Изменения ориентации

Уравнение переноса излучения (3.40) связано с системой (3.38) тем, что интенсивность собственного излучения матрицы J\0 [T(Z)] зависит от ее температуры. В настоящее время разработаны различные приближенные методы решения уравнения переноса излучения (3.40). С их использованием получены численные решения совместной задачи (3.38)— (3.40) переноса энергии излучением, конвекцией и тепло проводностью в проницаемом покрытии. Полученные результаты позволяют оценить диапазон изменения оптических характеристик матрицы, обеспечивающих ее наибольшую эффективность в том или ином конкретном случае. Так, например, выяснено, что наилучший режим работы пористого слоя как коллектора солнечной энергии достигается в том случае, когда матрица выполнена из материала, прозрачного и нерассеивающего в солнечном спектре, но непрозрачного и рассеивающего в инфракрасном диапазоне. Для теплового экрана с транспирационным охлаждением желательно обратное.

Кларк [39,40] изучал оптические характеристикиMgO, подвергнутой действию различных видов излучения. Кристаллы MgO облучали ультрафиолетовым светом, рентгеновскими лучами и нейтронами. Им было проанализирована схема образования полос поглощения, а также их светового и термического восстановления, предложена модель активации под действием ультрафиолетовых лучей и сделана попытка объяснить некоторые результаты рентгеновского и нейтронного облучения. Он исследовал роль примесей в MgO и сделал вывод, что радиационные изменения оптических свойств не зависят непосредственно от примесей. По степени эффективности в образовании полос поглощения виды излучения располагаются в следующем порядке: нейтроны, электроны, рентгеновские лучи. Вопрос о влиянии облучения на оптические свойства MgO обсуждается в работе Биллингтона и Кроуфорда [21 ]. Верц и др. [214, 215] применили технику электронного спинового резонанса для изучения центров окрашивания в MgO и объяснили полосы поглощения на основе химических изменений примесей переходных элементов, содержащихся в MgO.

Изменения оптических свойств могут проявляться либо косвенно, через изменение концентрации носителей, либо непосредственно — через образование полос поглощения. Обычно снижение концентрации носителей увеличивает прозрачность полупроводников в области длин волн, лежащей за пределами края основного поглощения. Эта область включает инфракрасную область, представляющую интерес для некоторых военных применений. Кроме того, в полупроводниках полосы поглощения можно непосредственно ввести в инфракрасную область с помощью дефектов, образующихся под действием облучения в отличие от большинства изоляторов, в которых вакансии и междоузлия, называемые центрами окраски, создают сильные полосы поглощения в видимой области спектра.

геометрически подобна исследуемой детали. К модели прилагается механическая статическая или динамическая нагрузка, расположенная подобно реальной в пропорции, рекомендуемой теорией метода. Модель освещается поляризованным светом, лучи которого, проходя через нее и специальную оптическую систему, попадают на экран. Изображение на экране представляет собой картину модели с ярко выраженными цветными или темными (в монохроматическом свете) полосами, являющимися результатом изменения оптических свойств модели, находящейся в напряженном состоянии. Применение метода предполагает использование однородных материалов, у которых напряжения пропорциональны величине деформаций, т. е. материалов, следующих закону Гука. При одноосном (линейном) напряженном состоянии материал приобретает свойства оптически одноосного кристалла с оптической осью, параллельной главной оси напряжений. При плоском напряженном состоянии материал образца становится оптически двухосным. Для измерения величины двойного лучепреломления, возникающего при деформировании материала модели, используются закономерности возникающей интерференции поляризованных лучей. Поляризованный луч после прохождения через плоский деформированный образец расщепляется на два луча, поляризованных по направлениям главных оптических осей в плоскости образца. Между этими двумя лучами возникает разность фаз, и на выходе из образца благодаря их интерференции получается эллиптически поляризованный свет. При этом интенсивность света зависит от разности главных напряжений и ориентации оптической системы по отношению к осям главных напряжений. При прохождении света через участки образца, в которых направления напряжений параллельны направлениям поляризации, происходит полное погашение света. Линии, где главные напряжения направлены одинаково, представляют собой изоклины.

Метод синусоидальных колебаний годится и для определения динамического изменения оптических свойств в зависимости от частоты. Изменение оптической постоянной по напряжениям

Фиг. 5.35. Двухфазная модель для объяснения изменения оптических и механических свойств некоторых пластмасс при повышении температуры.

