Wstępne naprężenia ściskające

Euklides_PL
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 15
Rejestracja: 31 sty 2021, o 16:10
Płeć: Mężczyzna
wiek: 22

Wstępne naprężenia ściskające

Post autor: Euklides_PL » 3 kwie 2021, o 13:03

Witam. Trwalosc i dokladnosc wymiarowa narzedzi mozna podwyzszyc stosujac wstepne naprezenia sciskajace np poprzez wcisniecie narzedzia glownego tzn takiego ktory styka sie z odksztalcanym metalem w pierscien sciskajacy ktory wywiera nacisk na narzedzie glowne i wprowadza wstepne naprzezenia sciskajace jak na rysunku ibb.co/FY03pQw
gdy mamy do czynienia z przypadkiem w ktorym wprowadzamy tzw napręzenia wstępne a wiec podczas sciskania cylindra (narzędzia głównego)
(rys nr 1 ibb.co/m6ZYD63 ) zakladam ze

-ustalił sie stan rownowagi
- F1=0 (no bo jaka sila miala by dzialac na powierzchnie wewnetrzą ?)

wiec na podstawie tych dwoch zalozen stwierdzam ze sila F2 rowniez =0 w związku z tym nie powinno byc na powierzchni zadnych naprezen
w takim razie dlaczego na jego powierzchni wewnetrznej powstaja naprezenia sciskajace (promieniowe) jak na tym ibb.co/SsgHHHr wykresie? ?

wykres pochodzi z .pdffiller.com/jsfiller-desk11/?requestHash=006af59aa6a98587bd216a20e43c5b5fdcc47647cbb14af816c08703031e8d15&projectId=681519771#8b4064d597be42488bc90da6f06810ed

studocu.com/pl/document/szkola-glowna-gospodarstwa-wiejskiego-w-warszawie/teoria-sprezystosci-i-plastycznosci/materialy-do-egzaminow/teoria-sprezystosci-i-plastycznosci/7117182/view

to samo jest w linku powyzej w przypadku nr 2 zagadnien Lamego , naprezenia w kierunku radialnym na powierzchni wewn = 0 pomimo tego ze cylinder w zagadfnieniu Lamego jest sciskany w związku z tym na wykresie ibb.co/SsgHHHr rowniez nie powinno byc na powierzchni wewnetrznej zadnych naprezen ale jednak na tym wykresie jakos są i to o wartosci -5000 MPa, dlaczego ?


Ponad to Jest napisane że wstepne naprezenia poprawiaja sztywnosc narzedzi, przez zmniejszenie odkształceń (spręzysto-plastycznych) narzędzi które powstają pod wpływem naprezen pochodzących od kutego materiału, w porównaniu do odkształceń jakie by powstały gdyby tych naprężeń wstępnych nie było, jak to wyjaśnić na gruncie mechaniki/fizyki ?


"An innovative development within die design during the last few years is the high-stiffness strip-wound container, also known as the STRECON1 E? container [2,3]. This strip-wound container differs from the usual STRECON1 container as the very thick winding core on which the strip is wound is made of tungsten carbide (see Fig. 3). As tungsten carbide has a Young's modulus of 500±580 GPa, the total stiffness of the container is increased to 400 GPa or higher, depending on the design.

Poprzez wieksza sztywnosc narzedzi z wtepnymi naprezeniami sciskajacymi w porownaniu do narzedzi konwencjonalnych tzn narzedzi bez tych wstepnych naprezen rozumiem ze pod dzialaniem naprezen rozciagających np o wartosci 1700 MPa pochodzacych od kutego materialu narzedzia zawierajace wstepne naprezenia sciskajace mniej sie odksztalca niz narzedzia bez wstepnych naprezen sciskających pod dzialaniem tych samych naprezen rozciagajacych (1700 MPa) od kutego materialu,

ibb.co/m6ZYD63 przekroj poprzeczny kompletu narzedzie glowne, pierscien sciskajacy
ibb.co/59wt8Qt (po lewej przekroj narzedzia z wstepnymi naprezeniami sciskajacymi, po prawej bez wstepnych naprezen)
jak ten wzrost sztywnosci wytlumaczyc ?

Rozpatrzmy narzedzie z wstepnymi naprezeniami sciskajacymi

Nawet jesli przyjmiemy ze narzedzie glowne w wyniku sciskania pierscienia posiada naprezenia na powierzchni wewn -5000 MPa przy zalozonej srednicy 59,65 mm to jesli material kuty skieruje naprezenia 1700 MPa w kierunku przeciwnym to -5000 + 1700 = -3300 wiec naprezenia sciskajace sie zmniejszaja , a skoro sie zmniejszaja to srednica powinna wzrosnac tak ? skoro przy - 5000 MPa srednica = 59,65 mm to przy -3300 Mpa powinna wzrosnac zgodnie z prawem hooka ?

