Конструкционным материалам

4. Метод вспомогательных оторбажений. Описанные выше критерии существования неподвижной точки и особенно критерий, основанный на принципе сжимающих отображений, в тех случаях, когда его удается применить, дает значительные, а иногда и исчерпывающие сведения о поведении изучаемой системы. В качестве примера можно привести произвольную механическую систему с взаимными и собственными комбинированными трениями без падающих участков характеристик трения. К такой системе возможно применение принципа сжимающих отображений, позволяющее установить глобальную устойчивость многообразия состояний равновесия или периодических движений при воздействии на такую систему внешней периодической силы. Применение принципа сжимающих отображений позволяет установить существование и единственность вынужденных колебаний в системе с так называемым конструкционным демпфированием. Соответствующие примеры могут быть продолжены, но все же они не очень многочисленны, поскольку далеко не всегда имеется сжимаемость. В настоящем разделе излагается метод вспомогательных отображений, позволяющий расширить применение критерия о существовании и единственности неподвижной точки на несжимающие отображения. Ради геометрической наглядности это изложение, как и относящиеся к нему примеры, будет ограничено двумерными точечными отображениями.

Все изложенное выше относилось к описанию гистерезисных явлений в материале. В реальных звеньях рассеяние энергии при колебаниях может быть обусловлено также трением в сочленениях (так называемым конструкционным демпфированием). Причем в ряде практически важных случаев конструкционное демпфирование может оказаться доминирующим [90, 91].

При составлении системы дифференциальных уравнений движения механизма с упругими звеньями и самотормозящейся передачей в форме (43.20) не учитывалось влияние рассеяния энергии при колебаниях, обусловленное упругим несовершенством соединений или конструкционным демпфированием. Это позволило получить условия, характеризующие движение механизма, в наиболее простом виде. Поскольку в реальных механизмах рассеяние энергии при колебаниях оказывает существенное влияние лишь

где г — радиус ведущего колеса в см, Ъ — ширина зубчатого венца в см, k « 150 • 104 Н/см2. Жесткости зубчатых передач 1—2 и 3—4 обозначим соответственно через с2 и с«, а жесткости валов — через съ С3, с5. Предположим, что упругие элементы передаточного механизма обладают также диссипативпыми свойствами (связанными с внутренним трением в деформируемом материале и с конструкционным демпфированием [79]), которые характеризуются коэффициентами сопротивления bi, ..., bf,. Иными словами, предполагается, что при изменении деформации г-го элемента по закону 0ГШ возникает момент

§ 3.4. Демпфирование. Учет явления рассеяния (диссипации) энергии в процессе движения механизма играет существенную роль. Причинами, вызывающими рассеяние энергии, переходящей в конечном счете в тепло, являются: 1) силы трения в кинематических парах и внешнее трение между звеньями механизма и средой, относительно которой они движутся; 2) силы внутреннего трения в материале упругих связей, а также силы трения, возникающие в местах контакта элементов неподвижных сочленений (эффгкт воздействия этих сил иногда называют конструкционным демпфированием).

Настоящая работа посвящена последнему виду потерь на трение, который ниже называется конструкционным демпфированием 1.

Приближенное решение задач о вынужденных колебаниях упругой системы с конструкционным демпфированием

Включение в правую часть уравнения (106) сил, .передаваемых со стороны жидкости, и д(1ссипативных сил, связанных с конструкционным демпфированием при упругих колебаниях корпуса, а также использование собственных функций г\/ (х) краевой задачи (107), ортогональных на отрезке [0, /], приводит к следующим уравнениям возмущенного движения рассматриваемой конструкции:

Повышение демпфирования. Упругодемпферные опоры. Газотурбинный двигатель обладает значительным конструкционным демпфированием. Оно сосредоточено в многочисленных разъемах узлов конструкции, По сравнению с ним демпфирование материала мало.

Демпфирование общей вертикальной вибрации корпуса судна определяется сложной совокупностью факторов — гистерезисными потерями в материале, конструкционным демпфированием, возбуждением местных колебаний элементов корпуса (перекрытий, шпангоутных рам и т. п.), рассеянием энергии во внешнюю среду. Возможность теоретического определения характеристик демпфирования колебаний практически отсутствует. Имеющиеся экспериментальные данные ограничены и не позволяют надежно определять коэффициенты демпфирования колебаний для судов различных типов, размеров, конструктивных форм. Это влечет за собой низкую точность расчетов вынужденной резонансной вибрации.

Метод точечных отображений был применен к релейным системам автоматического регулирования, к исследованию нелинейных сервомеханизмов, систем циклической автоматики, экстремальным регуляторам, системам массового обслуживания конфликтных потоков заявок и марковским системам, к исследованию процессов вибропогружения и виброперемещения, виброударным системам и системам с ударными взаимодействиями, к исследованию часовых ходов, нелинейных демпферов, цифровых систем, систем с переменной структурой, к задачам фазовой автоподстройки и синхронизации, к исследованию колебаний механических систем с конструкционным демпфированием и люфтом, к гироскопическим системам, к нелинейным радиотехническим системам, к изучению колебаний вала в подшипнике и многим другим.

