Реферат - Методы статических испытаний материалов - файл n1.doc

Реферат - Методы статических испытаний материалов
скачать (5646.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc5647kb.29.05.2012 21:24скачать

n1.doc

1   2   3

ис.11. Устройство для испытания образцов под внутренним и внешним давлением.
Тонкостенные трубчатые образцы иногда используются для испытания материалов при объемном напряженном состоянии (рис 11.).

При испытании трубчатых образцов из пластичных материалов потеря устойчивости пластического деформирования зависит от ориентирования главных напряжений по отношению к образующей.


  1. Испытания плоских образцов и элементов сосудов при двухосном напряжении.


Для решения отдельных задач механики материалов используются образцы в виде прямоугольника или параллелограмма, имеющие по сторонам захваты (рис.12 а) для приложения растягивающих усилий.






Рис.12.
На (рис.12 б) отверстия заменены узкими щелями. Жесткость крайних полос должна быть меньше жесткости средних, так как эти полосы, работая на изгиб, оказывают наибольшее сопротивление деформации в перпендикулярном направлении.

Напряжения упругой плоскости определяются соотношениями:
; .
Главные деформации 12 определяются экспериментально.

Более конкретные результаты в отношении механических свойств материалов можно получить на плоских образцах, защемленных по контуру и нагруженных односторонним, равномерно распределенным давлением.

При выпучивании материала, образец естественно работает за пределом упругости. Из условия пропорциональности девиаторов получаем:

или, переходя к компонентам тензора напряжений:

Из условия равновесия элемента деформированной оболочки находим:

Эти соотношения позволяют при известных деформациях в данной точке и заданном давлении определить соответствующие компоненты напряжений.

Если сопоставить метод испытаний выпучиванием с испытаниями трубчатых образцов, то легко заметить, что в процессе нагружения кривизна элемента рабочей части образца изменяется по-разному. При испытании трубчатых образцов развитие пластических деформаций приводит к увеличению диаметра образца; при этом напряжения возрастают как за счет роста давления, так и за счет увеличения диаметров. Развитие пластических деформаций плоского образца, наоборот приводит к увеличению кривизны, и при заданном давлении р=const напряжения уменьшаются.

Характер распределения пластических деформаций не одинаков. Если в трубчатом образце деформация распределяется равномерно и её локализация происходит при наступлении потери пластической устойчивости, то при выпучивании листового материала деформация с самого начала распределяется неравномерно, причем локализация деформации приводит к изменению радиуса, т.е. к уменьшению напряжений.

Испытания макетов сосудов внутренним давлением с измерением деформаций в процессе нагружения подтверждают объективность оценки, получаемой при испытаниях в условиях двухосного растяжения.


  1. Другие методы статических испытаний материалов при сложном напряженном состоянии.


Для создания сложного напряженного состояния широко используют острые надрезы. Основные параметры, характеризующие режим испытаний, можно изменять за счет геометрии образца и геометрии надреза.




Рис.13
На рис.13 показаны типичные эпюры напряжений в сечении круглого образца с круговой выточкой для случая двухмерного (а) и трехмерного (б и в) напряженного состояния, при р/ < p// и t/ < t// .

Качественные и количественные оценки характеристик напряженного состояния производятся или теоретически, методами теории упругости и теории пластичности, или экспериментально, методом фотоупругости, тензометрированием и др.

Распределение напряжений в зоне радиуса характеризуется коэффициентом концентрации Kt, которые определяются как отношение максимального напряжения к среднему напряжению по сечению,

И градиентом напряжений d/dz. В стадии упругих деформаций увеличение напряжений происходит пропорционально повышению внешней нагрузки, причем величина max и градиенты напряжений зависят от размеров и формы концентратора. При дальнейшем увеличении нагрузки в точке, где действует max, происходит пластическая деформация.

Недостатками метода являются наличие градиентов напряжений по радиусу: сжимающие напряжение по мере удаления от зоны контакта с плитами к центру уменьшается, а растягивающее наоборот, изменяются от нуля до максимального значения в центре.


1   2   3


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации