðóæåíèè.

Ïðåäâàðèòåëüíîå íàãðóæåíèå äî ïîÿâëåíèÿ óïðóãîïëàñòè÷åñêèõ äåôîðìàöèé è ïîñëåäóþùàÿ ðàçãðóçêà óâåëè÷èâàþò óïðóãèé äèàïàçîí íàãðóæåíèÿ äåòàëåé è ñíèæàþò êîýôôèöèåíò êîíöåíòðàöèè íàïðÿæåíèé. Ýòîò ýôôåêò ëåæèò â îñíîâå îäíîãî èç ñïîñîáîâ óïðî÷íåíèÿ äåòàëåé ìàøèí (íàïðèìåð, ïðåäâàðèòåëüíîå ðàñòÿæåíèå áîëòîâ).

<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
Îãëàâëåíèå