3

2. Obserwacja zjawiska koncentracji naprężeń i wyznaczanie współczynnika kształtu

W wielu przypadkach inżynierskich obliczeń wytrzymałościowych zachodzi konieczność uwzględnienia zjawiska koncentracji naprężeń spowodowanej naglą zmianą pola przekroju elementu nośnego. Jeśli obliczenia elementów o gwałtownie zmieniających się kształtach prowadzone są za pomocą wzorów' opartych na upraszczających założeniach to otrzymane wartości naprężeń różnią się znacznie (czasem sa nawet kilka razy mniejsze) od naprężeń rzeczywistych. Aby znaleźć wartości naprężeń rzeczywistych należy pomnożyć obliczone wielkości przez. tzw. współczynnik kształtu (współczynnik koncentracji naprężeń) - Ctk

Dla naprężeń normalnych: a_k- gdzie:

^an

Oma* największe rzeczywiste naprężenie normalne.

o_n - największe obliczeniowe naprężenie normalne w tym punkcie.

Badania zjawiska koncentracji naprężeń i wyznaczanie współczynnika kształtu najczęściej prowadzi się metodą clastooplyczną. Przykład takich badań dla zginanej belki z karbem pokazano poniżej.

Charakterystyczne wymiary układu:

Grubość belki    g=...Jj._r_S........

Wysokość belki    h

Wysokość belki w miejscu karbu:

Rozstaw podpór    1=.................

Rozstaw' punktów przyłożenia sil: b=.................

a= (1 - b)/2    a=.................

Aby wy znaczyć współczynnik kształtu belki jak na Rys. 8 należy:

•    zamocować model w układzie obciążającym,

•    umieścić układ pomiędzy polaryzatorem i analizatorem połaryskopu.

•    stopniowa obciążać belkę i obserwować kolejno pojawiające się w otoczeniu karbu prążki interferencyjne, aż do pojawienia się na krawędzi dna wycięcia (w punkcie D) izochromy rzędu całkowitego, np. trzeciego.

•    odczytać na podziałcc układu obciążającego w ielkość ugięcia sprężyny.