Использованием импульсного

Из этого уравнения следует, что кривая усталости может быть построена аналитически с использованием характеристик 0Р и п, найденных по истинной диаграмме деформирования исследуемого металла 'fffp — истинный предел прочности, п — коэффициент деформаци-

На рис. 7.2 показаны расчетные зависимости, построенные по формулам (7.8) с использованием характеристик компонентов из табл. 7.1. На этом же рисунке точками отмечены экспериментальные результаты, полученные в [39] для боро-пластика на эпоксидном связующем. Точность расчетных оценок ЕТ и GLT оставляет, конечно, желать лучшего. Учет стеснения деформации более податливого материала матрицы в направлении армирования при действии поперечной нагрузки позволяет приблизить расчетную оценку Ет к экспериментальной. Для этого вместо модуля упругости матрицы Ет в уравнение для расчета Ет следует подставить значение Em, соответствующее стесненным деформациям (можно получить, положив две из трех компонент деформации в трех-

с использованием характеристик маяоциклового и длительного циклического сопротивления деформированию и разрушению материала конструкции,, получаемых в зависимости от эксплуатационных условий работы в испытаниях с соответствующей формой цикла нагружения и нагрева.

al~ra9iv —I. Это уравнение позволяет (при известных а и >р) определить число циклов до разрушения материала детали, работающей по сложному циклу нагружения и нагрева с использованием характеристик длительной прочности и термоусталости при простом пилообразном нагружении. Метод расчета долговечности с использованием уравнения нелинейного суммирования изложен в гл. 6.

27. РАСЧЕТ НА ТЕРМОУСТАЛОСТЬ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ

Рис. 97, График к опреде-лению коэффициента заласа прочности при термоцикли-ческом нагружении сч использованием характеристик длительной прочности

27. Расчет на термоусталость с использованием характеристик длительной прочности ................. 168

С использованием характеристик циклического деформирования материала исследовано НДС компенсаторов. На рис. 3.23 приведены основные результаты, характеризующие НДС гофрированной оболочки. Максимальные упругопластические деформации возникают примерно в середине нелинейных участков гофра (точки А и В на рис. 3.21, а) на внутренней (кривая 1 на рис. 3.23) и внешней (кривая 2) поверхностях оболочки; вдоль срединной линии (кривая 3) оболочки, где отсутствуют изгибные эффекты, деформации малы. Существенно, что для реального режима эксплуатации размах циклических деформаций достаточно высок (0,8 — 1,2 %); это подтверждает возможность появления отказов сильфонных компенсаторов при достижении предельного состояния по условиям малоциклового разрушения.

В связи с этими данными для инженерной оценки прочности и долговечности при длительном нагружении можно использовать приведенные выше уравнения (2.2), (2.3), (2.5), (2.6), (2.10) — (2.13), если в них характеристики кратковременных механических свойств о"ь, i)(, i5b заменить на характеристики длительной прочности 0вт и пластичности г)т, г)дт. Для аустенитных нержавеющих сталей, обладающих сравнительно низким отношением а^Дтв, расчет сопротивления длительному циклическому разрушению можно проводить на основе уравнений (2.2), (2.3), (2.10) и (2.11) с использованием характеристик одт и iv Для этих сталей накоплен значительный экспериментальный материал о характеристиках длительной прочности и длительной пластичности.

3.2.3. Коэффициент чувствительности q*k концентрации напряжений допускается определять по п. 3.2.6 § 2 с использованием характеристик свойств 0ц,2, OB, a-i без учета фактора времени.

