Изменения происходят

Тонкие структурные изменения, происходящие при коррозионной усталости, являются следствием механохимических процессов, имеющих автокаталитический характер: деформационное упрочнение поверхности металла, повышая его химический потенциал, приводит к ускоренному механохимическому растворению запирающего слоя, то есть к стимуляции хемомеханического эффекта. Последний, в свою очередь, за счет пластифицирующего действия способствует более энергичному деформационному упрочнению поверхностных слоев металла и последующему еще более ускоренному механохимическому их растворению и повторению описанного цикла. Уровень микроискажений кристаллической решетки при этом колеблется по амплитуде более интенсивно, чем на воздухе, вызывая ускоренное коррозионно-усталостное разрушение. Коррозионно-усталостная долговечность в итоге оказывается примерно в 2 раза меньше, чем долговечность на воздухе. Наблюдается аналогичная зависимость и микротвердости от числа циклов нагружения этой стали.

Метод применяют в лабораторных и натурных условиях. Фотоупругие покрытия можно использовать как тензодатчикн. Их наносят на поверхность работающих конструкций, что позволяет в течение длительного времени периодически определять изменения, происходящие при эксплуатации (например, в строительных конструкциях — усадку, явления ползучести, перераспределение напряжений и др.).

Для оценки достоверности прогнозирования дефектности трубопровода с использованием построенного уравнения регрессии сравнивали результаты расчета и реальные изменения, происходящие в трубопроводе.

Для Земли моменты инерции относительно осей, лежащих в экваториальной плоскости, можно считать равными друг другу. В формулах (35.7) и (35.8) ось X считаем направленной вдоль оси вращения Земли. С учетом этого скорость нутации у, как и в (35.8), равна у= (J\ — /2)toi//2. Из измерений моментов инерции для Земли получено (/1 —/2)//2«1/300. Это означает, что период нутации земной оси должен быть примерно 300 дней, т. е. в течение 300 дней ось вращения совершает один оборот по поверхности конуса вокруг оси симметрии Земли. Эта ось находится из геодезических измерений, а ось вращения — по наблюдению движения звезд. Она проходит через центр окружностей, которые описываются звездами в течение суток. Однако наблюдаемое движение значительно сложнее. Прежде всего оно нерегулярно, на него сильно влияют землетрясения и сезонные изменения, происходящие на поверхности Земли. Строго говоря, именно такого рода причинами обусловлена нутация оси вращения Земли, потому что в противном случае из-за потерь энергии на преодоление вязкости ось вращения была бы совмещена с осью симметрии и никакой нутации не удалось бы наблюдать. В действительности период нутации равен примерно 440 дням, что обусловлено, по-видимому, неабсолютной жесткостью Земли. Максимальное расстояние точки земной поверхности, через которую проходит ось вращения, от точки,

2. На основе единого подхода, объединяющего химическую структуру полимеров и основные положения теорий пластичности и упругости, можно установить комплексные масштабные изменения, происходящие в полимерных материалах, в отличие от предыдущих теоретических исследований, не выходящих за рамки ближнего конфигурационного порядка, прогнозировать их физико-механические свойства в реальных условиях эксплуатации. "

Наибольший экспериментальный материал накоплен при изучении механизма изнашивания металлических материалов, занимающих ведущее место среди конструкционных материалов, применяемых в узлах трения машин. Независимо от вида трения металлических пар трения механизм изнашивания в большинстве случаев содержит однотипные процессы и характеристики, классифицированные в 1953 г. Е.М. Швецовой и И.В. Крагельским. Они предложили при анализе процесса изнашивания расчленить его на три явления: взаимодействие поверхностей трения; изменения, происходящие в поверхностном слое металла; разрушение поверхностей. Рассмотрим каждое явление отдельно, хотя в реальности они происходят одновременно, взаимно влияя друг на друга.

Надежность — это один из основных показателей качества изделий, проявляющийся во времени и отражающий изменения, происходящие в машине на протяжении всего времени ее эксплуатации.

Сюда относятся науки, изучающие виды механических разрушений материалов {сопротивление материалов, ползучесть), изменения, происходящие в материалах и их поверхностных слоях (физико-химическая механика, триботехника), химические процессы разрушения в материалах (коррозия металлов, старение полимеров) и др.

