Engineering Transactions, 9, 4, pp. 611-637, 1961

Powierzchnie Graniczne w Teorii Wytężenia

M. Życzkowski
Politechniaka Krakowska
Poland

This paper is devoted to the analysis of limit surfaces for the exertion of the material at a point, the exertion of a cross-section and that of the structure as a whole (the idea of «exertion» was introduced in [51]). Such surfaces are constructed in the n-dimensional space of exertion factors. The exertion factors are defined to be any independent quantity influencing in an essential manner the attainment of the dangerous (limit) state at a point, in a cross-section or in a structure.
Particular attention has been devoted to the problem of appropriate selection of the exertion factors. Thus, for instance, the danger of destruction of a closed cylindrical shell filled up with liquid or gas under pressure is considered. In the first case the danger is less because the exertion factors are strains, in the second case they are stresses and it is greater because a given state is as a rule more distant from the dangerous state in the space of strains than in that of stresses (Figs. 1, 2 and 3).
The known limit surfaces for exertion of cross-section and structure are systematized and discussed. As an example the limit surface is constructed for a statically indeterminate beam (Fig. 6) on the basis of the theory of elastic and ultimate load carrying capacity (Fig. 7). The elastic load carrying capacity is also analysed for a thick-walled tube subject to internal pressure and temperature (Fig. 8). In the final section the construction of the limit surface is discussed from the viewpoint of the stability loss of an element. An example of such a surface or a bar loaded with two forces is illustrated by Fig 9.


Full Text: PDF
Copyright © Polish Academy of Sciences & Institute of Fundamental Technological Research (IPPT PAN).

References

W. BURZYNSKI, Studium nad hipotezami wytężenia, Akademia Nauk Technicznych, Lwów 1928.

W. BURZYŃSKI, Teoretyczne podstawy hipotez wytężenia, Czasop. Techn., Lwów 1929.

D. C. DRUCKER, Limit Analysis of Cylindrical Shells under Axially Symmetric Loading, Proc. 1-st Midw. Conf. Solid. Mech., Urbana 1953, publ. 1954, 158-163.

[in Russian]

[in Russian]

A. M. FREUDENTHAL, The Inelastic Behavior of Engineering Materials and Structures, Wiley, New York 1950.

K. GIRKMANN, Bemessung von Rahmentragwerken unter Zugrundelegung eines ideal plastischen Stahles, Sitz. Ber. Akad. Wiss. Wien (Abt. IIa), 140 (1931), 679.

R. GRAMMEL, Das kritische Drillungsmoment von Wellen, ZAMM (1923), 262.

A. G. GREENHILL, On the Strength of Shafting when Exposed both to Torsion and to End Thrust, Proc. Instn. Mech. Eng., 1883, 182.

[in Russian]

R. HILL, The Mathematical Theory of Plasticity, Clarendon Press, Oxford 1950.

P. G. HODGE, Jr., Plastic Analysis of Structures, McGraw-Hill, New York 1959.

M. T. HUBER, Kryteria wytrzymałościowe w stereomechanice technicznej, IW SIMP, Warszawa 1948.

[in Russian]

K. KLÖPPEL, M. YAMADÁ, Fließpolyeder des Rechteck-und I-Querschnittes unter der Wirkung von Biegemoment, Normalkraft und Querkraft, der Stahlbau 11, 27 (1958), 284-290.

C. F. KOLLBRUNNER, M. MEISTER, Ausbeulen, Springer, Berlin-Göttingen-Heidelberg 1958.

J. KOZESNIK, A Contributison to the Theory of State of Stress Variable with Time, Acta Technica 5 (1960), 389-405.

W. KRZYŚ, M. ŻYCZKOWSKI, Sprężystość i plastyczność - wybór zagadnień i przykładów, PWN, Warszawa 1962.

A. LEON, Ing.-Archiv, 4 (1933), 421.

[in Russian]

J. MAJER, Beitrag zu den dreiachsigen Spannungs-Dehnungs Beziehungen Fester Stoffe, Öster. Ing-Archiv, 2, 4 (1950), 140-153.

