Изучаемого материала

2) Ф. в электроэнергетике -выходящий из употребления термин, обозначающий распредел. кабельную или возд. линию электропередачи (обычно до 10 кВ). ФИЗИКА (греч. ta physika - наука о природе, от physis - природа) - наука о строении материи и о простейших формах её движения и взаимодействия. Совр. Ф. исследует элементарные частицы, атомные ядра, атомы, молекулы, макроскопич. агрегаты этих частиц - твёрдые тела, жидкости и газы, включая плазму, а также поля физические, связывающие частицы в-ва в системы. Ф. подразделяют на отд. области как в соответствии с многообразием объектов её исследования (напр., Ф. твёрдого тела, Ф. плазмы), так и в связи с качеств, различиями изучаемых процессов и явлений (механика, акустика, учение о теплоте, электричество и магнетизм, оптика и т.д.). По методам исследования различают эксперимент, и теоретич. Ф. Наиболее общими теориями в совр. Ф. являются относительности теория, квантовая механика, статистическая физика, термодинамика и теория поля.

ФИЗИКА (греч. ta physika — наука о природе, от pbysis — природа) — наука о строении материи и о простейших формах её движения и взаимодействия. Совр. Ф. исследует элементарные частицы, атомные ядра, атомы, молекулы, макроскоцич. агрегаты этих частиц — твёрдые тела, жидкости и газы, включая плазму, а также поля физические, связывающие частицы вещества в системы. Ф. подразделяют на отд. области как в соответствии с указанным выше многообразием объектов её исследования (напр., на Ф. твёрдого тела, Ф. плазмы), так и в связи с качественными различиями изучаемых процессов и явлений (напр., на механику, акустику, учение о теплоте, электричество и магнетизм, оптику). По методам исследования различают эксперимент, и теоретическую Ф. Наиболее общими теориями в совр. Ф. являются относительности теория, квантовая механика, статистическая физика, термодинамика и теория поля.

Для практического^использования выводов теории подобия необходимо уметь приводить к безразмерному виду математические описания изучаемых процессов.

чения интенсивности изучаемых процессов приходятся на теплое время года. Это совпадает с периодом бурного развития биологических форм, являющихся стимуляторами коррозии и образования осадков в оборотной системе. Поэтому для снижения коррозии и образования отложений необходимо в весенне-летний период проводить борьбу с биологическими факторами, прежде всего путем хлорирования воды.

Задача построения динамической модели реальной системы всегда многозначна, и решение ее зависит от класса изучаемых процессов. Допустимость принятых идеализации при построении динамической модели реальной системы может быть проверена лишь сопоставлением результатов исследования с экспериментальными данными. Заключение о правомерности используемой схематизации справедливо лишь в том случае, если теоретическое исследование на основе идеализированной модели проведено корректно. Соответствие результатов теории и опыта можно считать бесспорным доказательством правомерности принятых идеализации [3].

Характерными чертами настоящего этапа экспериментальных исследований машин и механизмов являются значительное расширение спектра частот изучаемых процессов, занимающего диапазон от 10~4 до 10е Гц, необходимость регистрации быстропроте-кающих процессов длительностью 10~6 ~г- 10~3 с, а также снижение нижнего уровня исследуемых сигналов на 1 -т- 2 порядка. Указанные особенности требуют регистрации потоков измерительной информации с плотностью 10* -г- 107 бит/с, что соответствует скорости измерения механических параметров порядка 103~г--т- Ю6 изм/с [1, 2].

