Виды напряжений и их влияние на работу МК. Учет развития пластических деформаций

В любом элементе эксплуатируемых конструкций действительное напряженное состояние довольно сложно. Напряжения в зависимости от их происхождения можно разделить на четыре вида: основные, дополнительные, местные и начальные.

Основные напряжения возникают в результате действия нагрузок. Их определяют методами сопротивления материалов по усилиям, которые устанавливают расчетом идеализированной расчетной схемы конструкции по правилам строительной механики. Эти напряжения уравновешивают внешние воздействия и определяют несущую способность элементов конструкций.

Дополнительные  напряжения возникают от неучтенных в идеализированной схеме факторов (связей, создающих защемление в узлах, неразрезности в соединениях элементов и т.п.). Значения таких напряжений во многих случаях поддаются определению, но их, как правило, не учитывают в расчете. Основанием для этого служит возможность перераспределения и снижения напряжений за счет развития пластических деформаций с образованием пластических шарниров, Что приближает работу конструкции к принятой расчетной схеме. Кроме того, часто. такие напряжения имеют обратный знак по отношению к основным напряжениям, Т.е. несколько разгружают несущий элемент.

Местные напряжения возникают в элементах конструкций либо от внешних местных воздействий (сосредоточенных нагрузок, опорных реакций, подвижных грузов либо в местах резких изменений формы где развивается концентрация напряжений вследствие искажения силового потока.

Местные напряжения первого вида обычно учитывают в расчете, чтобы избежать чрезмерного развития пластических деформаций, появления трещин или потери устойчивости тонкостенных элементов.

Второй вид местных напряжений в форме их концентрации при нормальной температуре и статических воздействиях практически не оказывает влияния на несущую способность конструкций и ими можно пренебречь. Однако при действии пониженных температур, а также при динамических. воздействиях концентрация напряжений может привести к хрупкому разрушению. Это явление следует учитывать при проектировании надлежащим выбором марки стали и конструктивной формы. Концентрация напряжений приводит к снижению вибрационной прочности.

Начальные напряжения возникают в результате неравномерного остывания после прокатки, при сварке или в результате предшествующей работы элемента в пластическом состоянии. Эти напряжения в соответствии с их природой можно называть также внутренними, собственными или остаточными.

Такие напряжения не представляют угрозы прочности, если их линейные поля совпадают по направлению с полями основных напряжений. Так как начальные напряжения самоуравновешены, то, суммируясь с основными напряжениями, они в одних точках ускоряют, а в других - замедляют развитие пластических деформаций. Тем не менее ими нельзя пренебрегать при оценке устойчивости и деформативности.