Местные напряжения. Местные напряжения и их виды Исполнитель

Местные напряжения. Местные напряжения и их виды

{spoiler=Далее}

Местные напряжения. Местные напряжения и их виды

         Изложенные выше основы расчетов на прочность для различных видов деформированных состояний брусьев предполагают использование расчетных схем, связанных с определенным упрощением свойств материала, конструкции бруса и картины внешних нагрузок. В частности, считается, что материал бруса однороден, его конструкция имеет вид одной из простейших форм, а внешние нагрузки приложены к его воображаемой оси в виде сил и силовых моментов. Рассчитанные при таких допущениях напряжения в материале бруса распределяются равномерно по сечению или объему бруса, или характер их распределения подчиняется простым законам в соответствии с формой эпюр сил и моментов.

         При решении многих инженерных задач описанные упрощения широко используются, так как позволяют получить достаточно точные результаты с применением простых расчетных зависимостей. Однако в некоторых случаях бывают необходимы уточнения, связанные с возникновением местных напряжений, которые при определенных условиях могут существенно превысить расчетные.

         Известны, по крайней мере, два источника местных напряжений: нарушение непрерывности формы бруса и силовой контакт в месте передачи внешней нагрузки между телами (звеньями), образующими высшую кинематическую пару. Напомним, что контакт звеньев в высшей кинематической паре теоретически происходит по линии или в точке. Реально, при учете упругости звеньев, точка превращается в круг, а линия – в прямоугольник, размеры которых малы по сравнению с размерами звеньев. По этой причине при исследовании силового контакта, как источника местных напряжений, форма контактирующих тел не имеет значения.

         Нарушение непрерывности формы наблюдается в ступенчатых брусах, а также являются следствием того, что реальная конструкция стержня, вала или балки может отличаться от простейших форм, принятых в расчетных схемах.

Рис. 17.1.

         На рис. 17.1 представлены некоторые типичные случаи нарушения непрерывности форм брусьев. Стержень или балка прямоугольного сечения, нагруженные растягивающими силами, или изгибающими моментами, могут иметь внутреннее отверстие (рис. 17.1а), двухсторонние вырезы полукруглые (рис. 17.1б), прямоугольные (рис. 17.1в) или треугольные (рис. 17.1г). Резьба (метрическая, дюймовая, или какая-либо другая) является нарушением продольной непрерывности цилиндрической формы растягиваемого стержня (рис. 17.1д). Нарушением продольной непрерывности цилиндрических валов, нагруженных крутящими моментами, являются отверстия 1, внутренние углы ступеней 2 и 3, канавки 4 (рис. 17.1е). Шпоночные вырезы (рис. 17.1к) прямобочные (рис. 17.1л) и эвольвентные (рис. 17.1м) шлицы являются элементами нарушения непрерывности формы сечения круглых валов.

         Местные напряжения возникают во всех описанных случаях в результате концентрации напряжений в элементах нарушения непрерывности формы бруса или в результате контактных напряжений при силовом контакте.

{/spoilers}