НЕРІВНОМІРНИЙ НАПРУЖЕНИЙ СТАН
Негативно впливають на міцність конструкції концентратори напружень, якими є будь-які зміни форми зразка. У гладких зразках правильної форми (рис 2 6, а) напруження у всіх перерізах, достатньо віддалених від місця прикладення навантаження розтягу, розподіляються рівномірно, а силові лінії прямолінійні. Напружений стан у такому зразкові одноосьовий.
Якщо в плоскому зразку створити отвори чи надрізи (рис. 2.6, б, в), лінії силового потоку будуть огинати нові межі. При цьому вони густішають поблизу концентраторів, що характеризує підвищення напружень. Відхилення силових ліній від прямої свідчить про наявність напружень, що діють у двох напрямках (рис. 2.6, г) У цьому випадку має місце двоосний напружений стан, який виникає внаслідок зміни контуру меж.
Наявність поблизу концентраторів значного перевищення напружень над рівнем середніх значень і складного напруженого стану призводить до утворення тріщин у металі та крихкого руйнування. При цьому чим менший радіус кривизни концентратора, тим вищі рівні напружень поблизу нього. При концентраторі типу тріщини, коли радіус кривизни її вершини прямує до нуля, тео-
|
Рис. 2.6. Траєкторії і епюри напружень у зразках: — без концентраторів; б, (і — при наявності концентраторів; — фрагмент І напруженого стану; д — принципові діаграми Деформування відповідних зразків. |
|
CTV |
|
О. ч >0 Оу =0 |
|
Сх>0 Оу >0 |
Б
ретично напруження можуть досягти нескінченно великих значень. Тому при конструюванні необхідно уникати гострих концентраторів, а спряження виконувати плавно.
Під час розрахунку елементів конструкцій місцеві напруження поблизу концентраторів найчастіше не визначають. Граничні значення несучої здатності обчислюють за умовними середніми напруженнями, що допускається лише при використанні пластичних сталей, відносно плавних з'єднаннях і статичних навантаженнях. Старіння та пластичні деформації, які виникають під час холодної обробки металу, значно знижують його стійкість до дії концентраторів і складного напруженого стану.
