Исследования устойчивости

Самые ранние исследования усталостного поведения металлов, армированных волокнами, показали, что введение в алюминиевый сплав стальной проволоки может существенно снизить скорость распространения усталостной трещины [18] и улучшить сопротивление такого композиционного материала знакопеременному изгибу [57, 3]. Целый ряд исследователей [6, 3, 20, 39, 19, 30] наблюдали, что волокна могут также тормозить трещины, а Моррис и Штейгервальд [39] нашли, что прочность серебра в условиях циклического растяжения можно существенно улуч-

Первые исследования усталостного поведения нанокристалли-ческой Си, полученной компактированием, были недавно осуществлены в работе [365]. Эти эксперименты проводились с целью исследования стабильности внутренней структуры при повторяющихся сжимающих нагружениях. Как известно, эволюция микроструктуры при усталостных испытаниях происходит в первую очередь благодаря движению дислокаций в прямом и обратном направлениях. В этом смысле циклические испытания на растяжение и сжатие представляются подходящими для исследования таких основных усталостных свойств, какими являются циклическое упрочнение и эффект Баушингера. Исследования этих явлений имеют целью установить механизмы деформации в наноструктурных материалах.

Размер зерна в наноструктурной Си, исследованной в работе [367], намного меньше, чем типичный размер ячеек равный 0,5 мкм в поликристаллической Си, подвергнутой усталостным испытаниям [369, 370, 375]. Это говорит об ограниченной применимости данной концепции для исследования усталостного поведения наноструктурных материалов. Более того, в работе [377] показано, что в режиме низких амплитуд размер зерна меньше критического значения, равного 85 мкм, не оказывает влияния на напряжение циклической деформации. Напряжение насыщения для наноструктурного образца, отожженного при 773 К, соответствует значению, характерному для Си поликристаллов, испытанных при той же самой амплитуде пластической деформации [377]. В отличие от вышеупомянутых закономерностей в случае, когда размер зерна оказывается значительно меньше критического, наблюдается значительно более высокое напряжение насыщения.

2. Трощенко В. Т., Каленчук В. С., Хамаза Л. А., Гришко В. Г. Методика исследования усталостного повреждения металлов с автоматической обработкой информации на ЭВМ.— Пробл. прочности, 1972, № 10, с. 26—32.

На рис. 3, а показана схема встроенного стробоскопического эндоскопа для исследования усталостного разрушения антифрикционного слоя подшипника коленчатого вала двигателя, где приняты следующие обозначения: 1 — электронный блок фоторегистратора; 2 — фоторегистратор ФОР-2М; 3 — стробоскопический осветитель; 4 — электронный блок стробоскопа; 5 — выходной торец жгута световодов; 6 — фазосинхрони-затор; 7,11 — входные торцы жгута световодов; 8 — коренной подшипник, ,9 — жгут световодов; 10 — шатунный подшипник.

Рис. 3. Схемы встроенного стробоскопического эндоскопа для исследования усталостного разрушения и других процессов, происходящих в подшипниках коленчатого вала двигателя (а), и волоконно-оптического эндоскопа для исследования кинетики развития трещин в рубашке охлаждения гильзы тепловозного дизеля, находящейся в рабочей среде (б).

Результаты исследования усталостного растрескивания стали HY-130 приведены также в работе [147]. Влияние затухающей нагрузки (полное или частичное уменьшение) на коррозионное растрескивание стали D6 описано в [148].

Если оценка статической трещиностой-кости конструкции осуществляется без дополнительного исследования усталостного и коррозионного разрушения, то регламентированное повреждение может представлять собой сквозной или поверхностный надрез с инициированной из его вершин усталостной трещиной (рис. 11.4.1). Ее расчетная длина / должна удовлетворять требованиям стандарта [50], а способ и условия выращивания имитировать таковые при экспериментальном режиме эксплуатации конструкции со стабильно развивающейся трещиной.

для исследования усталостного разрушения при многоосном

Гипотеза максимального нормального напряжения для исследования усталостного разрушения в условиях многоосного напряженного состояния представляет собой объединение описанной в разд. 6.2 гипотезы максимального нормального напряжения для статических условий нагружения и модифицированных соотношений Смита, описанных в разд. 7.9. Результаты этого объединения можно записать в виде следующих 12 условий разрушения вместе с пределами кх применимости:

для исследования усталостного разрушения при многоосном

Случай нагружения системы следящими силами наиболее простой с точки зрения записи уравнений (3.5), (3.6). Однако, как следует из частных задач, не всегда при действии следящих сил имеет место статическая потеря устойчивости [3, 17]. Возможна и потеря устойчивости равновесия с переходом системы в движение относительно этого состояния равновесия. В этом случае определить критические силы из уравнений равновесия, как правило, нельзя. В подобных задачах для исследования устойчивости состояния равновесия требуется рассматривать уравнения движения