16. Пределы изменения оптических постоянных стекла

Поляризационно-оптический метод исследования напряжений на прозрачных моделях (метод фотоупругости) позволяет находить распределение и величину напряжений (в пределах упругости *) в зависимости от формы (плоской и объёмной) деталей при различных способах нагружения модели (статическом, динамическом, центробежными силами). Метод основан на том, что вызванные нагрузкой изменения оптических свойств в точках прозрачной модели могут быть измерены и выражены количественно в величинах, определяющих напряжения.

На рис. 4-3 показаны кривые изменения оптических параметров п и х в зависимости от относительного содержания углерода в топливе. Цифрами здесь обозначены различные топлива в соответствии с табл. 4-2. Как видно из приведенных данных, оптические параметры топлив га и х возрастают по мере увеличения

Полимерные материалы, применяемые для исследования моделей конструкций методами фотомеханики, должны иметь высокую степень прозрачности, достаточную прочность, оптическую изотропию в недеформированном состоянии. Они должны хорошо обрабатываться без изменения оптических свойств. Большинство современных пьезооптических материалов удовлетворяют последнему требованию при соблюдении специальных режимов резания и охлаждения. Оптико-механические характеристики пьезо-оптического материала должны быть стабильными в заданных интервалах изменения температуры и влажности [76].

Кроме того, важное значение имеет «гибкость» МИС. Под этим подразумевается практическая возможность в каждом конкретном случае наилучшим образом подбирать тип и свойства многослойного рентгенооптического элемента путем оптимизации большого числа параметров. К таким параметрам относятся элементный состав МИС и толщины ее слоев. Период МИС может быть сделан переменным как вдоль поверхности, так и по глубине; МИС может быть нанесена на плоские, сферические и асферические подложки, на дифракционные решетки, на тонкие, прозрачные для рентгеновского излучения пленки. Отсюда ясно, что диапазон изменения оптических свойств МИС и их возможности чрезвычайно широки.

Пределы изменения оптических постоянных стекла

Транспортные роторы 2 кроме своей основной функции применяются для изменения или исправления положения деталей, для удаления брака, изменения ориентации деталей, вытряхивания стружки и т. п.

• Предварительно подобранные элементы схемы можно перекомпоновать, используя процедуры их перемещения, изменения ориентации элементов, изменения их размеров и др.

В моделях толщиной 4,9 мм развитие сквозных трещин, как указано выше, происходит без изменения ориентации трещины при возрастании соотношения главных напряжений, но скорость роста трещины последовательно убывает. Аналогичным образом ведет себя и шаг усталостных бороздок. Одновременным изменением асимметрии цикла нагружения и соотношения главных напряжений можно добиться эквивалентности в закономерности роста усталостных трещин (рис. 6.23). Важно отметить, что развитие трещин в широком диапазоне изменения параметров цикла нагружения характеризуется макро- и мезотуннелировани-ем трещины, но при этом шаг усталостных бороздок соответствует СРТ. Мезотуннели почти параллельны поверхности крестообразной модели и вытянуты в направлении роста трещины. Разрушение перемычек между мезотуннелями происходит путем сдвига без признаков ротационных процессов в виде формирования сферических или иных частиц (см. главу 3).

Предел усталости при изгибе уменьшается по мере изменения ориентации образцов с продольной на диагональную и поперечную, в то время как при кручении он остается постоянным при всех трех ориентациях. Этот результат объясняется тем, что усталостное разрушение в основном вызывается наибольшим переменным касательным напряжением. Для стали a_i/T_i== 1,5-=-1,76.

Яркой иллюстрацией упомянутых здесь преимуществ метода математического моделирования является хорошо известная в. настоящее время линейная теория механического поведения анизотропных композитов. Например, для двумерного ортотроп-ного композита математическая модель (обобщенный закон Гу-ка) характеризует податливость тензором четвертого ранга, откуда следует, что измерение всего четырех независимых компонент (5ц, Sjz, S22, See) тензора податливости, соответствующих главным направлениям структуры материала, позволяет полностью определить шесть коэффициентов податливости (Sj,, S{2>. S'l6, S'22, Sj6, Sg6) для произвольных направлений. Таким образом, отпадает необходимость многочисленных измерений шести коэффициентов податливости с небольшим шагом изменения ориентации образца для установления закона преобразования этих коэффициентов. Отсюда следует также, что сравнение податливости различных композитов можно производить путем: сравнения главных податливостей, не прибегая к сравнению графиков или таблиц значений отдельных компонент 5ц в зависимости от ориентации осей координат (так и практикуется в настоящее время). Кроме этого, метод математического моделирования дал возможность исследовать поведение слоистых пластин (Рейсснер и Ставски [41]), заняться вопросами оптимизации (Уэддупс [50], Брандмайер [6]), сформулировать принципы рационального статистического анализа, максимально сократить, число экспериментов, облегчить выпуск необходимой документации и технические приложения (By с соавторами [57]). Все эти преимущества метода математического моделирования должны быть использованы в проблеме исследования разрушения анизотропных композитов, но при этом нужно отчетливо понимать следующее:

