Виды напряжений и их учет в расчете частей железных конструкций
В любом элементе эксплуатируемых
конструкций действительное напряженное состояние достаточно трудно. Напряжения в зависимости
от их происхождения можно поделить на четыре вида; главные, дополнительные, местные
и исходные.
Главные напряжения
появляются в итоге деяния нагрузок. Их определяют способами сопротивления материалов
по усилиям, которые устанавливают расчетом идеализированной расчетной схемы конструкции
по правилам строительной механики. Эти напряжения уравновешивают наружные воздействия
и определяют несущую способность частей конструкций.
Дополнительные напряжения
появляются от неучтенных в идеализированной схеме причин (связей, создающих защемление
в узлах, неразрезности в соединениях частей и т.п.). Значения таких напряжений
в почти всех случаях поддаются определению, но их, обычно, не учитывают в расчете.
Основанием для этого служит возможность перераспределения и понижения напряжений
за счет развития пластических деформаций с образованием пластических шарниров, что
приближает работу конструкции к принятой расчетной схеме. Не считая того, нередко такие
напряжения имеют оборотный символ по отношению к главным напряжениям, т.е. несколько
разгружают несущий элемент.
Местные напряжения
появляются в элементах конструкций или от наружных местных воздействий (сосредоточенных
нагрузок, опорных реакций, подвижных грузов), или в местах резких конфигураций формы,
где развивается концентрация напряжений вследствие преломления силового потока.
Местные напряжения первого
вида обычно учитывают в расчете, чтоб избежать лишнего развития пластических
деформаций, возникновения трещинок либо утраты стойкости тонкостенных частей.
2-ой вид местных напряжений
в форме их концентрации при обычной температуре и статических воздействиях фактически
не оказывает воздействия на несущую способность конструкций и ими можно пренебречь.
Но при действии пониженных температур, также при динамических воздействиях
концентрация напряжений может привести к хрупкому разрушению. Это явление следует
учесть при проектировании соответствующим выбором марки стали и конструктивной формы.
Концентрация напряжений приводит к понижению вибрационной прочности.
Исходные напряжения
появляются в итоге неравномерного остывания после прокатки, при сварке либо в
итоге предыдущей работы элемента в пластическом состоянии. Эти напряжения
в согласовании с их природой можно именовать также внутренними, своими либо
остаточными. Исходные напряжения всегда уравновешены, потому эпюры их двузначны.
Сочетание напряжений от наружных сил с исходными приводит к тому, что результирующие
напряжения значительно отличаются от расчетных.
Такие напряжения не представляют
опасности прочности, если их линейные поля совпадают по направлению с полями главных
напряжений. Потому что исходные напряжения самоуравновешены, то, суммируясь с основными
напряжениями, они в одних точках ускоряют, а в других - замедляют развитие пластических
деформаций. Все же ими нельзя третировать при оценке стойкости и деформативности.
Если образуются поля плоского либо большого напряженных состояний, то появляется
опасность хрупкого разрушения.
Остаточные напряжения σ,sub>r
можно учесть в расчетах конструкций методом суммирования условных деформаций
εr = σ,sub>r / E с деформациями от наружной нагрузки.
