Механика. Гурин В.В - 126 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

126
участки сопрягаются кольцевыми
выкружками (рис. 2.8.5, а). При кру-
чении таких валов в начале закруг-
ления имеет место высокая концен-
трация напряжений (эпюра касатель-
ных напряжений в зоне концентра-
ции показана на рис. 2.8.5, б). Для случая, когда
2
D
d
и
2
0,04
r
d
, ве-
личина теоретического коэффициента концентрации
к
2,4
.
Чтобы уменьшить концентрацию напряжений, следует избегать
резких изменений контура сечения, применяя в местах ступенчатого
изменения диаметра вала переходные кривые возможно большего ра-
диуса. Влияние концентрации напряжений на прочность деталей ма-
шин, испытывающих деформацию растяжения (сжатия), изгиба или
кручения, проявляется примерно одинаково.
Опыты показывают, что для пластичных материалов концентрация
напряжений при статических нагрузках не представляет опасности, по-
скольку за счет текучести в зоне концентрации происходит перераспре-
деление (выравнивание) напряжений. Величина эффективного коэффи-
циента концентрации
k
в этом случае близка к единице.
Хрупкие материалы, напротив, весьма чувствительны к концентра-
ции напряжений. Например, разрушение при кручении ступенчатого ва-
ла, изготовленного из закаленной стали, может произойти и при стати-
ческой нагрузке, так как вследствие концентрации напряжений в местах
перехода двух смежных диаметров возможно появление трещин. По-
этому в расчетах на статическую прочность деталей из хрупких и мало-
пластичных материалов необходимо учитывать концентрацию напря-
жений, причем для таких материалов эффективный коэффициент кон-
центрации
k
весьма близок по своему значению к теоретическому
к
.
В случае динамических нагрузок концентрация напряжений суще-
ственно снижает прочность деталей как из хрупких, так и пластичных
материалов, что необходимо учитывать в практических расчетах.
2.8.3. Контактные напряжения
При взаимном сжатии двух соприкасающихся тел в зоне контакта
возникают местные напряжения. Вследствие деформации материала в
месте соприкосновения возникает площадка контакта, по которой и
происходит передача давления. Материал вблизи такой площадки, не
имея возможности свободно деформироваться, испытывает объемное
r
d
D
r
a) б)
н
Рис. 2.8.5