Амплитудах колебаний

Подробное исследование усталостного поведения Си после РКУ-прессования было выполнено в работе [367]. Циклические испытания на растяжение-сжатие были проведены при амплитудах деформации в интервале 10~4-10~3 при комнатной температуре.

Испытания нескольких наноструктурных образцов при различных амплитудах деформации показали примерно равные величины напряжения насыщения <тн около 250МПа (рис. 5.18а). После кратковременного отжига при 473 К стн также уменьшается и его значение достигает 150 МПа. Тем не менее это значение за-

Известно, что усталостные свойства коррелируют с формой петли гистерезиса при циклических испытаниях [373, 378]. Это утверждение становится более очевидным, если учесть, что параметр энергии Баушингера связан с упругой энергией, запасаемой в образце во время циклической деформации. Более наглядным является анализ формы петли гистерезиса за цикл испытаний при сравнимых амплитудах деформации. При этом чем выше среднее значение энергетического параметра, тем лучше усталостные свойства.

При испытании литейных никель-хромовых сплавов при низких амплитудах деформации наблюдалось меньшее окисление стенок трещин, чем при высоких амплитудах. Отсюда предположительное заключение о тем, что при низких деформациях (напряжениях) разрушение наступает относительно поздно, количество возникших трещин невелико и развиваются они относительно быстро. При высоких деформациях разрушение возникает в виде многих трещин и в более раннем периоде, но развитие идет относительно медленно. Схематично изменение скорости развития единичной трещины во времени для высокого и низкого значения амплитуд деформации можно представить так, как это показано на рис. 134. Аналогично понижению амплитуды деформации действует понижение максимальной температуры цикла. Так, при испытании сплава ЖС6У наблюдалось уменьшение количества очагов в изломе (т. е. количества возникающих трещин) при изменении режима нагружения с 950+±100°С на

Проведено сопоставление выведенных формул с экспериментом, выполненным на образцах поликристаллической меди, которые после предварительного отжига подвергались знакопеременному закручиванию при различных амплитудах деформации.

При Циклическом деформировании металла с малыми амплитудами в поверхностно-активной среде также возникает более высокая плотность дефектов, расположенных равномерно по объему образца, чем при испытании в воздухе. При высоких амплитудах деформации, вследствие высокой скорости накопления дислокаций, поверхностно-активная среда способствует более быстрому упрочнению поверхностных слоев металла.

Из этих данных видно, что наиболее чувствительной структурой к отрицательному действию водорода является мартенситная, а наименее — аус-тенитная и сорбитная. У низколегированной среднеуглеродистой стали под воздействием водорода число циклов до разрушения может быть на порядок меньше, чем в вакууме. Максимальное влияние газообразного водорода на малоцикловую усталость образцов из стали 20X13 имеет место при комнатной температуре. С повышением температуры испытания до 200°С отрицательное влияние водорода при всех амплитудах деформации заметно ослабевает. Это указывает на хемадсорбционное начало механизма влияния газообразного водорода на малоцикловую усталость сталей. Температурная зависимость долговечности образцов из армко-железа и стали 08кп в вакууме (0,0133 Па)'описывается сложной кривой, характеризующейся максимумом долговечности металла при температуре около 300°С [194, с. 43-47]. Технический водород при давлении 105 Па снижает долговечность указанных металлов, особенно при температурах ниже 400°С, сдвигает пик максимума долговечности в сторону меньших температур и не оказывает заметного влияния на характер температурной зави,-симости малоцикловой усталости армко-железа и стали 08кп.

При амплитуде напряжения цикла, соответствующей примерно пределу текучести данных образцов (а =245 МПа), сплошность покрытия нарушается уже через 100—200 цикл от начала испытаний. При снижении амплитуды напряжения до ± а = 0,95 ау нарушение сплошности покрытия не происходит и после 104 цикл. Критическая деформация образцов, снятых с испытания через 2 • 103 — 104 цикл, составила 1,8—1,9 %, что совпадает с первоначальной критической деформацией данного покрытия. Испытания, проведенные на образцах стали СтЗ, окрашенных по второй схеме и выдержанных в морской воде в течение 12 мес, также не выявили влияния предварительного циклического деформирования при амплитудах деформации, меньшей критической (1,0—1,1 %).

Введение в полиэтилен -высокой плотности термостабилизатора приводит к повышению выносливости до уровня стали без покрытия и даже несколько выше (Бейдер Э.Я. и др. [119, с. 115-117]). В 1 н. растворе H2S04 полиэтиленовое покрытие повышает сопротивление усталости плоских образцов (толщиной 2,5 мм) из стали 08кп более чем в 10 раз. Предполагают также, что при малых амплитудах деформации наиболее эффективны покрытия с высокими прочностными адгезионными характеристиками, а при больших — покрытия с низким модулем упругости. Влияние полиэтиленовых покрытий на малоцикловую усталость в кислой среде (1 н. раствор H2S04) таково, что они увеличивают долговечность образцов в 4,5—7 раз при 6 = 1,7 % и в 1,1—1,8 раз при е = 5 %.

Результаты сопоставления расчетных (пунктирные линии) я экспериментальных диаграмм деформирования показаны на рис. 7.58, 7.59. Циклическое нагружение характеризуется рис. 7.58, а (начальная кривая деформирования и стабильный цикл), рис. 7.58, б (стабильные кривые при различных амплитудах деформации) и рис. 7.59, а (упрочнение в процессе циклического нагружения при размахах деформации 0,5; 1; 1,5; 2%; п — номер полуцикла; здесь же показан переход от одного размаха к другому). На рис. 7.59 б, в показано влияние выдержки при нулевом напряжении на амплитудное напряжение в первом после выдержки полуцикле (для одной длительности выдержки полуцикл показан на рис. 7.58, а — кривая Ж/V). Восстановление упрочнения при циклическом нагружении после двух выдержек! различной длительности показано на рис. 7.59, в. Отметим, что эти результаты иллюстрируют не только качественное (вполне очевидное) соответствие поведения материала М и испытываемой стали, но и удовлетворительное количественное.

