Вспомогательные конструкции.

Как работает сталь при повторных статических нагружениях?

Если повторные статические нагружения имеют место на стадии упругой работы, то никаких изменений сталь не претерпевает, возникшие деформации при снятии нагрузки полностью исчезают.
Если же в результате нагружения начали появляться пластические деформации и разгрузка (упруго) протекает на площадке текучести или стадии самоупрочнения (рис. 2.1, кривая ε), то при повторном нагружении сталь работает упруго до той точки, на которой начиналась разгрузка, а затем работа продолжается по кривой σ—ε. Таким образом, исчерпанная пластичность не восстанавливается.
Новый участок упругой работы повысился. Произошел так называемый наклеп. Этот эффект иногда используется в арматуре железобетонных конструкций.
Наклеп оказывает и отрицательное влияние на сталь. В зоне наклепа сталь становится склонной к хрупкому разрушению, интенсивнее подвергается коррозии. Со временем, благодаря протекающим в стали физико-химическим процессам, ее свойства несколько изменяются, она становится более хрупкой. Это называется «старением» стали.

Концентрация напряжений

в теории упругости, сосредоточение больших напряжений на малых участках, прилегающих к местам с резким изменением формы поверхности или сечения деформированного тела. Факторами, обусловливающими К. н. (т. н. концентраторами напряжений), могут быть отверстия, полости, трещины, выточки, надрезы, углы, выступы, острые края, резьба, а также различные неровности поверхности (риски, царапины, метки, неровности поверхности сварных швов и т. п.). Для распределения напряжений σ в зоне К. н. характерно резкое изменение напряжённого состояния, сопровождаемое быстрым затуханием напряжений при удалении от этой зоны. Чем больше максимальное напряжение в месте концентрации по сравнению с т. н. номинальным напряжением (равным среднему нормальному растягивающему напряжению по наиболее узкому поперечному сечению образца), тем резче наблюдается затухание напряжений при удалении от наиболее напряжённой зоны.

Количественной оценкой К. н. служит коэффициент К. н. α_σ = σ_мах/σ_н, α_τ =τ_мах/τ_н, где σ_н и τ_н — номинальные напряжения (σ — нормальное, τ — касательное). Величины α_σ и α_τ не связаны со свойствами материала, а зависят от вида концентратора напряжений, его остроты, абсолютного размера и размера относительно детали, от вида деформации и типа напряжённого состояния. Кроме этих (теоретические коэффициенты К. н.), существует технический коэффициент К. н., учитывающий структуру и пластические свойства материала.

Характер распределения напряжений и их величина в местах концентрации определяются методами теории упругости и пластичности лишь для немногих типов концентраторов вследствие большой сложности решения таких задач. В большинстве случаев К. н. экспериментально исследуется методом фотоупругости, тензометрированием, методом лаковых покрытий и др. Для уменьшения или устранения К. н. применяются разгружающие надрезы, усиление края отверстий и вырезов, в пластинах ребра жёсткости и др. Упрочение материала в зоне К. н. достигается различными способами технологической обработки.

Дата добавления: 2015-12-08