CC BY
28
Рис. 2 Изменение прочности материала на сжатие под воздействием температуры.
Из предложенных механических моделей в расчетах, как правило, используется достаточно простая, но хорошо отражающая свойства вязкоупругого материала трехэлементная модель:
Е0т£ + Е*£ ~т& + (Т . (3)
Уравнение (3) является частным случаем дифференциального уравнения, описывающего соотношение между напряжением и деформацией в операторной форме.
О йи
Лаврушин Г.А.. Могильницкий Н.В.
ОБ ОЦЕНКЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ТОРОИДАЛЬНЫХ И СФЕРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ
Излагается исследование прочности крупных деталей при неоднородном напряженном состоянии. Например, различных типов чугунных крышек сушильных цилиндров бумагодельных машин. Крепление таких крышек к стальному цилиндру (в котором создано высокое давление) осуществляется с помощью болтов. Возникающие в крышках деформации измеряются с помощью наклеенных на наружнюю и внутреннюю поверхности электрических тензометров сопротивления с базой 5 мм. Чтобы точнее установить наиболее напряженные элементы материала, необходимо использовать большое число указанных тензометров ( порядка 90-150 тензометров на внутренней и наружней поверхностях соответственно, в зависимости от габаритов оболочечных элементов). По измеренным деформациям с помощью закона Гука вычисляются напряжения. В расчет необходимо вводить несколько уменьшавшиеся с ростом нагрузки значения модуля, установленные по лабораторным испытаниям на растяжение материала оболочечных конструктивных элементов (крышек). В пределах степени нагружения, на которой происходит разрушение крышки, приращения напряжений вычисляются путем экстраполяции из зависимости (получаемой экспериментально)
максимального главного растягивающего напряжения (МПа) от давления Р (МПа):
а^СР).
Для чугуна (модуль меняется от 1.2-10 до 0,85-10 МПа, с коэффициентом поперечной деформации равным приблизительно 0,24) трещина при разрушении проходит вблизи тензометров, показания которых дают наиболее значительные напряжения. Такие тензометры всегда оказываются расположенными на наружной поверхности, причем оба главных напряжения в этих местах получаются растягивающими. Поэтому ввиду равенства приведенные напряжения по 1-ой и 3-ей теориям прочности и по теории Мора одинаковые, представляемые в виде величины наибольшего главного напряжения О2. Приведенные напряжения по 2-ой теории и по теории Мизеса должны вычисляться по формулам:
СТприв = СТ1-Ц-СТ2 ;
априв = +а2 >
где 02- второе главное напряжение в рассматриваемом элементе материала.
Экспериментально подтверждено, что значения приведенного напряжения по всем теориям получаются близкими друг к другу (незначительные расхождения обуславливались тем, что
напряжения б] и ^ вычислялись по деформациям, которые получались на некотором расстоянии
от места образования трещины и без учета возможного влияния масштабного фактора). Таким образом, критерии классических теорий прочности (в особенности критерий 1-ой теории и совпадающий с ней в данных условиях критерий 3-ей теории и теории Мора) хорошо согласуются с результатами лабораторных испытаний.
Такой результат расходится с представлениями о прочности хрупких материалов, развиваемых в современных теориях разрушения, которые исходят из различных схем квазиоднородного материала с некоторой заданной плотностью распределения по объему ослабленных зерен (дефектов). Статистические величины разрушающих нагрузок в таких случаях теоретически зависят от объема детали и градиента напряжений. При этом нередко делается вывод, что в таких условиях отпадает возможность использования для оценки прочности деталей старых теорий прочности, отождествляющих условия разрушения всей детали и сколь угодно малых ее элементов.
Результаты описанного исследования заставляют пересмотреть этот взгляд.
Попов A.A., Плаксин М.В.
ВИБРОДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА НА
ДОРОЖНОЕ ПОЛОТНО
Необходимость изучения вибрационных и силовых нагрузок на устойчивость земляного полотна возникла в связи с резким увеличением количества деформирующихся мест. Важнейшими причинами возникновения недопустимых деформаций земляного полотна являются: переувлажнение его избыточным количеством воды, изменение свойств грунта под воздействием колебательных процессов от проходящего транспорта, качество исполнения конструкций дорожной одежды.
Разработана модель деформирования элементов дорожной конструкции при динамическом воздействии на ее поверхность «дорожная конструкция - грунт», базирующаяся на решении пространственной задачи механики слоистой ортотропной среды аналитическим методом. Предложен инструментальный метод оценки состояний дорожной конструкции на основе анализа волновых полей на поверхности дороги по мере удаления от места ударного воздействия. Полевые испытания выполнялись на объектах, которые представлялись в виде трехслойных систем: слои покрытия из асфальтобетона; слои связанные и несвязанные; земляное полотно. Получено распределение горизонтальных и вертикальных нормальных напряжений в земельном полотне,