Предусматривается также проверка на образцах-свидетелях различных материалов, видов обработки поверхности, степени накопления повреждения до начала испытаний и изучение особенностей роста трещин при малых амплитудах деформации и большом числе циклов (до 1010), в частности, в зоне сварных швов при воздействии нагрузки от силы тяжести, а также в условиях коррозии.

Однако даже при весьма точных измерениях приведенной длины и периода маятника для получения точных окончательных результатов необходимо учесть влияние еще целого ряда факторов, которых не учитывает формула (13.21). Прежде всего, эта формула, полученная в результате замены sin а на а, является приближенной. Для уменьшения ошибки измерения производятся при очень малых амплитудах колебаний маятника, и при этом вводится поправка, которая для малых амплитуд может быть рассчитана с большой точностью. Далее приходится учитывать поправки на температуру, так как с изменением температуры изменяются все размеры маятника (вследствие теплового расширения). Ошибки вносят также и силы трения, действующие на маятник со стороны подвеса и окружающего воздуха, — они несколько увеличивают период колебаний. Для устранения этих ошибок по возможности уменьшают трение в подвесе (подвешивают маятник на агатовой призме) и вводят поправку на давление, учитывающую изменение влияния воздуха. Учет всех этих поправок позволяет достичь огромной точности в измерении силы тяжести. В наиболее точных измерениях ошибка не превышает 2 • 10 8 от измеряемой величины.

потери энергии, которые возникают вследствие того, что при больших амплитудах колебаний груза скорость скольжения выходит за пределы падающего участка кривой F(v). «Автоматически» устанавливается такая амплитуда колебании груза, при которой поступление энергии за ту часть периода, когда скорость скольжения груза лежит в пределах падающего участка кривой F(v), как раз компенсирует те потери энергии, которые происходят за другую часть периода вследствие того, что скорость скольжения груза выходит за пределы падающего участка кривой F (v). С этой стационарной амплитудой и будут происходить автоколебания груза.

В струне при малых амплитудах колебаний можно считать, что величина натя-— х жепия остается постоянной и никаких изменений в деформации материала струны при колебаниях не происходит. Происходят только изменения направления, в котором силы натяжения действуют на данный элемент струны со стороны соседних. Составляющая этих натяжений в направлении, перпендикулярном к струне, играет роль восстанавливающей силы для отдельного элемента струны. При распространении волн в струне возникновение сил обусловлено изменением направления отдельных элементов струны, и эти изменения направлений играют такую же роль, какую играют деформации материала в случае волн в стержне. Поэтому волна деформации для струны характеризуется углом, который образует тот или иной элемент струны с направлением покоящейся струны. А этот угол, как видно из рис. 447,

ОСЦИЛЛЯТОР (от лат. oscillo - качаюсь) - система, совершающая меха-нич. (напр., маятник), электромагн. (напр., колебат. контур) или др. колебания. О. наз. гармонически 1, если его потенц. энергия пропорци ональна квадрату отклонения от положения равновесия, что имеет место при малых амплитудах колебаний. В зависимости от числа степеней свободы О. бывают одномерные (линейные) и многомерные. Понятие «О.» - колеблющийся электрич. диполь - широко используется в оптике. В квантовой механике энергия линейного гармонич. О., колеблющегося с частотой м, может принимать лишь дискретные (квантованные) значения Еп=/п(п+1/2>, где /7=0, 1, 2,... - квантовое число, h - постоянная Планка, hv/2 - нулевая энергия О.

При малых частотах и амплитудах колебаний типовые значения коэффициента демпфирования для балок из однонаправленных материалов приведены в таблице:

Первый член справа описывает симметричное взаимодействие атомов и по порядку величины является превалирующим; второй член обусловливает энгармонизм и описывает асимметричное взаимодействие; третий играет роль только при больших амплитудах колебаний атомов.

Первый член справа описывает симметричное взаимодействие атомов и по порядку величины является превалирующим; второй член обусловливает энгармонизм и описывает асимметричное взаимодействие; третий играет роль только при больших амплитудах колебаний атомов.

При больших же амплитудах колебаний цапфы подшипник с зазором ведет себя как нелинейная упругая опора. Собственные

Большой интерес представляет и вопрос о вынужденных колебаниях тех же упругих систем. Его решение позволит понять причину очень сильного различия в амплитудах колебаний (напряжений) некоторых упругих систем при воздействии на них одной и той же периодической силы.

при разных амплитудах колебаний f (0), т. е. разных с0пр.

Отметим, что ряд авторов рекомендует для роторов стационарных турбин назначать такой дисбаланс, чтобы Рц = (0,01 ч-ч-0,05) G, где G — Eiec ротора. Нормальный начальный дисбаланс ротора компрессора меньше величины, приведенной в примере, в 4 — 5 раз, следовательно, Рц при весе ротора в 100 кГ составляет лишь 15 — 20 кГ, т. е. много меньше веса ротора, что и обеспечивает колебательный характер движения цапфы в подшипнике. Эти силы могут быть больше г:з-за возникновения прогиба у самого ротора на больших оборотах. Когда в диапазоне рабочих чисел оборотов наблюдается критический режим ротора, величина прогибов самого ротора может стать большой и наступит обкатывание цапфн по подшипнику. Однако при таких амплитудах колебаний, ка< отмечено выше, движение ротора будет хорошо описываться решениями, полученными без учета веса ротора.