Концентрация напряжения

Материал Цвет Дисперсионная среда Концентрация материала в дисперсионной среде, г/л

По результатам испытания были построены графики зависимости активности топлива в имп/мин от времени опыта или программы нагрузки. Счет активности затем переводился в весовые единицы, для чего из определенной навески радиоактивного материала вставок приготавливалось несколько растворов различной концентрации. Эти растворы поочередно заливались в счетное устройство, и производился счет активности раствора в имп1мин. На основании этих данных строился тарировочный график, где по оси ординат откладывалась активность в имп/мин, а по оси абсцисс — концентрация материала вставок в растворе в г/см3. Пользуясь этими данными и зная соотношение между количеством продуктов износа вставок и остальной изнашиваемой части детали, нетрудно перестроить указанный график в другой, где по оси ординат отложены весовые единицы.

Исходя из распределения порозности вдоль оси трубы в [13] выделено три зоны, обозначенные цифрами на рис. 1.4,с: приреше-точная (I), основная (II) и отстойная (III). При относительно небольших скоростях псевдоожижения порозность вдоль оси основной зоны практически постоянна до верхней границы насыпного слоя. По мере увеличения скорости все большее количество материала подбрасывается пузырями в надслоевое пространство, поэтому концентрация материала в основной зоне, а особенно в ее верхней части, уменьшается так, что при какой-то скорости основная зона исчезает совсем.

В очистительной камере в верхней части разгонной трубы наибольшая концентрация материала наблюдается в центре двухфазного потока. По выходе из трубы струя расширяется и, ударяясь о колпак, образует под ним слой материала. Все частицы этого слоя находятся в движении. Скорость перемещения частиц в слое увеличивается в направлении от колпака к трубе. Частицы материала, вылетая из разгонной трубы,

происходит при пронизывании частицей слоя материала под колпаком, а также при движении частиц вдоль стенок колпака, в разгонной трубе и в смесительной камере. Замечено, что толщина слоя под колпаком зависит исключительно от концентрации материала в потоке воздуха, выходящего из разгонной трубы. Чем выше концентрация, тем толще слой под колпаком. Этим следует объяснить и выпуклую форму слоя, так как в центре потока концентрация материала максимальная и уменьшается к периферии. Максимальная площадь горизонтального сечения слоя равна площади сечения струи в месте ее встречи с колпаком. При постоянной концентрации материала в потоке воздуха на величину его слоя под колпаком, а следовательно, и на поток материала от разгонной трубы до колпака не оказывают существенного влияния величина зазора между разгонной трубой и колпаком, форма колпака (вогнутая или плоская) и форма выходного конца разгонной трубы (цилиндрическая или расширяющаяся).

При этом расчетная объемная концентрация материала в падающем непродуваемом слое частиц оценивалась как

Таким образом, при высокой средней порозности слоя приходится ожидать восстановления однородности псевдоожижения. По свидетельству Зенза [Л. 490] однородность псевдоо'жижения пылевидных твердых частиц газом действительно восстанавливается, когда концентрация материала в слое составляет 0—10% концентрации в плотной фазе. Это примерно соответствует средней порозности слоя т = 0,94. Существует мнение, что максимум концентрации диспергированной фазы, когда система остается однородной, может быть вычислен по величине допустимого расстояния между частицами, три котором еще не происходит (наложения картин движения отдельных частиц. Это минимальное расстояние, по-видимому, соответствует длине следа частицы. Довольно широкой области меньшей порозности слоя (большей концентрации) соответствуют нестабильные режимы с резко выраженными пульсациями и поршневым проскоком газа. Уже в этой области неста;биль-ности плотная фаза 'перестает быть непрерывной и отдельные части ее совершенно 'разобщены прослойками газа.

Как известно [Л. 47], истинная концентрация материала при вертикальном пневмотранспорте и установившемся движении зависит от номинальной концентрации ji, скорости витания частиц т>вит и скорости потока газа дапот следующим образом:

Рис. 3-2. Корреляция Зенза [Л.717] для нахождения скорости захлебывания шзах или осаждении весьма узких фракций материала ш>00 при транспортировании газом (линия /) и жидкостью (линия 2) в зависимости от расходной концентрации материала (jj.3ax) в потоке. Буквенные обозначения см. перечень основных обозначений. График пригоден и для нахождения к<ос> так как по Зензу woc = юзах. При этом вместо ^зах берется расходная концентрация материала в начале осаждения цос. / — вода, DT = 168 мм; d = 0,58MM; тм=26/10 "г/м3 [Л.193]; 2 — вода, ?>т = = 254 -н 395 мм; d =0,245 мм; ?м = 2 600 кг/м3 [Л.181]; 3 — вода, ?>т = 76,2 лл; d = 0,241 мм; ум = 2 600 хг/м3 [Л- 546]; 4 — вода, ?>т = 254 -г- 305 лл; d=0,32 лл; 7 м = 2 600 лгг/л' [Л.181]; 5 —вода, Вт = 25,4; d = 0,585 мм; -j a = 2 600 кг/я3; [Л.217]; « — воздух, DT = 44,5 мм; d = 0,93 мм; ?м = 2 640 кг/л3 [Л.625]; 7 —воздух, DT =44,5; d = 1,675 мм; ум = 1 090 кг]мя [Л.625]; в —воздух, ?>т = 44,5 мм; d = 0,59 мм; fu = 2480 кг/л' [Л.625]; 9 — воздух, DT = 44,5 мм; d = 0,168 ли; YM =2 100 кг/л3 [Л.625]; 10 — вода, ?>т = 168 лл; d = 0,245 лж; ум = 2 64° кг/м3 [Л.193]; У/ —вода, От = 168 мм; d = 1,62 мм; 7М =2610 кг/л»3 [Л.193]. -