В геометрической модели ориентация направления приложения напряжений относительно волокон существенно влияет на нижнее предельное значение поперечной прочности. Например, при 50% упрочнителя ак/ок в случае квадратного расположения (рис. 9) составляет ~ 0,44 для ориентации, изображенной в верхней части рисунка, и лишь около 0,20 для ориентации, изображенной в нижней части. Таким образом, различие в прочности из-за изменения ориентации превышает 100%. Напротив, кривые минимального нижнего предельного значения прочности для плот-ноупакованного и квадратного расположений (нижние кривые на рис. 8 и 9) и кривые максимального нижнего предельного значения для тех же типов расположения (верхние кривые на рис. 8 и 9) согласуются гораздо лучше. Рис. 10 характеризует еще не-

Существенным является вопрос: что исследовать? Если в области малоцикловой усталости изменения структуры металлов и сплавов вполне однозначны и связаны с накоплением плотности дислокаций, то в области многоцикловой усталости нет структурного критерия, позволяющего проследить за процессом разрушения. Один из возможных подходов к решению вопроса в этом случае применительно к трению изложен в [126J. Еще большим многообразием отличаются изменения в неметаллических материалах, разрушение которых имеет иную природу, чем у металлов и сплавов. Так, при исследовании процесса разрушения твердосмазочно-го слоистого материала MoSe2, проводимом в лаборатории теории грения ГосНИИ машиноведения, был выявлен периодический характер изменения ориентации MoSe2.

Во II главе отмечалось, что, зная компоненты напряжения в точке тела в любой системе прямолинейных прямоугольных координат хуг, можно найти напряжение, действующее на любой площадке, проходящей через эту же точку тела. В настоящей главе показывается, как это делается. Здесь же изучаются закономерности изменения величин нормальной и касательной составляющих полного напряжения и величины самого полного напряжения, действующего на произвольной площадке, в зависимости от изменения ориентации этой площадки.

Данная система в определенной мере является универсальной. При работе в режиме слежения достаточно зарегулировать импульсный привод на необходимое усилие, при котором полуоси дифференциала будут вращаться с одинаковой частотой, следовательно, с увеличением нагрузки канат с барабана будет автоматически сматываться, а при уменьшении наматываться. Для производства же работ в режиме грузоподъемной лебедки, когда один и тот же груз надо поднимать и опускать, осуществляется управление импульсным приводом за счет изменения ориентации дебалансов.

Автоматическая роторная линия (АРЛ) — система роторных автоматов, расположенных в технологической по-. следовательности, объединенных автоматическими механизмами и устройствами для транспортирования предметов обработки, разделения и соединения их потоков, накопления заделов, изменения ориентации предметов, удаления отходов, а также системой управления. Конструктивным признаком автоматической роторной линии является наличие встроенного автоматически действующего технологического оборудования, вспомогательного оборудования для выполнения межагрегатных функций (комплекта целевых механизмов автоматической линии) и системы управления, которая координирует работу технологического и вспомогательного оборудования,

Автоматическая линия (АЛ) — система машин-автоматов, рас-. положенных в технологической последовательности, объединенных автоматическими механизмами и устройствами для транспортирования изделий, разделения и соединения их потоков, н; ^опления задечов, изменения ориентации, удаления отходов, а также системой управления. Конструктивным признаком АЛ является наличие встроенного автоматически действующего технологического оборудования (машин, агрегатов), вспомогательного оборудования для выполнения межагрегатных функций (комплекта целевых механизмов автоматической линии) и развитой системы управления, 'которая координирует работу технологического и вспомогательного оборудования вплоть до сигнализации об отказах, а также выполняет функции организационно-экономического характера.