Максимальной концентрацией

Прямые методы оптимального проектирования для частных классов конструкций были известны ранее. Так, для ферм, изготовленных из материалов с ограниченной прочностью, прямой метод проектирования был предложен Мичеллом [1]; необходимые условия оптимальности для упругих конструкций заданного веса и максимальной жесткости были указаны Ва-сютинским (см., например, [2]); условия оптимальности для идеально пластических конструкций были даны Друккером и Шилдом (см., например, [3]).

Выше упоминалось, что в процессе термоусталостных нагру-жений может происходить формоизменение образца. На рис. 1.3.6-по параметру жесткости нагружения представлены данные о накоплении односторонних деформаций при различных долговеч-ностях. Изменение жесткости нагружения достигалось использованием различной толщины опорных плит термоусталостной: установки. Видно, что при максимальной жесткости нагружения накопление односторонних деформаций близко к величине пластич-

Для уменьшения износа фрикционной пары необходимо обеспечить такое взаимное внедрение контакти-руемых тел, при котором поверхностные слои сохранят прочную связь с основным объемом материала. Это достигается или применением весьма жестких материалов, в результате чего уменьшается взаимное внедрение (принцип максимальной жесткости), или применением мягких материалов, обладающих способностью передеформироваться, не теряя связи с основным объемом материала (принцип максимальной податливости).

Так, для однослойных сильфонов одного и того же размера нормализованы величины минимальной и максимальной жесткости с отношением в пределах 1 : 2 и даже 1 : 3. Такая разница в жесткости может создавать в последовательно работающих сильфонах неодинаковую степень их сжатия; т. е. сильфон менее жесткий будет сжат на большую величину по сравнению с сильфоном, имеющим большую жесткость. Следовательно, и долговечность работы их будет неодинакова; сильфон менее жесткий, работающий при большей величине сжатия, несомненно, скорее выйдет из строя, при всех прочих равных условиях.

Пример 24. Пусть потери воды за счет испгре ния составляют 3%. Допустимая карбонатная жесткость воды по условиям образования накипи на трубках конденсаторов колеблется от 10 до 20° нем. Если добавочная вода имеет жесткость 4° нем., то для поддержания в системе максимальной жесткости воды ?0° ;нем. необходимо постоянно дополнительно продувать 'столько воды, чтобы поддерживалось равенство

Для исследования жесткостных свойств балок в подсистеме использован графоаналитический метод. Соответствующим варьированием параметров Я* делалась попытка автоматизированного проектирования балки максимальной жесткости при сохранении достигнутого уровня напряжений. Полученное решение соответствует балке 5336-02.

/ — частотная характеристика оси минимальной жесткости; 2 — фазовая характеристика той лее оси; 3 — частотная характеристика оси максимальной жесткости; 4 — фазовая характеристика той же оси.

Важно еще раз обратить внимание, что определение спектров собственных колебаний по указанной методике соответствует перечислению лишь тех собственных колебаний лопаток, которым отвечают преимущественные перемещения масс в направлении, нормальном к срединной поверхности. Выбранный эталон, хотя и способен качественно описать именно те собственные движения, которые применительно к лопаткам представляют наибольший практический интерес, однако он не позволяет описать всех возможных собственных движений реальных лопаток. Лопатки способны, например, совершать продольные колебания как в направлении их оси, w так по хорде и толщине. Эти движения имеют очень высокие собственные частоты, и трудно ожидать каких-то неприятных явлений, связанных с ними. Однако колебания лопаток, которые условно относят к изгибным колебаниям в направлении их максимальной жесткости, могут иметь определенное значение.

Как показывает опыт, в диапазон частот возбуждения, представляющий практический интерес, обычно попадает первая форма таких колебаний. Возможности проявления ее эталонная пластинка не предусматривает, а поэтому помимо классифицированных выше собственных движений при эксперименте возможно выделение, по крайней мере, еще одного собственного движения, нарушающего приведенную классификацию. Рисунок узловых линий в силу связанности колебаний в направлении минимальной и максимальной жесткости, которая у лопаток практически всегда имеется, может напоминать рисунок узловых линий одной из-уже имеющихся форм. С. М. Гринберг, который показал возможность появления пары собственных форм с качественно одинаковыми рисунками узловых линий, назвал их «дублями». Такой дубль показан на рис. 6.8. При экспериментальном определении дубля существенное влияние на его частоту оказывает жесткость закрепления, поскольку эта жесткость соизмерима с жесткостью лопатки в направлении ее хорды.