Из изложенного следует, что «БАЗА СИГНАЛА» является наиболее информативным параметром процесса, подлежащего регистрации, при оценке максимально необходимого объема памяти и выборе типа регистратора. При исследовании динамики современных машин и механизмов удобно разделить весь частотный диапазон изучаемых процессов на пять областей: инфраниз-ких 0 -и КГ1 Гц, низких 1Q-1 -г- 50 Гц, средних 50 ч- 5-Ю3 Гц, высоких 5-103-ь 1-Ю5 Гц и сверхвысоких частот 1 • 105 ч-1 • 10е Гц,. которые для краткости можно назвать соответственно областями квазистатики, медленной, средней, быстрой, ударной динамики [6] — [8]. Такое деление, хотя и является чисто условным, относительно соответствует возможностям существующей регистрирующей аппаратуры различных типов и поэтому достаточно удобно для того, чтобы характеризовать особенности ее применения. Соответствующие области, построенные в координатах «полоса частот AF (Гц) — длительность регистрируемого процесса Гпр (с)», и распределения основных видов динамических процессов в различных машинах и механизмах в указанных областях показаны на рис. 2. Результаты получены на основании анализа 250 процессов, взятых из более чем ста различных литературных источников, отражающих результаты исследования практически всех видов современного машинного оборудования. В этих работах рассматривалось изменение таких основных видов механических параметров, как моменты, ускорения, перемещения, усилия, давления, вибрации в гидро- и пневмомеханизмах, электромоторах и т. д. Сетка линий В, нанесенная на рис. 2, представляет линии равной базы. Линия В = 10"1 близка к теоретическому пределу минимально возможного значения базы для физически реализуемых процессов, а линия В = 104 соответствует границе, разделяющей детерминированные и стационарные сигналы от нестационарных. Как следует из рис. 2, все изучаемые процессы имеют значения базы, лежащие в диапазоне 10"1 -т- 104. На основании проведенных исследований можно констатировать, что основное количество динамических процессов, встречающихся в современных машинах и механизмах, расположено в трех областях — медленной, средней и быстрой динамики. Область квазистатики занимают низкочастотные вибрации, а область ударной динамики — ударные волны, скачки давления, упругие удары и сверхзвуковые процессы. Динамические процессы в механизмах позиционирования занимают большую часть области средней динамики и область медленной динамики. Ударные процессы в этих механизмах обычно нежелательны.

Статистика использует разнообразные способы выявления массовых (корреляционных) связей между явлениями. В статистике разработаны также приёмы цифрового выражения корреляционных связей и методы измерения степени тесноты этих связей. Это даёт возможность оценить влияние отдельных факторов на результаты изучаемых процессов. Всякая законченная статистическая работа должна завершаться аналитическим выводом, характеризующим причины, обусловившие то или иное развитие или изменение исследуемых явлений, а также зависимость достигнутых

линейный характер, и экспериментальные результаты трудно обобщить, используя стандартные критерии. Возникает задача нахождения приемлемых дополнительных обобщенных характеристик. В зависимости от изучаемых процессов необходимо использовать критерии подобия, обладающие наибольшей информативностью о механизме явления и кинетике его развития, позволяющие получить на их основе расчетные зависимости.

Таким образом, соблюдение полного подобия процессов сложного теплообмена требует точного выполнения условий, охватывающих все многочисленные особенности протекания изучаемых процессов. Однако в силу различного рода обстоятельств выполнить одновременно все перечисленные условия подобия не представляется возможным, в связи с чем возникает проблема приближенного моделирования процессов сложного теплообмена, основанная на том или ином упрощении полученной критериальной системы. Здесь возможно несколько путей.

Все реальные, осуществляемые человеком в его целях, процессы — суть процессы нестатические. Процессы квазистатические — суть абстрактные, идеальные процессы. Искусственно осуществить квазистатический процесс невозможно. Но, как было показано на примере, в условиях такого процесса величину внешнего воздействия (в данном случае — работу) в простой форме можно определить через параметры самой системы. Это открывает путь для количественного анализа. Поэтому понятие о квазистатическом процессе в термодинамике является понятием эталона, мерой сравнения и оценки реальных процессов. Весь аппарат-термодинамического метода исследования строится на основе понятия о квазистатическом процессе, позволяющем в наиболее простой и удобной для анализа форме записывать величину внешнего воздействия. Вот почему М. Ф. Окатов и И. Д. ван-дер-Ваальс цикл своих лекций назвали «Курсом термостатики», подчеркивая тем самым квазистатический характер рассматриваемых процессов. Учитывая характер изучаемых процессов, можно было бы назвать эту науку и «Термодинастатикой».

При работе над настоящим учебным пособием учтены замечания и пожелания, высказанные при обсуждении названного выше учебника, а также те существенные изменения в учебных планах и программах, которые были внесены после 1969 г. Для большинства технологических и электротехнических специальностей ныне действующие учебные планы предусматривают изучение курса «Прикладная механика». Имея общее название и единый подход к изучению предмета, курс этот для разных специальностей несколько различается по содержанию и объему отдельных частей изучаемого материала.

В процессе подготовки второго издания учебник подвергся значительной переработке, сокращению и обновлению с тем, чтобы обеспечить лучшее и более легкое восприятие студентами изучаемого материала. Учебник, несмотря на сокращение его объема, пополнен некоторыми новыми разделами и сведениями.

Для исследования микропластичности объемно упрочненного основного металла, а также оценки-влияния покрытий нами рекомендуется разработанная методика и экспериментальная установка 168], основанные на фиксировании остаточного прогиба образца при увеличении прилагаемых нагрузок до предела текучести изучаемого материала.