. Перпые исследования устойчивости сжатых стержней были проведены академиком Петербургской Академии наук, швейцарцем по национальности, Леонардом Эйлером (1707—1783). Л. Эйлер, проживший в России около 30 лет, оставил неизгладимый след в механике и математике, Советский академик С. И. Вавилов писал:

Математический анализ устойчивости разностных схем часто представляет собой достаточно сложную задачу, методы решения которой рассматриваются в книгах [4,14, 24, 25]. В данном курсе будем приводить результаты исследования устойчивости различных схем без их доказательств.

Для исследования устойчивости движения механизма предполо жим, что система линейных уравнений движения механизма приведена к одному дифференциальному уравнению порядка п относительно обобщенной координаты у. Тогда Ув = у + Ус, где ус ест! решение соответствующего однородного, дифференциального урав нения при начальных условиях, соответствующих моменту возмущения.

ЛЯПУНОВА МЕТОДЫ (по имени рус. математика и механика А. М. Ляпунова; 1857—1918) — два осн. метода исследования устойчивости нелинейных систем. Первый Л.м. осн. на отыскании и исследовании решений ур-ний т. н. возмущённого движения, к-рое по к.-л. причинам (напр., вследствие случайного толчка) отличается от случайного не-возмущ. движения. Второй (т. н. прямой) Л. м. заключается в подборе нек-рых ф-цин координат системы (ф-ций Ляпунова), по св-вам к-рых можно судить об устойчивости движения.

Для исследования устойчивости движения механизма предположим, что система линейных уравнений движения механизма приведена к одному дифференциальному уравнению, которое в операторной форме имеет вид

Корни характеристического уравнения (9.78) для исследования устойчивости движения удобно изображать в виде точек на комплексной плоскости. Тогда условие устойчивости при линейных уравнениях движения формулируется как условие расположения^всех корней характеристического уравнения слева от мнимой*оси комплексной плоскости. Если хотя бы один вещественный корень или одна пара сопряженных комплексных корней находится справа от мнимой оси, то механизм неустойчив. Мнимая ось является границей устойчивости.

Исследования устойчивости оксидных пленок сталей на периодическое воздействие водяной струей проводились в газовом канале в запыленном сланцевой золой потоке продуктов сгорания при температурах стенки трубы в стационарном состоянии 500 и 600 °С [181].

Нелинейную теорию ортотропных симметричных слоистых цилиндрических оболочек использовали также для исследования устойчивости при следующих видах нагружения:

Выполненные в Горьковском университете и ЛФ НИИРП исследования устойчивости к воздействию микрогрибов теплозащитных резин 1тз, 2тз, Зтз, 4тз показали, что только первая марка является устойчивой, остальные подвергаются разрушению микрогрибами, несмотря на то, что содержит достаточно устойчивые компоненты: каучуки СКЭПТ-40, ПЭФ-ЗА, отвердители —гекса-' метилентетрамин и дибензтиазолилдисульфид, наполнители — нитрид бора, фенолформальдегидную смолу и ПБ. Фунгистатические свойства проявляли смола УП-63, каучук СКН-40М; вулканизаторы — тиурам, NN'-дитиодиморфолин, сера и 2-меркаптобензтиа-зол; отвердители — УП-0621 и АФ-2; наполнитель — окись цинка. Такие компоненты, как дибутилсебацинат, стеарин (пластификаторы), асбест М4-5, сажа ДТ-100 и БС-120, кероген (наполнители), могут использоваться грибами в качестве источников питания. Высокая защищенность 1тз может быть объяснена присутствием в резине 2-меркаптобензтиазола. Для повышения защищенности других резин возможны следующие пути: прокаливание наполнителей при температуре 600...800 °С в течение 1...2 ч для удаления органических примесей; снижение концентрации небиостойких добавок и повышение концентрации биостойких и фунгистатичных; применение четвертичных аммониевых оловоорганических соединений в качестве фунгицидных добавок.

В Генеральной схеме развития ОЭС были проведены необходимые расчеты перетоков мощности, а также исследования устойчивости параллельной работы национальных энергосистем, которые показали, что в условиях высокой степени концентрации генерирующих мощностей с учетом сооружения ТЭС мощностью 3000 МВт и АЭС мощностью 4000 МВт и центров потребления электроэнергии наиболее рационально сооружение основной сети 750 кВ. Таким образам, интеграционные связи комплексного сотрудничества стран — членов СЭВ в области электроэнергетики существенным