Концентрация напряжений

  Рис.

В сварных соединениях напряжения распределены неравномерно - имеет место их концентрация, т.е. образование значительных напряжений на участках малой протяженности. Рассмотрим распределение напряжений в пределах упругих деформаций в полосе шириной а, ослабленной круглым отверстием диаметром d в центре пластины.

Из теории упругости следует формула, в сечение А - А:

s _0- напряжение в центре пластины без отверстия; y расстояние от центра отверстия до исследуемой точки. На краю отверстия, т.е. при y=d/2 s =3 s ₀. Таким образом, теоретический коэффициент концентрации напряжений a = s / s ₀=3. При y=2d s =1,04 s ₀, a= 1,04.

Рис.

Теоретический коэффициент концентрации напряжений - это отношение величины напряжения в образце с концентратором напряжений к величине напряжений в гладком образце от одинаковой нагрузки.

В случае эллиптических отверстий

При с®0, a®00.

Местные напряжения в зоне концентрации не опасны для конструкции из пластичных материалов. Однако концентрация существенно снижает прочность при переменных

Рис.

нагрузках, а для материалов с ограниченной пластичностью и для статических нагрузок. Для пластичных материалов при нагружении их статической нагрузкой происходит перераспределение напряжений в зонах высокой концентрации, вследствие чего ограниченные пластические деформации приводят к снижению общего уровня напряжений. В материалах с ограниченной пластичностью такого не происходит, и концентрация напряжений в локальных объемах приводит к возникновению трещин.

Дата добавления: 2015-07-08