Rozpatrzmy narzedzie bez wstepnych naprezen sciskajacych ibb.co/59wt8Qt (po prawej ) jest stan rownowagi narzedzie ma srednice rowniez 59,65 mm wiec jesli material kuty bedzie naciskal na wewn czesc narzedzia to rowniez nastąpi przyrost 1700 MPa naprezen rozciagających i srednica sie powiekszy , gdyby liczyc to z prawa hooka to rowniez srednica powinna wzrosnac , wiec w jaki sposob naprezenia sciskajace podnoszą sztywnosc narzedzia bo ja nie wiem , chyba ze zalozenie jest falszywe i nie podnoszą ))

pdffiller.com/jsfiller-desk11/?requestHash=006af59aa6a98587bd216a20e43c5b5fdcc47647cbb14af816c08703031e8d15&projectId=681519771#2bd363d741894972b42fb93c83210be8

pdffiller.com/jsfiller-desk11/?requestHash=ce04e8735ccd2880aed637359d5ab0c05375363e7e811ca61e8ed21bb4636941&projectId=681530945#26794127ab5df20571a205f7522899da

http://www2.arnes.si/~ljc3m2/igor/doc/p ... ik_old.pdf
Ostatnio zmieniony 3 kwie 2021, o 14:59 przez Jan Kraszewski, łącznie zmieniany 1 raz.
Powód: Nie używaj Caps Locka.
Rekrutacja Instytut Matematyczny, Uniwersytet Wrocławski (gif)

StudentIB
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 528
Rejestracja: 9 lut 2015, o 13:01
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Poznań
Podziękował: 25 razy
Pomógł: 45 razy

Re: Wstępne naprężenia ściskające

Post autor: StudentIB » 3 kwie 2021, o 17:55

To się nazywa "stress stiffening", jest to jeden z efektów nieliniowości geometrycznych. Zauważalny zwłaszcza w analizie modalnej, gdzie poprzez prestress (preload) możesz zmienić sztywność konstrukcji i uzyskać inne częstotliwości drgań własnych. Naprężenia rozciągające zwiększają sztywność a ściskające ją zmniejszają.

Ciekawy przykład jest przedstawiony tutaj: https://enterfea.com/geometrically-nonl ... roduction/

Euklides_PL
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 15
Rejestracja: 31 sty 2021, o 16:10
Płeć: Mężczyzna
wiek: 22

Re: Wstępne naprężenia ściskające

Post autor: Euklides_PL » 3 kwie 2021, o 19:56

niestety nie ma tam nic co pozwalalo by odpowiedziec na postawione tutaj przeze mnie pytanie

Dodano po 56 minutach 43 sekundach:
ale haslo stress stiffening jest obiecują ze tak powiem, natomiast poszkuje czegos co pokaze np na nieskonczenie malym elemencie jak to dziala,

StudentIB
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 528
Rejestracja: 9 lut 2015, o 13:01
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Poznań
Podziękował: 25 razy
Pomógł: 45 razy

Re: Wstępne naprężenia ściskające

Post autor: StudentIB » 3 kwie 2021, o 23:46

Takie efekty są najczęściej przedstawiane i analizowane dla cięgien (tak jak w artykule z linka). Powinieneś coś znaleźć w literaturze o konstrukcjach cięgnowych, np. "Ustroje cięgnowe. Teoria i obliczanie" J. Hajduk, J. Osiecki.

Euklides_PL
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 15
Rejestracja: 31 sty 2021, o 16:10
Płeć: Mężczyzna
wiek: 22

Re: Wstępne naprężenia ściskające

Post autor: Euklides_PL » 4 kwie 2021, o 12:32

Przede wszystkim jest wzor ktory laczy zmiane objetosci z naprezeniem srednim , sztywnosc wzrasta po wprowadzeniu wstepnych naprezen sciskajacych poniewaz jesli od materialu kutego dzialaja pochodza naprezenia rozciagajace (majace inny znak) a wczesniej zostaną wprowadzone wstępne naprezenia sciskajace (ktore maja przeciwny znak do naprezen rozciagajacych) to minus z plusem sie znoszą i naprezenia srednie sie zmniejszają
jesli wrocimy do wzoru ktory laczy naprezenie srednie ze zmiana objetosci (a wiec i odksztalceniem) to okaze sie ze im mniejsza jest wartosc bezwzgledna naprezenia sredniego tym mniejsza jest zmiana objetosci a tym samym odksztalcenia.
Pytanie pozostaje otwarte jak powstaja wstepne naprezenia sciskajace na wewn powierzchni tulei ktora jest sciskana ale od zewnatrz przez pierscien sciskajacy

kruszewski
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 6787
Rejestracja: 7 gru 2010, o 16:50
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Staszów
Podziękował: 44 razy
Pomógł: 1098 razy

Re: Wstępne naprężenia ściskające

Post autor: kruszewski » 5 kwie 2021, o 22:16

Odpowiedź na pytanie "jak powstają wstępne naprężenia ściskajace na wewn. powierzchni tulei która jest ściskana ale od zewnątrz przez pierścień ściskający" jest złożona z dwu odpowiedzi.
Technicznej, jak realizowana fizycznie fizycznie i analitycznej, opisującej równaniami badane zjawisko.
Nie pisze Kolega o którą tu chodzi, ale najprostrza odpowiedź na pierwszą jest taka: przez nałożenie podgrzanej tulei zewnetrznaj na "zimną" wewnętrzną z luzem ujemnym takim, by żądane naprężenia w tulei wewnętrznej wystąpiły po schłodzeniu jej do temperatury roboczej.
Na drugą część pytania, o wywołane naprężenia można znaleźć odpowiedzi np. tu:
http://wzwm.pwr.wroc.pl/files/pages/Rur ... cienne.pdf
Ale też:
- Brzoska Z. Wytrzymałość materiałów, (część czwarta, ustroje dwuwymiarowe).
- Walczak J. Wytrzymałość materiałów oraz podstawy teorii sprężystości i plastyczności. Tom II Rozdział XI. Pierścienie, rury i cylindry grubościenne.

ODPOWIEDZ