I* — номинальная (по расходам за единицу времени) весовая концентрация материала; k — коэффициент Гастерштадта [Л. 24 и 127];

Ог=~'г.истТд. г =.1,22.0,9= 1,1 кг/м^-сек. Отсюда номинальная концентрация материала (j. = Ом/0г = 244/1,1 = 222 кг\кг. \ Весовой расход воздуха

Дефекты строения и несплошности являются концентраторами напряжений, т. е. по краям дефекта напряжения могут значительно отличаться от среднего (а брутто), как показано на рис. 49. Концентрация напряжения (К) тем больше, чем острее дефект (сравни рис. 49, а — в) и больше его длина (сравни рис. 49, б, г), что выражается следующей формулой:

Величина максимального напряжения я градиент его снижения зависят от кривизны силовых линий. Пра малых отношениях d/B (d- диаметр отверстия, В-ширина бруса) концентрация напряжений уменьшается и при d = 0 исчезает. С увеличением d/B максимальное напряжение возрастает, во одновременно еще резче возрастает номинальное напряжение в ослабленном участке (обратно пропорциональное В — d), вследствие чего концентрация напряжения, отнесенная к номинальному напряжению в ослабленном участке, снижается." Концентрацию напряжений можно значительно уменьшить спрямлением силового потока приданием отверстию эллиптической формы 5. .

Шпонки используют в малонагруженных соединениях, преимущественно в изделиях мелкосерийного производства. Недостатки шпоночных соединений: малая несущая способность, ослабление вала шпоночным пазам; концентрация напряжения из-за неблагоприятной формы шпоночных пазов; низкая технологичность.

концентрация напряжения у основания шлицев меньше, чем в пазах шпоночного соединения.

Во фланговых швах наблюдается концентрация напряжения подлине шва. Равномерная эпюра напряжений по длине имела бы место, если бы шов был существенно податливее, чем соединяемые элементы, чего нет в действительности. Природа концентрации напряжений по длине шва аналогична таковой по виткам резьбы (см. § 7.9^.

Наибольшие напряжения от изгибающих нагрузок возникают у основания зуба в зоне перехода эвольвенты в галтель. Здесь наблюдается концентрация напряжения. Рассмотрим прямозубое зацепление и допустим, что вся нагрузка Fn передается одной парой зубьев и приложена к вершине зуба (рис. 19.6). Зуб в наших предположениях является консольной балкой, для которой применимы методы сопротивления материалов.

Для разнотолщинного соединения непосредственно в стыке концентрация напряжения aoz равна (для схемы рис. 1.2,а):

Кривые долговечности имеют перелом. Причем, для сварных соединений этот перелом смещается в сторону меньших долговечностеи (количества циклов нагружения N). Наличие сварного шва снижает долговечность образцов (см. кривые 2-3). Чем больше концентрация напряжения, тем меньше долговечность сварных соединений. Некоторые результаты малоцикловых испытаний даны в табл. 3.2-3.4.

34CrNiMo 6. Видно, что с увеличением теоретического коэффициента концентраций предел выносливости резко снижается. Однако в области малых долговечностей при высоких амплитудах напряжения наблюдается обратная закономерность: чем больше концентрация напряжения, тем больше долговечность. Этот эффект объясняется тем, что при высоких амплитудах напряжения в вершине концентратора напряжений с первых циклов нагружения возникает область локальной пластической деформации, которая упрочняет металл, и это приводит к более позднему зарождению усталостной трещины.

1. Концентрация напряжения. Концентраторы. Методы расчета напряжения, которые рассматривались в двух предыдущих главах, пригодны лишь для стержней, у которых размеры поперечных сечений неизменны или изменяются по длине стержня достаточно плавно и постепенно. Между тем конструктивные элементы, применяемые в строительстве и особенно в машиностроении, часто имеют резкие местные изменения формы упругого тела. Вблизи этих мест картина напряженного состояния сильно меняется, и в некоторых точках напряжения могут значительно превосходить те, которые получаются при расчетах по выведенным выше формулам.

держки материала под нагрузкой активизируется пластическое затупление вершины трещины. Концентрация напряжения уменьшается, что может вызывать снижение интенсивности продвижения трещины.