Прочность элементов конструкций при однократном и циклическом нагружении, Порошин В.Б., 2022

Прочность элементов конструкций при однократном и циклическом нагружении, Порошин В.Б., 2022.

   Рассматриваются деформационные и прочностные свойства сталей и сплавов, а также деталей машин и инженерных сооружений при однократном статическом и повторно-переменном нагружении с учетом конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов, в том числе концентрации напряжений. Затрагиваются вопросы оценки прочности элементов конструкций с трещинами.
Для студентов, обучающихся по направлению «Прикладная механика», других механических специальностей, включающих подготовку в области прочности, а также начинающих инженеров-прочнистов, специализирующихся в области обеспечения прочности машин, аппаратов и сооружений.




Влияние температуры.
Как было сказано ранее, характер разрушения материала зависит не только от его марки (по существу, химического состава), но и от условий испытания: температуры, скорости нагружения, вида напряженного состояния, наличия концентраторов напряжений, влияния среды и многих других. Рассмотрим влияние некоторых конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов, иллюстрируя его конкретными данными.

Влияние температуры на характер разрушения хорошо известно: как правило, при повышении температуры прочность сталей и сплавов снижается, а пластичность растет (за исключением отдельных температурных диапазонов, в которых у некоторых материалов в связи со структурно-фазовыми превращениями пластичность падает, иногда значительно).

