Кинетических критериев

Наблюдаемое различие кинетических характеристик процесса пытаются связать [ 111 с изменением природы замедленной и предшествующих ей стадий при изменении активности поверхностных атомов железа, определяемой субструктурой металла (в частности, концентрацией дислокаций). При этом было высказано предположение [12], что вследствие неоднородности поверхности железа даже на одном и том же образце в общем случае возможно протекание растворения по двум различным механизмам. В зависимости от потенциала растворение железа осуществляется преимущественно либо по одному из них, либо по другому. Это приводит к появлению на поляризационной кривой двух участков с различными наклонами, причем потенциал точки перегиба на кривой зависит от активности поверхности электрода. Предположение об одновременном растворении железа по двум механизмам было использовано [12] и для объяснения наблюдаемых иногда [13] нецелочисленных значений порядка реакции растворения железа по ионам ОН .

трения материалов при нормальных и повышенных температурах, так и исследование статических, фрикционных и кинетических характеристик трения. Помимо этого имеется возможность исследовать механические автоколебания, возникающие при трении.

Таким образом, предполагаемый ступенчатый механизм реакций очень сложен и в настоящее время еще достаточно не изучен. При изучении кинетических характеристик процесса вое-

Важно учесть, что современный уровень измерительной техники пока не позволяет с достаточной достоверностью получать зависимости теплофизических или кинетических характеристик веществ от температуры во всем желаемом диапазоне ее изменения. Поэтому попытки провести единичные расчеты по таким характеристикам, используя даже самые сложные теоретические модели, обречены на неудачу. Только серии расчетов с широким диапазоном изменения основных параметров, тщательное излучение всех возможных физико-химических процессов, сравнение отдельных моделей между собой, создание и оценка комбинированных моделей разрушения — вот единственно правильный путь изучения разрушающихся теплозащитных покрытий.

3. Определение теплофизических и кинетических характеристик разрушающихся теплозащитных материалов в условиях, моделирующих натурные.

7.4. Определение равновесных и кинетических характеристик процесса деаммонизации воды на Na-катионитных фильтрах

Проведение исследований по определению кинетических характеристик металлов при высоких температурах и давлениях весьма сложно и требует создания специальной аппаратуры. А. М. Сиротой установлена необходимость применения промежуточных (дополнительных) металлических электродов (ПЭ) для определения потенциалов исследуемых металлических электродов. АзИНЕФТЕХИМ разработана конструкция автоклава (рис. 9.12), в которой использован поляризуемый электрод [217].

189. Полетаев Л. Н., Малахов И. А. Определение равновесных и кинетических характеристик процесса деаммонизации воды на Na-катионитовых фильтрах// Химия и технология воды. 1986. Т. 8, № 1. С. 83—84.

7.4. Определение равновесных и кинетических характеристик процесса деаммонизации воды на Na-катионитных фильтрах .... 164

5. Ю. М. Иванов, О. Н. Ермолаев, В. А. Балин, В. В. Шелоумов. О методике исследования кинетических характеристик горящих частиц сланцев.— Горючие сланцы, инф. серия 1, 1968, № 2.

дают замкнутую систему, достаточную для строгого анализа вопроса выгорания полидисперсного топлива в изотермических условиях-причем с0 — начальная концентрация; а — коэффициент избытка кислорода. По мере выгорания пылевидного топлива горение, как известно, в конечном итоге переходит во внутренний кинетический режим [8]. В работе [7] показано, что в таком случае характеристики горения не зависят от полидисперсности. В этом случае скорость горения частиц не зависит от их радиуса и опредеадется температурой и кинетическими характеристиками топлива. В промежуточном и диффузионном режимах горения на эту величину накладывается влияние начальной функции распределения фракций [3, 6]. В общем случае выгорание полидисперсной системы идет с переменной суммарной константой k' , зависящей не только от кинетических характеристик, коэффициента диффузии и начального распределения частиц, но и от общей степени выгорания Q, которая однозначно связана с Q!, Й2 и т. д. Эту зависимость нельзя определить заранее какими-то общими условиями, например равенством суммы весов и поверхностей при заранее предпосланном осреднении размеров

Базовыми экспериментами при использовании деформационно-кинетических критериев в форме (1.1.10)—(1.1.12) являются малоцикловые испытания при жестком нагружении и статический разрыв, проводимые с целью построения кривой малоциклового усталостного разрушения и определения располагаемой пластичности

Приведенные в настоящем параграфе данные по закономерностям накопления повреждений дают возможность заключить, что использование деформационно-кинетических критериев малоциклового разрушения в форме уравнения (1.1.12) является перспективным.

