Витражные изделия в технике "Тиффани" являются прекрасным украшением квартиры. Можно ли их сделать самому? Да, конечно! узнать подробности >>
Камин - украшение загородного дома, печь-каменка - основа русской бани. Можно ли их построить самому? Что для этого нужно? Читаем! узнать подробности >>
Хотите превратить свой дачный участок в неповторимый уголок отдыха? Тогда воспользуйтесь нашими советами! узнать подробности >>
Если вам знакомо такое понятие, как стяжка, то вы наверняка разбираетесь и в том, что такое сухая бетонная смесь, ибо эти два понятия традиционно идут в одной строительной упряжке. Не будем замалчивать о недостатках... прочитать полностью >>
Неправильно рассчитанная нами стратегия поиска радиатора отопления может привести только к одному: разочарованию. Радиатор в итоге будет выбран далеко не тот, что нам требуется, и он не преминет доказать нам не раз на практике то, что мы – довольно никчемные теоретики. прочитать полностью >>
Малярные кисти могут быть различной формы, имеют разный тип щетины и изготовлены из разнообразного материала. Различия кистей по форме и остальным параметрам далеко не случайны. Каждый тип кистей предназначается для проведения определенного типа малярных работ... прочитать полностью >>
Каждый вид обоев, по сути, приверженец и защитник своего особого стиля. Кожаные обои – сторонник стилистики, которую иначе, как настенный престиж и шик, не назовешь. Недаром у истоков «моделирования» кожаных обоев стоят не кто иные, как всем известные, пусть даже понаслышке, несгибаемые крестоносцы. прочитать полностью >>
Облицовка кафельной плиткой – самый практичный и удобный способ оформления интерьера ванных комнат, а также рабочих поверхностей кухонь. Современный дизайн кафельной плитки позволяет выбрать свой стиль: классический или кантри, хай-тек или под старину... прочитать полностью >>
Лаки всякие нужны, лаки всякие важны. Но основное правило выбора лака забывать не следует: сначала тщательно знакомимся с характеристиками данного лака, а затем уже приступаем непосредственно к лакированию... прочитать полностью >>
Керамическая плитка не просто модный декоративный материал - это долговечность красоты в сочетании с гигиеничностью многих помещений, например, кухни, прихожей, коридора, ванной комнаты, холла... прочитать полностью >>
Деформации и напряжения в стержнях, нагреваемых равномерно
Разные участки пластины будут иметь различную температуру нагрева. Однако, выделяя из этой пластины элементарный брусок или стержень, мы можем с некоторым приближением считать температуру его постоянной. Такой нагретый стержень будет находиться в напряженном состоянии под влиянием окружающих элементов, имеющих другую температуру, и в свою очередь будет оказывать на них силовое воздействие того или иного знака. Анализ условий расширения и сокращения элементарного равномерно нагретого стержня в разных условиях закрепления позволит нам установить картину явлений, происходящих при нагреве и охлаждении пластин как в нагретой, так и в холодной зоне.
Нагрев стержня, свободного от внешних связей. Представим себе, что рассматриваемый стержень, выделенный из пластины, имеет цилиндрическую форму с небольшим отношением длины к диаметру, исключающим изгиб при продольном сжатии. Предположим также, что теплообмен между стержнем и окружающими его элементами отсутствует. При равномерном нагревании и охлаждении стержня, т. е. при прохождении им термического цикла, геометрические размеры его изменяются.
Итак, равномерные нагрев и охлаждение стержня, свободного от внешних связей, не вызывают его остаточного формоизменения и не сопровождаются возникновением в какой-либо части стержня внутренних напряжений. Сказанное относится к любому температурному пределу, пока стержень остается в твердом состоянии.
Нагрев стержня, заделанного концами в неподвижные стенки. Рассмотрим стержень тех же размеров, заделанный концами в жесткие неподвижные стенки, препятствующие всякому продольному перемещению при расширении и сокращении.
При повышении температуры стержень стремится удлиниться. Однако вследствие того, что расширению стержня препятствуют жесткие стенки, действительных тепловых удлинений не будет. В стержне будут происходить внутренние упругие деформации сжатия и появятся напряжения сжатия.
Увеличение диаметра произошло за счет деформаций сжатия, обусловленных упором в стенки.
Представим теперь, что по достижении температуры Т2 мы прекратим нагрев стержня и его температура начнет падать. В связи с охлаждением объем стержня уменьшается. Соответственно в стержне начинают падать внутренние сжимающие напряжения и уменьшаться имевшиеся ранее упругие деформации сжатия. Ход уменьшения сжимающих напряжений будет следовать тому же приближенному закону прямой линии, как и при нагреве, т. е. пойдет параллельно линии возрастания напряжений. В точке напряжения и упругие деформации сжатия упадут до нулевого значения. Но стержень еще нагрет. Поэтому при дальнейшем понижении температуры он будет стремиться сократиться, но вследствие заделки концов начнут нарастать теперь уже растягивающие напряжения, которые могут достигнуть предела текучести. Далее величина напряжений будет следовать по возрастающей ветви кривой. В стержне при этом будут происходить пластические деформации растяжения. После полного охлаждения останутся растягивающие напряжения, равные пределу текучести. Если охладившийся стержень освободить от заделки, то он сократится по длине. Как видно, благодаря наличию при нагреве препятствий свободному расширению стержень претерпевает остаточное формоизменение.
Остаточное формоизменение стержня будет иметь место лишь в том случае, если его нагрев производился до такой температуры, при которой сжимающие напряжения превзошли предел текучести, т. е. если при нагреве происходили пластические деформации сжатия.