Периодические нагревы и охлаждения в условиях ползучести могут привести к снижению предела ползучести. При малых напряжениях, вызывающих скорость ползучести порядка 10~7 мм/(мм-ч), циклические колебания температуры могут заметно увеличить скорость ползучести. Эти колебания усиливают процессы старения. Циклические колебания температуры снижают предел ползучести на 15—25% [12, 25, 47, 134]. Это следует принимать во внимание при проектировании. Расчет на ползучесть деталей, работающих в условиях ползучести при сложно-напряженном состоянии, например дисков, может быть произведен с использованием характеристик испытаний на ползучесть образцов при одноосном растяжении. Однако предел ползучести, определяемый на малых стандартных лабораторных образцах, может отличаться от предела ползучести, полученного на более крупных образцах. Опыты показывают, что образцы большой длины имеют меньшую скорость ползучести, чем короткие (при равных напряжениях).

Четвертый вариант отличается от второго использованием импульсного излучения. Признаком дефекта служит увеличение времени прохождения импульса от излучающего к приемному вибратору, что регистрируют по запаздыванию фронта (первого вступления) принятого сигнала. В отличие от временного теневого метода (см. п. 2.5.2) запаздывание импульса обусловлено не столько увеличением пути, сколько изменением типа волн в зоне дефекта и связанным с этим уменьшением скорости распространения звука в этой зоне. В четвертом варианте используют изменение групповой, а не фазовой скорости распространения волн.

Пятый вариант (временной метод) отличается от второго использованием импульсного излучения. Дефект увеличивает время прохождения импульса от излучающего к приемному преобразователю, что регистрируется по запаздыванию переднего фронта (первого вступления) принятого сигнала, В отличие от временного теневого метода запаздывание импульса обусловлено не столько увеличением пути, сколько изменением типа волн в зоне дефекта и связанным с этим уменьшением скорости распространения УЗК в этой зоне. В этом случае используется изменение групповой, а не фазовой скорости распространения волн.

Первые исследования [31] были проведены по изучению возможности диффузионного насыщения поверхности металла углеродом. Опыты по облучению железа, на поверхность которого наносились слои различных углеродосодержащих соединений, в том числе и графит, проводились с использованием импульсного лазерного излучения. Результаты рентгеноструктурного анализа свидетельствуют о насыщении железа углеродом, причем до достаточно высокой концентрации с образованием твердого раствора железо — углерод. Металлографические исследования показали, что на поверхности железа с покрытием после лазерного облучения образуется белый слаботравящийся слой с равномерной микротвердостью, достигающей 1400 кгс/мм2. За ним идет термообработанный слой с микротвердостью 1000 кгс/мм2.

В настоящее время разработаны и успешно применяются технологические процессы одностороннего и двустороннего плакирования с использованием импульсного нагружения, изготавливаются с применением сварки взрывом многослойные листовые композиции и биметаллические трубы. Получаются либо заготовки, либо сразу готовые изделия, обладающие наивыгоднейшим сочетанием полезных свойств *.

На особые возможности электрофизики, где еще не были затронуты глубокой научной проработкой процессы, связанные с проявлением сильных электрических полей и их взаимодействием с веществом, с электроразрядными процессами в различных средах, включая взаимодействие плазменного канала с твердым телом, указывал академик В.И.Попков. Различные виды электротехнологии внедряются в самые различные отрасли промышленности, что приводит к повышению производительности труда, снижению себестоимости затрат, повышению общей культуры производства. Многим критериям эффективного способа разрушения горных пород и руд отвечает электроимпульсный способ, использующий для разрушения твердых диэлектрических и полупроводящих материалов энергию импульсного электрического разряда при их непосредственном электрическом пробое. Идея способа была высказана еще в конце 1940-х годов профессором АА.Воробьевым. Он предложил производить разрушение горных пород и руд за счет их электрического пробоя с использованием импульсного высокого напряжения от емкостного накопителя энергии III. Исследования И.И.Каляцкого (1953 г., диссертация, г.Томск, Томский политехнический институт) реально подтвердили возможность отбойки углей электрическим пробоем с использованием генераторов импульсного напряжения типа Аркадьева-Маркса. Принципиально важные положения физического принципа способа в усовершенствованном варианте, названным электроимпульсным способом /2/, были обоснованы проф. ГА.Воробьевым (1963 г., диссертация, г.Томск, Томский политехнический институт) и впервые экспериментально подтверждены А.Т.Чепиковым (1962 г., диссертация, г. Томск, Томский политехнический институт). Положенный в основу способа эффект внедрения разряда в твердое тело на импульсном высоком напряжении, обоснованный и экспериментально подтвержденный АА.Воробьевым, ГА.Воробьевым и А.Т.Чепиковым, в 1999 г. зарегистрирован как научное открытие "Закономерность пробоя твердого диэлектрика на границе раздела с жидким диэлектриком при действии импульсов напряжения" с приоритетом от 14 декабря 1961 г. Электроимпульсный способ может быть реализуем в непрерывном технологическом процессе разрушения массива горной породы или потока кусков руды. На его основе разработаны эффективные технологии для бурения скважин, проходки щелей в массиве, резания крупных блоков и обработки поверхностного слоя массива или отдельного блока, для дезинтеграции материалов и других

