Teoretyczna i doświadczalna analiza nośności granicznej rozciąganego pręta z wycięciami o niesymetrycznie nachylonych krawędziach

Analiza naprężeń i odkształceń rozciąganych płaskich prętów z karbem może być przeprowadzona przy założeniu płaskiego stanu odkształcenia, o ile grubość pręta 2h jest wystarczająca. W. Żukowski [1] wykazał, że dla pręta z ostrym karbem kątowym przy stosunku h/a>4 zarówno wielkość siły zrywającej, odniesionej do jednostki powierzchni, jak i wartość naprężeń umownej granicy plastyczności praktycznie nie ulega zmianie. W pracy [2] badano pręty z karbem o zaokrąglonych narożach i stwierdzono, że dla stosunku h/a>2 praktycznie realizuje się płaski stan odkształcenia. Wystarczająca wartość stosunku h/a=3 wynika z badań przeprowadzonych w pracy [3], w której zajmowano się prętami z karbem ostrym i o zaokrąglonych narożach. Autorzy zaznaczają jednak, że jeszcze dla h/a=6,61 istnieje wpływ grubości 2h pręta. Przy założeniu materiału idealnie plastycznego odkształcenia dla głębokiego karbu są zlokalizowane w najwęższym przekroju, a ich zakres jest określony polem linii poślizgu. W niniejszej pracy analizowane są duże odkształcenia, które uzasadniają przyjęcie modelu ciała sztywno-plastycznego.

THE THEORETICAL AND EXPERIMENTAL YIELD POINT LOAD ANALYSIS FOR NONSYMMETRICALLY NOTCHED BARS PULLED IN TENSION

The study on strain and yield point load for non-symmetrically notched bars (Fig. 1) is presented. The deformation of the initially quadratic net drawn on the bar was studied under the assumption that the material is rigid-perfectly plastic. In Figs. 6-9 the stages of this process are shown. In the experimental part of the study, the non-symmetrically notched bars of different ratio h/a and different angles were pulled in tension until fracture. The results are shown in Fig. 10. The comparison of the results with the theoretical yield point load is given. By extending stress field into the rigid part, the lower bound of the yield point load may be obtained with a better degree of accuracy to the exact solution that the solution with the application of the statically permissible stress field proposed by W. Prager. It follows from the analysis that the yield point load for non-symmetrically notched (Fig. 1) is the same as for a similar bar with symmetric notch. However, the significant influence on the character of the velocity field is caused by the additional material.