В-третьих, в процессе эксплуатации идет непрерывное изменение (трансформация) параметров поверхностного слоя в значительно большей степени, чем изменения, происходящие по всему объему тела.

Такой метод оценки, хотя и находит широкое применение и часто обладает несомненными достоинствами в общем случае не желателен, так как между степенью повреждения и данным выходным параметром изделия имеется своя функциональная или стохастическая зависимость, которая искажает информацию о ходе процесса старения. Кроме того, повреждение может оказать влияние на ряд выходных параметров, по-разному изменяющихся во времени, и, наоборот, данный параметр может изменяться (и это является наиболее типичным случаем) в результате различных повреждений элементов изделия. Более желательно непосредственно численно оценить величину .повреждения и затем связать ее с выходными параметрами. Если оценена степень повреждения детали U, то изменения, происходящие в материале при его старении, определяют скорость процесса повреждения dU

3. Контроль работоспособности изделия по косвенным признакам производится в случае, когда непосредственное измерение выходных параметров затруднительно или когда требуется интегральная характеристика состояния изделия. Эти признаки должны быть функционально связаны с-работоспособностью изделия и отражать изменения, происходящие в машине.

Теплопроводность изотропного графита при облучении при температуре выше 600° С на 30—40% ниже, чем теплопроводность без облучения, коэффициент линейного расширения в результате облучения интегральным потоком нейтронов 4-Ю21 нейтр./см2 при температуре выше 1000°С сначала увеличивается примерно на 20%, а потом уменьшается на 30—74>% начального значения. Физико-механические характеристики прессованных сортов графита под влиянием облучения меняются больше, чем изотропных сортов. Изменения происходят в направлениях вдоль и поперек оси прессования или выдавливания, причем эти изменения по осям довольно различны, что практически исключает возможность использования "анизотропных сортов графита в виде крупноразмерных блоков в качестве конструкционного материала активной зоны реактора ВГР с призматическими твэлами [6]. Этот факт является весьма важным доказательством преимущества варианта реактора ВГР с шаровыми твэлами, поскольку твэлы при достижении интегрального потока (5—7)-1021 нейтр./см2 и глубине выгорания топлива 10—15% выводятся из активной зоны, графитовые же блоки отражателя находятся в зоне существенно меньших температур и потоков нейтронов.

Такую систему называют консервативной*. Заметим, что при движении замкнутой консервативной системы сохраняется именно полная механическая энергия, кинетическая же и потенциальная в общем случае изменяются. Однако эти изменения происходят всегда так, что приращение одной из них в точности равно убыли

Выясним, как эти изменения происходят, на конкретном примере вращения шарика на нити. Шарик массы т вначале покоится на горизонтальном столе, а прикрепленная к нему нить пропущена через отверстие О, служащее центром вращения (рис. 144), и момент инерции шарика относительно оси, проходящей через точку О, можно изменять, изменяя длину нити. При закрепленном конце нити сообщим шарику некоторую начальную скорость UQ, т. е. некоторый момент импульса /V',, = = mr0i>0 = тг1и>„ (со„ — начальная угловая скорость, а г0 — начальная длина нити). Будем изменять момент инерции вращающегося шарика, медленно втягивая или отпуская нить. При этом момент импульса относительно оси вращения не будет изменяться, так как сила натяжения нити проходит через ось моментов. Так как/u)--=const, то при увеличении радиуса вращения (возрастании /) кинетическая энергия шарика /ш2/2 будет уменьшаться. Для того чтобы удерживать конец нити, мы должны к ней приложить внешнюю силу, сообщающую шарику центростремительное ускорение со2/-, т. е. силу F = mcoV. Если шарик удаляется от оси, то точка приложения силы F перемещается в направлении, противоположном направлению силы. Сила F совершает отрицательную работу. Эта отрицательная работа внешней силы и уменьшает кинетическую энергию шарика (за счет кинетической энергии шарика совершается работа «против силы» F).

6) в общем случае при плоском напряженном состоянии поверхностного слоя изменения происходят на обеих главных осях; результирующая картина полос является суперпозицией трех составляющих, начальных условий (для ненапряженного материала), перемещений от влияния 1 -го главного напряжения, перемещений от влияния 2-го главного напряжения.