Разрушающее действие разрядов атмосферного электричества известно давно. В литературе описаны многочисленные случаи наблюдавшегося в природе разрушения естественных объектов и сооружений (деревья, скалы, башни, железобетонные опоры и т.п.) при ударе в них молнии. Электрический пробой твердой изоляции в электрических аппаратах и в системах передачи импульсного высокого напряжения тоже, как правило, сопровождается ее механическим разрушением. Это явление обращает на себя особое внимание в исследованиях электрической прочности твердых диэлектриков, когда зримо проявляются определенные закономерности характера разрушения материалов. Поэтому вполне естественно, что появилась идея полезного использования наблюдавшегося эффекта. Согласно предложению АА.Воробьева III, способ разрушения горных пород и руд за счет их электрического пробоя с использованием импульсного высокого напряжения от емкостного накопителя энергии реализуется следующим образом. На кусок породы, породный массив устанавливают электроды (металлические контакты) и подают на них импульс высокого напряжения с уровнем напряжения, достаточным для электрического пробоя. Энергия, выделяющаяся в канале разряда, действует на материал подобно взрывчатому веществу и приводит к его разрушению. При достаточном количестве энергии в разряде способ позволяет разрушать отдельные куски породы, отделять порции материала с поверхности массива.

Второй вариант (импульсный фазовый метод) реализуется также при одностороннем доступе к ОК, но отличается от первого использованием импульсного излучения. Изменение фазовой скорости упругих волн над дефектами регистрируется по смещению нулей импульса, принятого приемным вибратором [78, 203].

Четвертый вариант отличается от третьего использованием импульсного излучения. Дефект регистрируют по смещению нулей принятого импульса.

В силу ряда факторов (высокая чувствительность к типичным дефектам вследствие малой толщины покрытий, бесконтактность, наглядность и высокая оперативность), ТК является одним из оптимальных методов НК теплозащитных покрытий. Научно-техническая литература содержит множество работ, посвященных ТК покрытий с использованием импульсного и периодического нагрева [26, 135-147].

В последующем тепловой метод определения диаметра литой зоны сварных точек не получил развития вследствие низкого метрологического уровня тогдашних тепловизионных систем, не позволявших надежно измерять положение изотерм при повторяющихся испытаниях. Исследования в данном направлении возобновлены в последние годы с использованием импульсного ТК, схема которого показана на рис. 9.44, а [166]. Для нагрева применили стандартные импульсные лампы и высокоскоростные тепловизионные системы. При фокусировании излучения

Пятый вариант (временной метод) отличается от второго использованием импульсного излучения. Дефект увеличивает время прохождения импульса от излучающего к приемному преобразователю, что регистрируется по запаздыванию переднего фронта (первого вступления) принятого сигнала. В отличие от временного теневого метода запаздывание импульса обусловлено не столько увеличением пути, сколько изменением типа волн в зоне дефекта и связанным с этим уменьшением скорости распространения УЗК в этой зоне. В этом случае используется изменение групповой, а не фазовой скорости распространения волн.