Понятие о сложном деформированном состоянии

Совокупность деформаций, возникающих по различным направлениям и в различных плоскостях, проходя через точку, определяют деформированное состояние в этой точке. Сложное деформированное состояние возникает, если деталь одновременно подвергается нескольким простейшим нагружениям. В ряде случаев нормальные и касательные напряжения, возникающие в детали, имеют одинаковый порядок и ими нельзя пренебрегать. Тогда расчет универсального критерия, позволяющего рассчитать предельное состояние для любого материала, нет. Разработано несколько различных гипотез предельных состояний, при расчетах используют наиболее подходящую гипотезу. Расчёты по гипотезам прочности позволяют избегать дорогостоящих испытаний конструкции.
В настоящее время для расчета валов при совместном действии изгиба и кручения используют только третью и пятую теории прочности.
Сравнение разнотипных состояний производится с помощью эквивалентного (простого) напряженного состояния. Обычно сложное напряженное состояние заменяют простым растяжением (рис. 1). В ряде случаев нормальные и касательные напряжения, возникающие в детали, имеют одинаковый порядок и ими нельзя пренебрегать. Тогда расчет проводят при сложном деформированном состоянии. Расчетное напряжение, соответствующее выбранному одноосному растяжению, называют эквивалентным напряжением.

σ ₂

σ₁ σ₁ σ_экв σ_экв σ_пред σ_пред

σ₃ σ₂

Рис. 2 Замена сложного напряженного состояния простым растяжением

Условие прочности получим, сопоставив эквивалентное напряжение с предельным, полученным экспериментально для выбранного материала:

σ_экв < σ_пред / [S]

где S – запас прочности.