Использование материалов

Рис. 62. Рациональное использование материала в центробежной фрикционной муфте

Придавая хвостовику клиновидную форму (рис. 416, з), соответствующую прогрессивному уменьшению сил, действующих на хвостовик, можно обеспечить приблизительно одинаковое использование материала хвостовика и щек обода по высоте и увеличить опасные сечения хвостовика и щек примерно в 1,4 раза с соответствующим уменьшением напряжений разрыва.

Причем наилучшее использование материала происходит при форме сечения, удовлетворяющей условию

Использование материала будет наилучшим, когда оушал —

1. Стержень переменной ширины. При проектировании инженерных сооружений и механизмов стараются избегать неравномерного распределения напряжения по отдельным элементам. Такое неравномерное распределение ухудшает использование материала, так как малонапряженные части, увеличивая вес сооружения, слабо помогают напряженным частям нести внешнюю нагрузку. Прочность же всего сооружения определяется прочностью его наиболее напряженных частей. Конструкции, все элементы которых одинаково прочны, называют равнопрочными. Применительно к стержню, подвергающемуся изгибу, равнопрочность состоит в равенстве напряжений изгиба во всех его поперечных сечениях. Стержень, удовлетворяющий этому условию, называют стержнем равного сопротивления. Если заделанный одним концом и нагруженный поперечной силой на другом конце стержень имеет прямоугольное поперечное сечение, то сделать его равнопрочным можно, изменяя либо ширину Ь, либо высоту h сечения. Условие равнопрочности имеет вид

Приведенный здесь расчет теплопередачи через сребренную поверхность относится к случаю, когда оребрение задано. Но наряду с такими расчетами довольно часто требуется сначала рассчитать само оребрение, т. е. установить размеры, количество и способ размещения ребер. В зависимости от их назначения тут могут быть поставлены различные требования: в одних случаях требуется эффективное использование материала, в других — максимальная теплопередача, в„третьих— минимальная масса или минимальные размеры, т. ё. компактные теплообменники.

Другое дело, когда требуется рассчитать само оребрение, т. е. определить наиболее рациональную форму и размеры ребра. При этом в задачу расчета входит распределение температуры по ребру, количество снимаемого тепла, гидравлическое сопротивление, нес и стоимость сребренной поверхности нагрева. Кроме того, в зависимости от назначения ребристых поверхностей к ним обычно предъявляется ряд дополнительных требований. В одних случаях требуется, чтобы габариты теплообменника были минимальными, в других, чтобы минимальным был вес, в третьих, чтобы использование материала было наиболее эффективным и др. В полном объеме такая задача может быть разрешена только на основе эксперимента и то лишь в том случае, если заданы конкретные условия работы поверхности нагрева и предъявляемые к ней требования. Вместе с этим имеются и математические решения задачи. Правда, эти решейия очень сложны, и возможны они лишь при целом ряде упрощающих предпосылок. Но несмотря на это, они ценны и с успехом могут быть использованы, хотя бы в предварительных расчетах, тем более, что при решении технических задач методика расчета может быть значительно упрощена.

Приведенный здесь расчет теплопередачи через сребренную поверхность относится к случаю, когда оребрение задано. Но наряду с такими расчетами довольно часто требуется сначала рассчитать само оребрение, т. е. установить размеры, количество и способ размещения ребер. В зависимости от их назначения тут могут быть поставлены различные требования: в одних случаях требуется эффективное использование материала, в других — максимальная теплопередача, в третьих — минимальная масса или минимальные размеры, т. е. компактные теплообменники.

Другое дело, когда требуется рассчитать само оребрение, т. е. определить наиболее рациональную форму и размеры ребра. При этом в задачу расчета входит распределение температуры по ребру, количество снимаемой теплоты, гидравлическое сопротивление, масса и стоимость сребренной поверхности нагрева. Кроме того, в зависимости от назначения ребристых поверхностей к ним обычно предъявляется ряд дополнительных требований. В одних случаях требуется, чтобы габариты теплообменника были минимальными, в других, чтобы минимальной была масса, в третьих, чтобы использование материала было наиболее эффективным и т. д. В полном объеме такая задача может быть решена только на основе эксперимента и то лишь в том случае, если заданы конкретные условия работы поверхности нагрева и предъявляемые к ней требования. Вместе с этим имеются и математические решения задачи. Правда, эти решения очень сложны, и возможны они лишь при целом ряде упрощающих предпосылок. Но несмотря на это, они ценны и с успехом могут быть использованы, хотя бы в предварительных расчетах, тем более, что при решении технических задач методика расчета может быть значительно упрощена.