Все рассмотренные выше материалы являются при принятых температурах испытаний интенсивно деформационно стареющими. •Существенный интерес представляет проверка применимости деформационно-кинетических] критериев длительной циклической

Предельные числа циклов на стадии образования трещин определяются на основе деформационно-кинетических критериев малоциклового и длительного циклического разрушения (уравнение (1.2.8)) линейным суммированием квазистатических и усталостных повреждений с учетом изменения циклических и односторонне накопленных деформаций по числу циклов и времени, а также изменения во времени располагаемой пластичности материала.

Возможность применения деформационно-кинетических критериев малоцикловой и длительной циклической прочности в условиях неизотермического нагружения должна быть экспериментально обоснована с учетом особенностей, сопровождающих процесс циклического нагружения при переменных температурах. Эти особенности прежде всего связаны с характером изменения во времени и с числом циклов нагружения располагаемой пластичности материала, а также односторонне накопленных и циклических необратимых деформаций.

В условиях рассматриваемого типа нагружения проявляются особенности малоцикловой усталости, заключающиеся прежде всего, как отмечено выше, в возможности накопления в процессе циклических нагружении наряду с усталостными повреждениями и квазистатических. В указанном наиболее общем случае оценка накопления повреждений может быть выполнена в деформационной форме, что является традиционным для малоцикловой ветви кривой усталости [2—8] и обосновывается в ряде исследований также и для многоцикловой области [144, 210, 211], а расчет повреждений представляется возможным осуществить на основе деформационно-кинетических критериев разрушения.

Для расчетной реализации деформационно-кинетических критериев длительного малоциклового разрушения, помимо характеристик предельных деформаций, необходимо знать изменение необратимой и односторонне накопленной деформации по числу циклов и во времени. При этом специфика исследования деформационных свойств при высоких температурах связана с возможным влиянием реологических характеристик и в соответствии с этим со значением, которое приобретают скорость и время циклического деформирования, наличие или отсутствие длительных высокотемпературных выдержек под напряжением и без, характерных для условий работы высоконагруженных элементов конструкций.

В работе [123] предлагается метод расчета длительной малоцикловой прочности сильфонных компенсаторов с учетом влияния высоких температур и времени нахождения под нагрузкой. Расчет основан на использовании разработанных в Институте машиноведения деформационно-кинетических критериев длительной малоцикловой прочности [232, 241] и метода решения задачи о напряженно-деформированном состоянии сильфонного компенсатора при длительном циклическом нагружении [140], а также данных о механических свойствах материалов в указанных условиях. Осущест-

возникает фиктивный сигнал, в то время как процесс накопления односторонних деформаций регистрируется тензорезистором без искажений независимо от циклической истории нагружения (до величин предельных статических деформаций 4—5%). При этом в результате выполненных измерений в отличие от датчиков повреждения для оценки ресурса изделия используется не величина фиктивного сигнала, связываемая с накоплением только усталостных повреждений, а на основе установленных закономерностей определяется история нагруженности в наиболее напряженных местах конструкции. Характер этой нагруженности в общем случае может вызывать накопление изделием как усталостных, так и квазистатических повреждений. Получаемые по данным тен-зометрирования на основе изложенной методики величины циклических и односторонне накопленных деформаций могут быть применены для расчета долговечности конструкций, работающих в условиях малоциклового нагружения, на основе деформационно-кинетических критериев разрушения.

Для случая нормальных, повышенных и высоких температур разработаны методы определения повреждений в форме деформационно-кинетических критериев малоциклового и длительного циклического нагружении. При этом усталостные повреждения определяются кинетикой пластических, или необратимых циклических деформаций, а квазистатические, или длительные статические повреждения •— накоплением односторонних деформаций (циклическая анизотропия свойств, асимметрия по напряжениям, выдержкам и температурам, ползучесть), причем в обоих случаях учитывается изменение механических свойств во время циклического нагружения. Предложено, экспериментально ис-'Следовано и подтверждено условие линейного суммирования усталостных и квазистатических (длительных статических) повреждений на стадии образования трещины.

Оценка повреждений с целью проверки справедливости деформационно-кинетических критериев циклического разрушения должна осуществляться с использованием прямых корректно полученных данных базовых экспериментов, причем в общем случае проведение таких экспериментов предусматривается на машинах с обратными связями, обеспечивающих различные режимы программного нагружения и нагрева с погрешностью по каналам сил, деформаций и температур не более 1—2%. При этом в соответствии с результатами испытаний широкого круга конструкционных материалов суммарное накопленное к моменту разрушения (появления трещины) повреждение для случаев малоциклового, длительного циклического изотермического и неизотермического нагружений, а также термической усталости оказывается, как правило, в пределах от 0,5 до 1,5.