[in Russian]

W. MOSZYŃSKI, Wytrzymałość zmęczeniowa części maszynowych, PWT, Warszawa 1953.

Z. MRÓZ, The Load-Carrying Capacity of Orthotropic Shells, Arch. Mech, Stos., 1, 12 (1960), 85-107.

J. MURZEWSKI, Probabilistic Theory of Plastic and Brittle Behaviour of Quasi-Homogeneous Materials, Bull. Acad. Polon., Sci. Techn., 7 (1959), 641-650.

A. NÁDÁI, Plasticity, McGraw-Hill, New York-London 1931.

J. NALESZKIEWICZ, Kwantyzacja zjawisk niestateczności sprężystej, Arch. Mech. Stos., 1 i 3, 6 (1954), 3-32 i 261-290.

[in Russian]

W. OLSZAK, W. URBANOWSKI, Sprężysto-plastyczny grubościenny walec niejednorodny pod działaniem parcia wewnętrznego siły podłużnej, Arch. Mech. Stos., 3, 7 (1955), 315-336.

E. T. ONAT, Plastic Collapse of Cylindrical Shells under Axially Symmetrical Loading, Q. appl. Math., 13 (1955), 63-72.

J. ORKISZ, Krzywe graniczne dla belek zginanych o wielopunktowych przekrojach zastępczych Czasop. Techn., (w druku).

T. PEŁCZYŃSKI, Wpływ stanu napięcia na przejście materiału w stan plastyczny, Przegl. Mech., 10 (1951), 175-179 i 204-208.

A. PFLÜGER, Stabilitätsprobleme der Elastostatik, Springer, Berlin-Göttingen-Heidelberg 1950.

S. PIECHNK i M. ŻYCZKOWSKI, On the Plastic Interaction-Curve for Bending and Torsion of a Circular Bar, Arch. Mech. Stos., 5, 13 (1961), 669-692.

[in Russian]

W. PRAGER, P. G. HODGE Jr., Theory of Perfectly Plastic Solids, Wiley, New York 1951.

[in Russian]

[in Russian]

A. SAWCZUK, Linear Theory of Plasticity of Anisotropic Bodies and Its Applications to Problems of Limit Analysis, Arch. Mech. Stos., 5, 11 (1959), 541-557.

A. SAWCZUK i J. RYCHLEWSKI, On Yield Surfaces for Plastic Shells,, Arch. Mech. Stos., 1, 12 (1960) 29-53.

[in Russian]

Z. SOBOTKA, Theorie Plasticity, t. 1/2, ÉSAV, Praha 1954 i 1955.

[in Russian]

[in Russian]

C. TORRE, Grenzbedingungen für spröden Bruch und plastisches Verhalten bildsamer Metalle, Öster. Ing-Archiv 2, 4, (1950), 174-189.

[in Russian]

H. ZIEGLER, Über den Zusammenhang zwischen der Fliessbedingung, eines starrplast- ischen Körpers und seinen Fliessgesetz, Z. angew. Math. Physik, 5, 11 (1960), 413-425.

M. ŻYCZKOWSKI, Przypadek jednoczesnego rozciągania skręcania pręta o przekroju kołowym w zakresie sprężysto-plastycznym, Rozpr. Inzyn., 2, 3 (1955), 285-322.

M. ŻYCZKOWSKI, The Limit Load of a Thick-Walled Tube in a General Circularly Symmetrical Case, Arch. Mech. Stos., 2, 8 (1956), 155-178.

M. ŻYCZKOWSKI, Wpływ ściśliwości materiału na rozkład naprężeń w płytach częściowo uplastycznionych, Arch. Bud. Masz., 1, 5 (1958), 53-87.

M. ŻYCZKOWSKI, Wytężenie materiału w stanach podkrytycznych, Rozpr. Inzyn., 4, 8 (1960), 725-761.

M. ŻYCZKOWSKI, Obliczanie wytężenia materiału w stanach podkrytycznych, Rozpr. Inzyn., 2, 10 (1962).

M. ŻYCZKOWSKI, Krzywe graniczne dla jednoczesnego zginania i rozciągania belek o różnych kształtach przekroju (w przyg. do druku).