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ПРЕДИСЛОВИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
Опасные состояния.
Коэффициент запаса.
Нормативные коэффициенты запаса и оценка прочности.
Консервативные предельные состояния.
Внешние воздействия.
Особенности воздействия температурных и других самоуравновешенных напряжений.
Температурные условия и характер разрушения.
Условия работы машин различного назначения и вероятные опасные состояния.
1. ДЕФОРМАЦИОННЫЕ И ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ ПРИ ОДНОКРАТНОМ СТАТИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ.
1.1. Основные механические характеристики конструкционных материалов.
Об особенностях логарифмической деформации в области больших значений.
1.2. Построение и аппроксимация диаграммы деформирования.
Аппроксимация кривой деформирования при линейном напряженном состоянии.
Аппроксимация кривой деформирования при сложном напряженном состоянии.
1.3. Разрушение конструкционных материалов при произвольном напряженном состоянии.
Особенности разрушения металлических материалов.
Влияние вида напряженного состояния.
1.4. Критерии разрушения материалов при сложном напряженном состоянии.
Гипотеза наибольших нормальных напряжений (I теория прочности).
Гипотеза наибольших линейных деформаций (II теория прочности).
Условия Треска — Сен-Венана и Губера - Мизеса как критерии разрушения.
Теория предельных напряженных состояний О. Мора.
Критерий Писаренко — Лебедева.
Диаграмма механическою состояния материала.
Деформационный критерий разрушения.
Пример определения предельного напряжения при сложном напряженном состоянии с помощью критериев Мора, Писаренко — Лебедева и деформационного критерия Колмогорова.
1.5. Влияние различных факторов на конструкционную прочность материалов.
Влияние температуры.
Влияние скорости деформирования.
Оценка способности материала к рассеиванию (диссипации) энергии.
Влияние радиационного облучения и контакта с жидкометаллической средой.
Влияние термической и механической обработки.
1.6. Расчеты на прочность при однократном статическом нагружении и основные пути повышения прочности конструкций.
1.7. Контрольные вопросы и упражнения по теме «Деформационные и прочностные свойства сталей и сплавов при однократном статическом нагружении».
2. МЕСТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ. ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ ПРИ ОДНОКРАТНОМ НАГРУЖЕНИИ.
2.1. Распределение напряжений в растянутой пластине вблизи малого отверстия. Коэффициент концентрации напряжений.
2.2. Концентрация напряжений в выточках. Теория Нейбера о концентрации напряжений.
Глубокий надрез.
Мелкий надрез.
2.3. О предельных значениях теоретического коэффициента концентрации напряжений.
2.4. Концентрация напряжений и деформаций за пределами упругости.
2.5. Пример. Определение деформации Eтах в опасной точке ступенчатого стержня с галтельным переходом между участками.
2.6. Влияния концентрации напряжений на прочность при статическом нагружении.
Заключение подраздела.
2.7. Контрольные вопросы и упражнения по теме «Местные напряжения».
3. ДЕФОРМАЦИОННЫЕ И ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ ПРИ ПЕРЕМЕННОМ НАГРУЖЕНИИ.
3.1. Основные понятия и определения.
3.2. Закономерности упругопластического деформирования при «жестком» нагружении.
Кривая циклического деформирования.
Циклическая кривая деформирования.
Эффект «памяти» материала. Правила запоминания и забывания предыстории.
Связь диаграммы циклического деформирования с циклической кривой.
3.3. Закономерности упругопластического деформирования при «мягком» нагружении.
3.4. Оценка долговечности конструкционных сталей и сплавов при циклическом упругопластическом деформировании.
Критерии малоцикловой усталости.
Пример 3.1.
Связь кривых малоцикловой усталости с циклической кривой.
Приближенное определение предела выносливости o-1.
3.5. Влияние конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов на сопротивление усталостному разрушению.
Влияние концентрации напряжений.
Влияние асимметрии нагружения.
Пример 3.2.
Кривые усталости при несимметричном нагружении.
Пример 3.3.
Влияние масштабного фактора (абсолютных размеров изделия).
Влияние состояния поверхности.
Влияние поверхностного упрочнения.
Влияние коррозионного воздействия среды.
Влияние температуры.
Влияние вида напряженного состояния.
Коэффициент запаса усталостной прочности с учетом влияния различных факторов.
Пример 3.4.
Замечание к определению коэффициента запаса прочности n с учетом асимметрии цикла.
Особенности блочною нагружения.
Пример 3.5.
3.6. Оценка прочности при малоцикловом нагружении.
Виды коэффициента запаса.
Рекомендуемые величины коэффициента запаса усталостной прочности [n].
3.7. Контрольные вопросы и задачи но теме «Деформационные и прочностные свойства сталей и сплавов при переменном нагружении».
4. ОСНОВЫ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ.
4.1. Область применения и задачи, решаемые механикой разрушения.
4.2. Механизмы хрупкою разрушения.
Разрушение сколом.
Вязкое разрушение.
4.3. Напряженно-деформированное состояние в вершине трещины нормального отрыва.
4.4. Понятие коэффициента интенсивности напряжений.
4.5. Размер и форма зоны пластической деформации. Поправка Ирвина на пластичность.
4.6. Влияние вида напряженною состояния на несущую способность конструкций.
4.7. Экспериментальное определение вязкости разрушения. Силовой подход к оценке трещиностойкости элементов конструкций.
Оборудование и образцы для определения вязкости разрушения.
Влияние размеров образца и начальной длины трещины.
Эффект туннелирования трещины.
Ограничения на нелинейность диаграммы «нагрузка ~ раскрытие трещины».
Пример 4.1.
4.8. Применение силового подхода к оценке критического размера трещиноподобного дефекта в элементе трубопровода.
4.9. Элементы нелинейной механики разрушения в силовом подходе. Двухпараметрический критерий Е. М. Морозова.
4.10. Особенности роста трещины при циклическом нагружении.
Схема роста усталостной трещины.
Рост усталостной трещины.
4.11. Рост трещин в условиях коррозии.
4.12. Расчетная оценка трещиностойкости элементов конструкций.
Критические температуры хрупкости образца и конструкции.
Расчет критического напряжения.
Запасы прочности при хрупком и квазихрупком разрушении.
4.13. Обеспечение надежности конструкций с трещинами при проектировании, изготовлении и эксплуатации.
Признаки надежной конструкции.
Способы обеспечения надежности.
Мероприятия, повышающие трещиностойкость конструкций.
4.14. Контрольные вопросы по теме «Механика разрушения».
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ. ЗАДАНИЕ, ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ «ПРОЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ОДНОКРАТНОМ И ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ».
Основные обозначения.
П.1. ЗАДАНИЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.
П.2. ВЫБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ.
П.3. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ.
П.4. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ.
П.5. АППРОКСИМАЦИЯ КРИВОЙ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ СТЕПЕННОЙ ЗАВИСИМОСТЬЮ.
П.5.1. Аппроксимация диаграммы деформирования при линейном напряженном состоянии.
П.5.2. Аппроксимация диаграммы деформирования при сложном напряженном состоянии.
П.6. КРИТЕРИИ РАЗРУШЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ОДНОКРАТНОМ НАГРУЖЕНИИ.
П.6.1. Критерий разрушения О. Мора.
П.6.2. Критерий разрушения Писаренко-Лебедева.
П.6.3. Деформационный критерий разрушения.
П.7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ И ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ.
П.7.1. Построение циклической кривой.
П.7.2. Определение параметров кривой усталости в несимметричном цикле.
П.7.3. Распространение закономерностей малоцикловой усталости на область многоциклового нагружения.
П.8. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДХОДА НЕЙБЕРА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ В ЗОНАХ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ.
Основные надписи для заглавного и последующих листов текстового документа.
Образец титульного листа.

Купить .





Теги: учебник по машиностроению :: машиностроение :: Порошин