ть к конструкционным материалам, ----------ющения нейтронов

Книга также дополнена главой по подземной коррозии. Большое внимание в ней уделено неметаллическим конструкционным материалам и защитным покрытиям на их основе. В гл. XXIV приведены и новые неметаллические материалы, например си-таллы.

В предыдущих главах рассматривались вопросы равновесия металла со средой, и эти сведения позволяют судить о термодинамической возможности коррозии. Однако на практике основным предметом наших исследований являются скорости коррозии. Некоторые металлы, например алюминий, магний, обладая достаточно высокой реакционной способностью, тем не менее реагируют настолько медленно, что вполне удовлетворяют требованиям к конструкционным материалам, и в некоторых средах могут оказаться устойчивее, чем металлы изначально более инертные.

Эпоксидные смолы обладают хорошей адгезией к стали, стеклу 1 другим конструкционным материалам , высокой механической прочностью и диэлектрическими свойствами, химической стойкостью в кзслых и щелочных средах. Наиболее широкое применение в нефтяной промышленности получили модифицированные эпоксидные смолы ЭП-ССкШ Э-4020, Ш-С57, ЗП-5П6, Ш-5148, ПШ-177, ПЭП-965, ПЭП-219.

Исходя из условий, в которых работает различное оборудование нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств, к конструкционным материалам, применяемым для его изготовления, могут быть предъявлены следующие основные требования: высокая механическая прочность, высокая коррозионная стойкость, жаростойкость, жаропрочность, стойкость к высоким и низким температурам, знакопеременным нагрузкам и др. [8, 11]. Аппаратуру для нефтеперерабатывающих заводов из-

Титан, как и многие другие металлы, в чистом виде не обладает комплексом свойств, предъявляемых к конструкционным материалам.

Разработка нефтяных и газовых месторождений, в продукции которых содержатся высокоагрессивные компоненты - сероводород и углекислый газ, связана с увеличением коррозионного разрушения нефтегазопромыслового оборудования, которое стало одной из основных причин снижения его долговечности. В связи с этим к конструкционным материалам для нефтегазодобывающего оборудования и способам защиты от коррозии предъявляются чрезвычайно высокие требования.

Разработка нефтяных и газовых месторождений, в продукции которых содержатся высокоагрессивные компоненты - сероводород и углекислый газ, связана с увеличением коррозионного разрушения нефтегазопромыслового оборудования, которое стало одной из основных причин снижения его долговечности. В связи с этим к конструкционным материалам для нефтегазодобывающего оборудования и способам защиты от коррозии предъявляются чрезвычайно высокие требования.

бований- к конструкционным материалам. Резерв экономии дефицитных и дорогостоящих материалов, обладающих высокой коррозионной стойкостью, - использование их в виде металлических покрытий или плакирующих слоев, что позволяет получать материал, сочетающий свойства основы и покрытия. В нефтяной и газовой промышленности защитные покрытия используют для защиты конструкций от коррозии в атмосферных условиях и в условиях агрессивных технологических сред, а также для предотвращения развития специфических видов коррозионного разрушения — коррозионного растрескивания, водородного охруп-чивания, язвенной и межкристаллитной корозии. Эффективно применение металлических покрытий для повышения прочности стали в корро-зионно-активных средах при циклических и динамических силовых воздействиях и для работы в условиях гидрогазоабразивного потока.

Исходя из условий, в которых работает различное оборудование нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств, к конструкционным материалам, применяемым для его изготовления, MOiyr быть предъявлены следующие основные требования: высокая механическая прочность, высокая коррозионная стойкость, жаростойкость, жаропрочность, стойкость к высоким и низким температурам, знакопеременным нагрузкам и др. [8, 11]. Аппаратуру для нефтеперерабатывающих заводов из-

Г Эффективность работы холодильной установки в значительной степени зависит от свойств используемого в ней хладагента.J Наиболее распространенными хладагентами являются фреон 12 (Я 12), фреон 22 (Я22) и аммиак (Я717). Кроме того, рабочими телами в холодильных машинах служит вода (R718) в абсорбционных бромисто-литиевых и пароэжекторных машинах, пропан (R290) в пропановых турбохолодильных установках, воздух в воздушных холодильных машинах, полупроводники в малогабаритных холодильных установках и приборах, а также хладагенты фреон 13 (Я 13), фреон 142 (К 142) и др.[К основным требованиям, предъявляемым к хладагенту, следует отнести: обеспечение высокой термодинамической эффективности всех рабочих процессов и цикла в целом в заданном диапазоне температур; доступность; нетоксичность; инертность к конструкционным материалам и маслам; пожаро- и взрывобе-зопасность.!