Зоны концентрации и статическая прочность

[Guterfreund 75]

Добрый день!

Практически все конструкции имеют концентраторы напряжений (отверстия, галтели, поверхностные повреждения и т.п.). В зоне этих концентраторов возникают местные напряжения, которые у пластичных материалов сопровождаются локальными пластическими дефформациями (при высоких значениях напряжений). При оценке статической прочности для данных материалов напряжения в зоне концентрации не рассматривают и учитывают их при расчетах на МЦУ.

Вот какой возникает вопрос. Величина напряжений и облапсть их распространения (в направлении от концентратора) зависит от величины приложенной нагрузки. При определенном значении нагрузки зона высоких напряжений в области концентратора расползется до таких размеров, при которых разрушение детали может наступить даже при статической нагрузке.

Логично было бы ограничивать зоны концентрации напряжений, в пределах которых мы можем их при статическом расчете не учитывать, а при условий распространения высоких напряжений за эти зоны принимать их в статический расчет. Существуют ли в литературе рекомендации по определению максимальных размеров зоны концентрации (похожие, например, на определение местных мембранных напряжений по ПНАЭ-Г-002...)?

Заранее спасибо!

[Борман 2 375]

При оценке статической прочности для данных материалов напряжения в зоне концентрации не рассматривают и учитывают их при расчетах на МЦУ.

А чтоже рассматривают при расчете на прочность ? Внешние углы ?

[Guterfreund 75]

А чтоже рассматривают при расчете на прочность ? Внешние углы ?

Почему же сразу внешние углы? Ведь не вся конструкция состоит из концентраторов, есть кроме этого гладкие части, без резких изменений формы. С допускаемыми сравнивают напряжения именно в этих зонах.

Или я ошибаюсь?

[Борман 2 375]

Почему же сразу внешние углы? Ведь не вся конструкция состоит из концентраторов, есть кроме этого гладкие части, без резких изменений формы. С допускаемыми сравнивают напряжения именно в этих зонах.

А зачем, по-вашему, выпускают толстые справочники на тему "Коэффициенты концентрации" ? Просто так ?

[Guterfreund 75]

А зачем, по-вашему, выпускают толстые справочники на тему "Коэффициенты концентрации" ? Просто так ?

Я не против коэффициентов концентрации, я за четкое определение зон концентрации, точнее их размеров!

[Борман 2 375]

В упор не понимаю смысл выкинуть из рассмотрения зону, в которой самые большие напряжения в конструкции...

[Guterfreund 75]

В упор не понимаю смысл выкинуть из рассмотрения зону, в которой самые большие напряжения в конструкции...

Максимальные значения напряжений в зонах концентрации (так называемые "пиковые" напряжения) используются при циклическом изменении нагрузки, а также для хрупких материалов.

У пластичных материалов напряжения в этих зонах сопроваждаются местными пластическими дефформациями и на статическую проность всей конструкции влияют не значительно, поэтому при данных расчетах и не рассматриваются!

[sergeyd 3]

2 Борман

при легальной покупке проводятся курсы, на второй или третий день которых

именно и учат не смотреть на напряжения в локальных концентраторах...

а избегать концентраторов и правильно их моделировать-интепретировать.

рекомендую..

[Guterfreund 75]

Может есть у кого информация или хотя бы личные рекомендации по методике разделения зон пиковых и локальных (местных) напряжений по результатам расчета МКЭ?

[Борман 2 375]

не смотреть на напряжения в локальных концентраторах...

Вероятно речь идет о концентраторах, вызванных некачественной сеткой . С трудом могу себе представить, что бы при расчете на прочность не принимать во внимание напряжения вблизи реального концентратора.

а избегать концентраторов и правильно их моделировать-интепретировать.

Как же его избежать, если существование

отверстия, галтели, поверхностные повреждения и т.п.

является объективной реальностью. Правильное моделирование реальных концентраторов, что бы избежать концентраторов вымышленных - это я еще понимаю.

Другое дело, если в реальности концентратора нет.. а при решении есть - напрмер, сосредоточенная сила, приложенная к узлу, или что-то из этой серии... Тогда имеет смысл не рассматривать решение в окрестнсти.. Но игнорировать поле напряжений реального концентратора - нет уж.. не нужны мне такие курсы.

[Fedor 1 597]

В упор не понимаю смысл выкинуть из рассмотрения зону, в которой самые большие напряжения в конструкции...

Это зависит от материала и от нагрузки. Например в строительстве, обычном судостроении используют пластичные стали и там просто образуется локальная зона пластического течения, ограниченная из-за окружающего материала. Это похоже на подрезание с целью увеличения радиуса концентратора в зубчатых колесах. До деформации разлушения все равно далеко.

При решении задачи о вдавливании жесткого штампа на границе бесконечные напряжения, но дома нормально стоят. Просто у теории упругости в применениях к реальным задачам есть ограничения, и что считать малым размером, принимается из контекста задачи. Например в строительстве у Флорина есть рекомендация не превышать на 10% областях предельно допустимых средних по площадке напряжений.

Интересно насколько отличаются напряжения в зависимости от измельчения сетки в процентах. Сами теории прочности имеют разброс 15%. Точность определения напряжений это не единственный фактор влияющий на прочность, его влияние на надежность рассматривал в <noindex>http://www.pinega3.narod.ru/verz.htm</noindex>

[Борман 2 375]

При решении задачи о вдавливании жесткого штампа на границе бесконечные напряжения, но дома нормально стоят

Так если что-то не удается смоделировать, или что-то смоделировано неправильно, или нет инструмента грамотного моделирования, то это не значит, что надо исключить из рассмотрения это "белое пятно".

В любом случае исходные посылки, это

отверстия, галтели, поверхностные повреждения и т.п.

, а не особенности распределения напряжений при действии штампа (угла на полупространство). Концентрация на гранце штампа для меня вполне понятно, и, разумеется, при оценке прочности, учитывается с умом.

[Guterfreund 75]

Не поленился, открыл лекции по СОПРОМАТУ. Даже там написано, что для пластичных материалов напряжения в зоне концентраций (пиковые) на статическую прочность оказывают очень незначительное влияние, сопроваждаются образованием ну уж совсем локальных пластических дефформаций.