Если учесть, что при разрыве образца из судостроительной низкоуглеродистой стали общее относительное удлинение составляет 20-24%, а площадка текучести, т. е. участок, близкий к горизонтальному, 2-3%, то станет очевидным, что при охлаждении закрепленного образца используется лишь незначительная часть общего «деформационного» запаса. Очевидно, что вызвать самопроизвольный разрыв при охлаждении такого образца невозможно. Разрыв может произойти лишь на образце, изготовленном из весьма хрупкого материала, имеющего притом небольшое значение временного сопротивления.
Судостроительная сталь может перейти в подобное хрупкое состояние только при наличии объемного напряженного состояния, наличии резких концентраторов напряжений и при глубоком охлаждении.
Нагрев стержня, с некоторого момента встречающего препятствие к расширению и сокращению. Заделанный стержень может иметь некоторую свободу перемещения в продольном направлении. Тогда при его нагреве сначала произойдет свободное расширение без возрастания напряжений. Когда же весь зазор будет выбран, начнутся упругие, а потом пластические деформации сжатия. В начале охлаждения длина стержня не будет изменяться, так как в нем будет происходить разгрузка упругих напряжений сжатия.
Таким образом, рассмотрев равномерный нагрев и охлаждение стержня в различных условиях закрепления, мы можем сделать ряд обобщающих выводов об условиях появления тепловых и остаточных деформаций и напряжений.
1. Если при нагреве закрепленного стержня напряжения сжатия в нем не превосходили предела текучести, никаких остаточных явлений после охлаждения наблюдаться не будет.
2. При более высоком нагреве остаточные явления, т. е. деформации или напряжения в охлажденном стержне, будут наблюдаться лишь в том случае, если в процессе нагрева выше Т стержень встречал препятствие тепловому расширению и испытывал пластическую деформацию сжатия. Чем больше эта пластическая деформация, тем значительнее будут остаточные явления в охладившемся стержне.
3. Если стержню, испытавшему пластическую деформацию, дать возможность свободно сокращаться при охлаждении, то он изменит свою первоначальную форму. Величина относительного изменения формы зависит от разности тепловых и действительных деформаций.
4. Если стержень, испытавший пластическое сжатие, будет оставаться закрепленным и при охлаждении, то в нем останутся напряжения растяжения. Величина напряжений зависит от степени нагрева стержня и от жесткости закрепления.
При пластичном материале стержня остаточные напряжения хотя и могут достигнуть предела текучести, но далеко не дойдут до предела прочности и не могут вызвать разрушения стержня, даже закрепленного абсолютно жестко.
Популярные статьи
Выбор умывальника для квартиры
Один из важных элементов интерьера ванной комнаты является умывальник. Выбирая его, следует обращать внимание не только на цвет, форму и общую эстетическую привлекательность, но и на практические характеристики, касающиеся монтажа, удобства в пользовании, и доступности в обслуживании. Остановимся на практических характеристиках... прочитать полностью >>
Выбираем деревоалюминиевые окна
Дерево - великолепный материал для окон, но дереву необходима защита, ведь само себя оно защитить не сможет, - в отличие от алюминия. Напротив, алюминий не способен аккумулировать жизненно важное тепло «охраняемой» им территории, почему и хорош лишь с точки зрения банальной лоджии или зимнего сада. прочитать полностью >>
Стеклоблоки - элитный материал
Декоративный стеклоблок внешне нередко мало отличим от самого хрусталя, и вы вряд ли ошибетесь, избрав столь художественно продуманный стройматериал дизайнерски просчитанной деталью внутреннего интерьера. Появились целые коллекции художественно окрашенного стеклоблока, и не только однотонные... прочитать полностью >>
Потолок - украшение дома
Недостатки потолка практически невозможно скрыть, ведь там нет мебели и ковров. Существует огромное количество видов отделки потолка, которые способны удовлетворить не только требования наиболее щепетильного клиента, но и внести определенную изюминку в интерьер Вашей квартиры... прочитать полностью >>
В настоящее время в качестве альтернативы стандартным окнам строительные компании предлагают так называемые евроокна. Деревянные евроокна намного лучше стандартных по своим качествам и отличаются от пластиковых окон определенными особенностями. прочитать полностью >>
У краски несколько характеристик. Недостаточно определить только цвет – за ним по цепочке следует глянцево-матовая вариация и возможный блеск краски. Разные пигменты способны по-разному воздействовать на краску... прочитать полностью >>
Эта мастика настолько удачно работает над такими проблемными местами, как оконные проемы с наслоившейся на них монтажной пеной, что ранее популярный силикон уже давно уступил полиуретановой мастике первое место в рейтинге герметиков. прочитать полностью >>
Подвесной потолок – это система, состоящая из металлического каркаса, который прикреплен к перекрытию, а к нему крепятся уже готовые модульные элементы, создающие плоскость потолка. Приведем ряд преимуществ данной потолочной конструкции. прочитать полностью >>
Одним из самых популярных среди мастеров инструментов является электролобзик. Ценится он за свою универсальность и простоту в эксплуатации. Электролобзик предназначается для выполнения фигурной, продольной и поперечной резки разного материала. прочитать полностью >>
Во времена постоянного отключения горячей воды именно водонагреватель стал самым востребованным и незаменимым бытовым прибором. Сегодня производители выпускают множество моделей водонагревателей... прочитать полностью >>
Как правильно выполнить монтаж электропроводки? Как подключить кондиционер? Какие выбрать провода? Узнайте об этом! узнать подробности >>
Хотите сделать перепланировку квартиры? Не знаете, какие документы для этого нужны и где их оформить? Мы расскажем Вам об этом! узнать подробности >>
У Вас есть дача или загородный дом? Или Вы еще выбираете, какой дом лучше? Тогда несколько полезных советов для Вас! узнать подробности >>
