- •О главление
- •Введение
- •Основные обозначения
- •4 Аппроксимация кривой деформирования пластичных материалов степенной зависимостью
- •4.2 Аппроксимация диаграммы деформирования при сложном напряженном состоянии
- •5 Критерии разрушения материалов при статическом нагружении
- •5.1 Критерий разрушения о.Мора*
- •5.2 Критерий разрушения Лебедева-Писаренко
- •5.3 Деформационный критерий разрушения
- •8 Оценка трещиностойкости элемента конструкции с учетом этапа живучести
- •8.1 Определение критического коэффициента интенсивности напряжений
- •8.2 Расчет долговечности элемента конструкции на этапе живучести
- •Библиографический список
- •Приложение 1 основные надписи для чертежей, заглавного и последующих листов текстового документа
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Южно-Уральский государственный университет»
(национальный исследовательский университет)
Кафедра «Прикладная механика, динамика и прочность машин»
В.Б. Порошин
АНАЛИЗ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ И ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
ПО КОНСТРУКЦИОННОЙ ПРОЧНОСТИ
Челябинск
Издательство ЮУрГУ
2017
УДК 539.4
П
Одобрено
учебно-методической комиссией Физического факультета
Рецензенты: Подойников В.Г., Гохберг В.Э.
Порошин, В.Б.
П Анализ предельных состояний конструкционных сталей и сплавов при статическом и циклическом нагружении: учебное пособие / В.Б. Порошин. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2017. – 72 с.
В пособии изложен способ аппроксимации диаграмм деформирования конструкционных сталей и сплавов при линейном напряженном состоянии и построения единой кривой деформирования при сложном напряженном состоянии по справочным данным. Приведены также методы получения и описания деформационных и прочностных свойств материалов в условиях циклического жесткого и мягкого, симметричного и несимметричного нагружения.
Рассмотрены некоторые критерии прочности, определяющие предельное состояние материала в условиях однократного статического нагружения при сложном напряженном состоянии, а также приведены требования «Норм расчетов на прочность оборудования и трубопроводов АЭУ» к определению допускаемого номинального напряжения в опасной точке.
Представлен подход Нейбера к расчету параметров напряженно-деформированного состояния в зоне геометрической неоднородности конструкции в условиях комбинированного пропорционального нагружения с учетом неупругой работы материала. Эти данные используются для оценки долговечности элемента конструкции при неупругом циклическом симметричном и несимметричном нагружении, включая этап развития усталостной трещины.
Пособие адресовано студентам специальности «Динамика и прочность машин», выполняющим соответствующую курсовую работу в рамках курсов «Основы инженерных расчетов на прочность» и «Конструкционная прочность». Оно также может быть полезно студентам других механических специальностей при изучении дисциплин, связанных с расчетами на прочность.
УДК 539.4
ã Издательство ЮУрГУ, 2017
О главление
ВВЕДЕНИЕ |
4 |
1 ЗАДАНИЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ . . . . . . . . . . |
9 |
2 ВЫБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
26 |
3 ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ |
|
ЗАПИСКИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
27 |
4 АППРОКСИМАЦИЯ КРИВОЙ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ СТЕПЕННОЙ ЗАВИСИМОСТЬЮ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Аппроксимация диаграммы деформирования при линейном напряженном состоянии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Аппроксимация диаграммы деформирования при сложном напряженном состоянии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
30
30 33 |
5 КРИТЕРИИ РАЗРУШЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Критерий разрушения О.Мора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Критерий разрушения Лебедева-Писаренко . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Деформационный критерий разрушения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4 Расчет допускаемого напряжения по критерию статической прочности в соответствии с Нормами АЭУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
35 37 40 43
48 |
6 оПредЕЛение ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 Построение циклической кривой. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Определение параметров кривой усталости в несимметричном цикле . . 6.3 Распространение закономерностей малоцикловой усталости на область многоциклового нагружения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
51 51 56 59 |
7 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДХОДА НЕЙБЕРА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ В ЗОНАХ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ . . . . . |
61 |
8 ОЦЕНКА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ элемента конструкции с учетом этапа живучести . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1 Определение критического коэффициента интенсивности напряжений 8.2 Расчет долговечности элемента конструкции на этапе живучести |
65 65 66 |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
69 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Основные надписи для заглавного и последующих листов текстового документа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Образец титульного листа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
71 72 |