Предельное напряженное состояние

Предельные состояния

Условия нагружения

Условия нагружения - это скорость прикладывания и продолжитель-ность действия нагрузки во времени.

Существуют такие состояния конструкций или деталей, когда их эк-сплуатация считается невозможной, опасной или нежелательной. Такие со-стояния называются предельными. Чаще всего наступление предельного состояния связывают с появлением в металле, детали или элементе конст-рукции какого-то явления или процесса или с моментом, когда достигается определенный уровень того или иного параметра.

За предельные состояния в технике принимаются: наступление теку - чести металла, образование трещины в детали, появление течи в сосудах,. потеря устойчивости элемента, перемещение или деформация недопусти-мой величины, прогиб балки заданной величины, определенное удлинение металла при ползучести и т.д.

Предельное напряженное состояние - это достижение в какой-ни-будь точке детали или в ее сечении напряженного состояния, которое от-вечает наступлению нового процесса (текучесть металла, образование шейки, разрушение). Достижение предельного напряженного состояния в какой-нибудь точке детали или в сечении еще не означает наступление предельного состояния в детали в целом. Например, многопролетная балка продолжает воспринимать возрастающие нагрузки после наступления пол-ной текучести в каком-нибудь отдельном сечении, пока не перейдут в пла-стическое состояние другие сечения балки. Иногда приходится рассматри-вать возможность наступления в одной и той же детали нескольких преде-льных состояний. Например, в сварном раскосе фермы, работающем при переменных растягивающих и сжимающих нагрузках, возможными пре-дельными состояниями будут: наступление текучести, потеря устойчивос-ти (при сжатии), появление трещины усталости или разрушение в момент приложения максимальной растягивающей нагрузки. Наиболее опасными предельными состояниями считаются разные виды разрушений. Наступле-ние текучести, хотя и используется очень часто в расчетах для определе-ния требуемого сечения элементов, не относится к аварийно - опасным, так как вызывает лишь нарушение размеров вследствие пластических дефор-маций.

Необходимо отличать предельное состояние от допустимого эксп-луатационного состояния. Между ними существует некоторая разница, например в уровне нагрузок или температур, которая регламентируется техническими условиями путем установления требуемых коэффициентов запаса.

В расчетах на прочность могут рассматриваться как возможные не-сколько предельных состояний, которые называются расчетными преде-льными состояниями. На примере статического растяжения цилиндричес-кого образца (рис.1.1) можно проследить наступление нескольких преде-льных состояний: текучесть - 1, достижение временного сопротивления (образование шейки) - 2, наступление разрушения (появление трещины) - 3, распространение трещины - 4.

Рисунок 1.1 - Наступление разных предельных состояний при

растяжении цилиндрического образца

В некоторых случаях предельное состояние наступления разрушения может возникнуть, минуя стадию текучести (например, усталостное разру-шение от переменных нагрузок или при объемном растяжении). При нали-чии концентраторов напряжений или при неоднородных свойствах свар-ного соединения разрушение в концентраторе может наступить до того, как будет достигнута текучесть всего основного сечения.

Дата добавления: 2014-11-16