Нельзя согласиться с мнением автора [42] о наличии у сплавов эквикогезивной температуры, выше которой прочность границ зерен меньше прочности самих зерен. Высокотемпературное разрушение по границам зерен наблюдается только при загрязнении их примесями, например свинцом, образцы чистой латуни разрываются по телу зерен (см. рис. 9) при i)= 100 % [43]. Однако у сплавов закономерности усложнены дополнительным влиянием легирования, приводящего к искажению кристаллической решетки, повышению деформационного упрочнения, температуры рекристаллизации и пр. Еще большие изменения происходят при образовании других фаз, появлении способности к закалке и другим видам термической обработки. Существенное влияние оказывает изменение растворимости легирующего элемента с температурой.

Схема дефектоскопа на рис. 28, б лишена указанных недостатков. Она отличается от предыдущей тем, что в ней опорное плечо из управляемых аттенюаторов и короткозамыкателя заменено второй антенной. Симметричные плечи двойного волно-водного тройника повернуты в одну сторону так, что антенны параллельны и направлены в сторону контролируемого объекта. Оба плеча тройника являются рабочими. Выявление не-однородностей производится за счет сравнения коэффициентов отражения от двух участков объекта, находящихся под антеннами. Если электрическая длина рабочих плеч одинаковая, то схема является самобалансирующейся и не реагирует на изменения аазора, толщины и диэлектрических свойств контролируемого слоя, когда эти изменения происходят одновременно и одинаково под обеими антеннами. Любое изменение параметров слоя под одной из антенн по сравнению с параметрами слоя, находящегося под другой антенной, приводит к нарушению баланса моста и появлению сигнала на выходе детекторной секции. Недостатком такой схемы является то, что она фиксирует только границы протяженных неоднородно-стей и не дает информации об изменении свойств изделия в целом, а результат зависит от перекоса датчика, приводящего к разнице в величине зазора между обеими антеннами. Однако основное достоинство схемы состоит в возможности проведения контроля (без перестройки схемы) изделий с различными свойствами, толщиной и при переменном зазоре. На этом принципе основана работа дефектоскопа СД-12Д.

Особенно сильные изменения происходят при образовании окисных и других пленок, предохраняющих поверхность металла от непосредственного контакта. Проф. Б. И. Костецкий указывает, что «износостойкость при окислительном изнашивании определяется интенсивностью образования и свойствами вторичных структур, возникающих в процессе трения» [90].

6) в общем случае при плоском напряженном состоянии поверхностного слоя изменения происходят на обеих главных осях; результирующая картина полос является суперпозицией трех составляющих, начальных условий (для ненапряженного материала), перемещений от влияния 1 -го главного напряжения, перемещений от влияния 2-го главного напряжения.

Существенные изменения происходят в поверхностном слое лопатки II ступени после испытания в течение 900 часов. Со стороны корыта в «горячей» зоне обедненный слой достигает 40— 50 мк (рис. 4), а со стороны спинки 15—20 мк. Распределение элементов в поверхностном слое лопатки показывает, что «белая» зона обеднена легирующими элементами (хромом до 3 %, молибденом до 2.5%). На неалитированных лопатках II ступени с уве-

Этот вид травления с образованием осадка происходит только при наличии ионов Н+. Поэтому положение металла в ряду напряжений имеет решающее значение. Только благодаря свободной энтальпии образования соединения металла с серой осаждается сульфидная пленка. Сульфидный покровный слой на воздухе не остается стабильным. Сульфид железа на воздухе превращается в смесь феррогидроксида и серы или оксида серы. Изменения происходят под действием кислорода и влаги воздуха.

В гл. 7 мы указывали на связь между магнитной проницаемостью и механическими напряжениями. Возможность количественной оценки остаточных напряжений в ферромагнитных материалах высказывалась многими исследователями {Л. 2, 5]. Имеются работы по оценке этих напряжений с помощью низкочастотных электромагнитных приборов с проходной катушкой, дающих интегральную характеристику состояния образца по всему периметру на сравнительно большую глубину [Л. 47]. Определенные возможности здесь открывает применение приборов с накладной катушкой, работающих на частотах от 1 до 2 000 кгц [Л. 9, 29]. Механические воздействия вызывают в поверхностном слое ферромагнитного металла структурные изменения, которые фиксируются этими приборами. Изменения происходят в очень тонком слое, обычно не превышающем 20 мкм, где и появляются очаги будущих трещин.