Ориентационная зависимость роста трещин от соотношения главных напряжений характерна для тонких пластин. В них развитие трещины не может быть реализовано в полной мере на стадии нормального раскрытия берегов трещины вплоть до предельной величины вязкости разрушения для изучаемого материала. Наличие скосов от пластической деформации приводит к тому, что уже при небольшом размере трещины плоский излом составляет чуть больше половины толщины пластины. Очевидно, что для толщины менее 2 мм, когда ориентационная зависимость от главных напряжений роста трещины наиболее заметна, полное смыкание скосов от пластической деформации достигается при существенно меньших величинах КИН, чем циклическая вязкость разрушения материала, отвечающая окончанию второй стадии роста трещины по его полной кинетической диаграмме. Поэтому в критерии, учитывающем изменения в траектории трещины, следует вводить ограничения по величине Ке, когда еще правомерно говорить о нормальном раскрытии берегов трещины до момента полного смыкания скосов от пластической деформации.

Как правило, образцы из изучаемого материала испытываются при однородном напряженном состоянии.

При исследовании методами тепловой микроскопии, как и при количественной металлографии [6], большое значение имеет правильный выбор места вырезки образца из заготовки изучаемого материала и направления плоскости металлографического шлифа.

Поскольку при этом весьма важно знать необходимую степень разрежения, обеспечивающую отсутствие видимых окислов на поверхности исследуемых образцов при заданном режиме испытания, а также гарантирующую в соответствии с задачами эксперимента выявление высокотемпературного строения изучаемого материала, обратимся к рассмотрению некоторых особенностей поведения металлов и сплавов при их нагреве в рабочих камерах установок для тепловой микроскопии.

Установка ИМАШ-5С-65 является первой отечественной серийной установкой для высокотемпературной металлографии, производство которой в 1965 г. было освоено Фрунзенским заводом контрольно-измерительных приборов. Эта установка предназначена для прямого наблюдения, фотографирования и киносъемки микроструктуры металлических образцов при нагреве их до 1500° С (но не выше 0,8 температуры плавления изучаемого материала) и при различных режимах растяжения в вакууме и защитных газовых средах. Исследованию подвергается плоский образец с рабочим сечением 3x3 мм2 и длиной рабочей части 46 мм. Нагревают образец, пропуская через него электрический ток промышленной частоты и низкого напряжения. Для измерения температуры используют платинородий-платиновые проволочные термопары. Точность измерения и регулирования температуры составляет ±0,5%.

ленте электронного потенциометра записывается величина, кратная электрическому сопротивлению изучаемого материала.

Влияние высокого давления и высокой чистоты газообразного водорода на субкритический рост трещины алюминиевого сплава 2219-Т6Е46 изучали на образцах с поверхностной трещиной и односторонним надрезом [35]. Результаты показывают (рис. 35), что пороговый уровень коэффициента интенсивности (/Стн) для -образцов из плит толщиной 18 и 25 мм этого сплава, испытанных в газообразном На при давлении 36 МПа, был —31 МПа-м1/2. Соответствующий эксперимент на образце из сварного металла показал, что пороговый уровень коэффициента интенсивности в среде водорода для изучаемого материала составил ~28,5МПаХ Хм1/'.

Цилиндрический образец диаметром 2 мм и длиной 10—15 мм (достаточной, чтобы зажать образец) изнашивается своим торцом об абразивную шкурку, закрепленную на торце вращающегося диска. Образец/прижимается к истирающей абразивной поверхности с помощью груза. Изнашивание образца должно производиться по свежей поверхности шкурки, для этого он получает радиальное перемещение в 1 мм за один оборот диска, так что образец трется на 50% по свежей поверхности шкурки. При принятой скорости вращения диска, равной 60 оборотам в минуту, испытание на разных расстояниях от его оси вращения дает за равный путь трения практически одинаковые результаты, что указывает на то, что примененные скорости вращения малы и не вызывают существенного нагрева. Поверхность шкурки подразделяется на зоны равной длины, например по 3 м, измеряемые по спиральному пути трения образца. Испытание изучаемого образца проводится на половинном числе зон (через одну), на остальных зонах испытывается в точно таких же условиях другой металл, принятый за эталон, который используется при испытании разных материалов в разное время. Таким образом, производятся испытания изучаемого металла и эталона на изнашивание при нагрузке на образец 0,3 кГ на пути трения для каждого материала, равном 15 м. За результат испытания принимается отношение износа эталона к износу изучаемого материала; это отношение является относительной износостойкостью. На каждом участке листа шкурки проводится только одно испытание.

Рекомендуем ознакомиться:

Измерения переменных

Измерения погрешностей

Измерения положения

Измерения потенциалов

Измерения представляет

Измерения продольных

Измерения производится

Измерения пульсаций

Меню:

Главная страница Термины