Введение в механику разрушения

Механика разрушения - это наука о напряженно-деформированном состоянии тел с трещинами, определении их предельно равновесного состояния, критических размеров трещин или величин нагрузок, оценке возможностей распространения трещин в элементах конструкций. Механика разрушения занимается также и вопросами, связанными с распространением усталостных трещин.

Сварные соединения из арматурной стали

Арматурные стали

Сталь горячекатанная круглая гладкого и периодического профиля для армирования обычных и предварительно напряженных конструкций (ГОСТ 5781-82) в зависимости от механических свойств подразделяется на 6 классов (см. таблицу ниже), а сталь стержневая арматурная термомеханически и термически упрочненная периодического профиля (ГОСТ 10884-81) - на 5 классов (см. таблицу ниже).

Механические свойства горячекатанной арматурной стали

Конструирование сварных конструкций из алюминия и его сплавов

При проектировании конструкций из алюминиевых сплавов необходимо учитывать некоторые их особенности. Так для алюминиевых сплавов при понижении температуры практически не изменяется ударная вязкость. Благодаря этому факту конструкции из алюминиевых сплавов нашли широкое распространение при эксплуатации в условиях низких температур. В тоже время конструкции из алюминиевых сплавов имеют значительно меньшую жесткость по сравнению со стальными из-за более низкого значения модуля упругости (почти в 3 раза).

Проектирование динамически нагруженных сварных конструкций

Главные принципы проектирования конструкций

Поведение сварных конструкций при динамических нагрузках

Расчет на усталость производится при действии переменных (или вибрационных) нагрузок, характеризующихся большой повторяемостью (не менее 1000 раз). При этом расчет на выносливость сводится к определению прочности конструкций при действии таких переменных нагрузок. Для проведения расчета на выносливость необходимо знать соответствующее значение предела выносливости. Предел выносливости элемента конструкции - σr,k зависит от характеристики цикла изменения нагрузки, от свойств материала и от формы самого элемента. Значение предела выносливости определяется экспериментально.

Проектирование сварных конструкций c преобладающей статической нагрузкой

Пример проектирования колонны, нагруженной статической нагрузкой. Колонна состоит из трех основных частей - оголовка, стойки и базы. Требуется спроектировать центрально нагруженную силой N стойку сплошного сечения длиной l. То есть, подобрать сечение стойки - основного несущего элемента колонны. Последовательность проектирования следующая:

1. Определение требуемой площади поперечного сечения стойки исходя из условия прочности и устойчивости по формуле:

Поведение сварных конструкций при различных типах нагружения

При повышении температуры в металлах активизируются процессы движения (колебание) атомов, что способствует протеканию пластической деформации. Это приводит к изменению механических свойств металлов. С повышением температуры понижаются прочностные характеристики (σт, σв) и возрастает пластичность(δ).

Основы расчета сварных швов

Особенностью сварных конструкций является наличие в ней неразъемных соединений, полученных с помощью сварки. То есть, проектирование сварной конструкции сводится к проектированию сварных соединений.

Условие наступления предельного состояния имеет вид:

σэ ≤ σп,

где: σэ - напряжения эквивалентные напряженному состоянию;

σп - предельные напряжения.

При проектировании конструкций должно соблюдаться условие:

Rd ≤ Sd

где: Rd - расчетное значение нагружаемости;

Sd - расчетное значение напряженности.

Обозначение сварных швов

Сварные конструкции характеризуются широким диапазоном применяемых толщин, форм и размеров соединяемых элементов, а также многообразием взаимного расположения свариваемых деталей.

Основы прочности материалов

Существует два подхода к определению понятия прочности. Во-первых, это чисто физическое понятие, когда под прочностью тела понимают сохранение целостности атомной структуры тела (сил механической связи) под действием внешних или внутренних сил. Во-вторых, это понятие следует рассматривать в инженерном стиле. В этом случае под прочностью понимают такое состояние конструкции, когда она удовлетворяет эксплуатационным требованиям. Состояние, когда элементы конструкции утрачивают возможность удовлетворять эксплуатационным требованиям, называется предельным.

Страницы