7 / 13
С.В. Цветков, Г.Г. Кулиш, А.А. Смердов
82
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 5
Рис. 6.
Распределение нормальных напряжений в сечении образца при расчете
в линейной (
а
) и нелинейной постановке (
б
)
Коэффициент концентрации напряжений в упругой задаче равняется 3,61,
параметр однородности напряженного состояния 0,689. При переходе к физи-
чески нелинейной задаче коэффициент концентрации напряжений уменьшает-
ся до 2,37, параметр однородности распределения напряжений при этом равен
0,706. Общий характер распределения напряжений по сечению близок для обе-
их задач.
Таким образом, образец описанной конструкции может быть использован
для проведения испытаний на трехосное растяжение. Для получения более до-
стоверных экспериментальных данных необходимо найти пути снижения кон-
центрации напряжений и создания более равномерного распределения дефор-
маций в рабочей зоне образца. С этой целью рассмотрены другие варианты кон-
струкции образцов, в том числе и составных, изготовленных из двух материа-
лов. Расчеты проводились в упругой постановке (табл. 2). Здесь обозначено:
образец № 1 — исходный вариант с размерами, приведенными на рис. 1;
образец № 2 — кубический образец с пропилами вдоль ребер, изобра-
женный на рис. 7,
а
; аналогичный образец описан в работе [6];
образец № 3 (рис. 7,
б
) отличается от исходного варианта (№ 1) формой
канавок: для снижения концентрации напряжений дно канавки в сечении имеет
полуэллиптическую форму с полуосями 3 мм и 1,5 мм;
образец № 4 (рис. 7,
в
) составной: основная часть образца (
1
) имеет фор-
му куба с ребром 38 мм, ширина канавок увеличена до 8 мм; канавки имеют
прямоугольное сечение, дно плоское; затем канавки заполняются вспомога-
тельным материалом (
2
), после чего механической обработкой размеры образца
приводятся к базовому варианту (№ 1), при этом модули упругости основного и
вспомогательного материалов соотносятся как 2 : 1;