Для создания совместимой системы упрочнитель — матрица необходимо найти компромиссное решение в отношении двух противоположных требований: 1) желательности образования прочной связи яа поверхности раздела для эффективной передачи нагрузки и поддержания сплошности при термических циклах и 2) необходимости предотвратить разрушение композита за счет взаимодействия упрочнителя и матрицы при высоких рабочих температурах. Таким образом, первое требование предполагает возбуждение химической реакции; согласно второму, напротив, химической реакции следует препятствовать. Следовательно, в идеальном случае упрочнитель и 'Матрица должны химически взаимодействовать лишь в такой степени, в какой это необходимо для образования связи при температурах, более высоких, чем те, при которых предполагается использование материала. Химическое взаимодействие при рабочих температурах можно допустить только в том случае, если скорость реакции достаточно мала для обеспечения требуемой долговечности материала (требуемая долговечность определяется, главным образом, экономическими факторами).

Разрушение начиналось в углу, образованном пересечением мест соединения и обшивочным листом из боропластика, и распространялось в диагональном направлении через всю панель к противоположному месту крепления. Использование материала с рассмотренной структурой армирования без добавления слоев, ориен-

Использование материалов с одинаковом электродными потенциалами

К общим методам относятся использование материалов с повышенной коррозионной стойкостью, уменьшение напряженного сое-

п Использование материалов с одинаковыми электродными потенциалами

Менее эффективно использование материалов с высоким коэффициентом трения в связи с возрастанием потерь на трение и опасностью перегрева ремня при упругом скольжении.

12. Определяют расчетные контактные напряжения ан в зоне зацепления зубьев, чтобы удостовериться в отсутствии ошибок в вычислениях основных параметров передачи и обеспечить полное использование материалов зубчатой пары.

Основным недостатком борогидридных растворов является необходимость поддержалия сильнощелочной среды для избежания гидролиза борогидрида, снижающего коэффициент его использования Именно поэтому эти растворы пригодны только для материалов, устойчивых к воздействию щелочи Высокая температура (90—95 °С), необходимая для достаточной скорости протекания процесса, также ограничивает использование материалов для металлизации этим способом

Однако потери ингибитора через такие материалы настолько незначительны, что срок службы упаковки лимитируется не утечкой ингибитора, а влиянием агрессивных газов, диффундирующих внутрь упаковки к металлу, и долговечностью (атмосферостойко-стью) упаковочного материала. Использование материалов с высокими барьерными свойствами (комбинированные, армированные и композиционные) позволяют, кроме увеличения срока службы упаковки, снизить расход ингибитора, вносимого в упаковку для консервации металлоизделия, включая уменьшение его содержания в 1 ма антикоррозионной бумаги.

продолжительностью воздействия повышенных температур, возникающих в процессе сверхзвукового полета. Транспортный самолет, наоборот, в течение ресурса будет проводить многие часы с крейсерской скоростью свыше 1 М. При создании транспортных самолетов будущего ставятся задачи снижения уровня шума в процессе полета и при преодолении звукового барьера, увеличения дальности и грузоподъемности. Возможность повышения двух последних показателей является следствием уменьшения лобового сопротивления и снижения массы. Необходимое совершенствование конструкции может быть достигнуто путем применения композиционных материалов определенных типов, в частности на основе полиимидных или металлических матриц. Температурный порог длительной работоспособности этих материалов близок к 315° С. Хотя алюминиевая матрица представляется более стабильной и надежной, она обладает повышенной плотностью по сравнению с полимером. Оба материала в достаточной степени изучены. Для элементов конструкций, подверженных более интенсивному нагреву, возможно использование материалов на основе титановой матрицы. Даже в сверхзвуковых самолетах существует много деталей, к которым не предъявляются требования высокой теплостойкости и в которых могли быть использованы существующие стандартные композиционные материалы.

В настоящее время Комитет по вентиляционным системам при Национальной ассоциации по огнезащите пересматривает стандарт NEPA-91 с целью использования систем воздуховодов для удаления невоспламеняющихся корродирующих паров. Будет принят стандарт SPJ для систем воздуховодов с внесенными поправками (предполагается использование материалов с показателями распространения пламени sg 25).

Так как стержни / и 3 выполнены из различных материалов, допускаемые напряжения для них различны и наиболее целесообразное использование материалов имеет место при соблюдении равенства напряжения в каждом из стержней допускаемому для материала соответствующего стержня.

Конечно, вопросами усталости, пластичности и хрупкости не исчерпываются многообразные исследования в области прочности, являвшиеся важным звеном в работе по конструированию машин. Но результаты, достигнутые за 50 лет Советской власти на этих основных для машиностроения направлениях проблемы прочности, были теми научными предпосылками, на основе которых совершенствовались конструктивные формы деталей, улучшалось использование материалов и их весовых показателей, повышалась достоверность расчетов и вырабатывались нормативные требования для проектирования и испытания узлов и их элементов.