Пусть геометрическая форма лопаток и их установка на диске таковы, что система имеет прямую поворотную симметрию, обладая одновременно плоскостью зеркальной симметрии, нормальной к оси системы. Тогда взаимодействие между изгибными колебаниями лопаток в окружном направлении и колебаниями жестко закрепленного диска, недеформируемого в своей срединной плоскости, отсутствует. В этих условиях параметр связи равен нулю, взаимная интерференция частотных функций отсутствует, пересечения их сохранятся, и эта часть спектра основной системы качественно совпадет с соответствующей частью объединенного спектра парциальных систем. В то же время, связанность семейств изгибных колебаний лопаток в направлении оси системы с изгибными колебаниями диска сохранится, четко проявится взаимная интерференция соответствующих парциальных частотных функций. Сохранится она и для семейства крутильных колебаний лопаток. На рис. 6.13 приведен спектр собственных частот упругого диска, несущего радиально расположенные консольные стержни постоянного (прямоугольного) сечения. Здесь хорошо видна деформация спектра при изменении ориентации главных осей сечения стержней относительно оси системы. При (5=0 .и 90° система приобретает прямую поворотную симметрию. При ?} = 0° изгибная податливость жестко закрепленного в центре и недеформируемого в своей плоскости диска не сказывается на частотах изгибных колебаний стержней в направлении их минимальной жесткости, и частотные функции имеют точки взаимного пересечения (точки Л и В, рис. 6.13). Здесь взаимодействие колебаний стержней и диска отсутствует (х = 0), однако наблюдается сильная связанность колебаний диска и стержней в направлении максимальной жесткости последних. При (3 = 90° наблюдаются сильная связан-

ность изгибных колебаний лопаток в направлении их минимальной жесткости и отсутствие связанности для направления максимальной жесткости (частотные функции пересекаются в точке С).

Поэтому для уменьшения коробления изделий из высоколегированных сталей следует применять способы и режимы сварки, характеризующиеся максимальной концентрацией тепловой энергии. Примерно в 5 раз более высокое, чем у углеродистых сталей, удельное электросопротивление обусловливает больший разогрев сварочной проволоки в вылете электрода или металлического стержня электрода для ручной дуговой сварки. При автоматической и полуавтоматической дуговой сварке следует уменьшать вылет электрода и повышать скорость его подачи. При ручной дуговой сварке уменьшают длину электродов и допустимую плотность сварочного тока.

Наложение дополнительного сварочного валика должно приводить к следующим положительным эффектам: снижение концентрации напряжений и повышение характеристик работоспособности; залечивание возможных микротрещин в окрестности вершины углового перехода; восстановление свойств металла в зоне с максимальной концентрацией напряжений и др.

При облучении титана ионами палладия с энергией 90 кэВ и дозой 1016 ион/см2 происходит гаусовское распределение плотности по глубине приповерхностного слоя матрицы с максимальной концентрацией, достигающей 4 % на расстоянии 24 нм от поверхности. Характерное распределение катодной структурной составляющей в значительной степени определяет кинетику процесса коррозии титана в 10 %-ном растворе серной кислоты. По мере растворения титана и перемещения границы раздела металл—раствор, с одной стороны, в контакт с раствором вступают все более обогащенные Pd-слои, а с другой — возможно накопление катодных отложений непосредственно на поверхности титана, что приводит к увеличению концентрации палладия (до 20 %), усиливает анодную поляризацию анодной фазы и облегчает ее пассивирование (потенциал коррозии повышается на 0,8 В). Стационарная скорость растворения титана достигается менее чем за 1 ч с момента погружения в раствор и имеет величину в 1000 раз ниже скорости растворения чистого титана.

При выборе вида концентратора напряжений следует иметь в виду, что далеко не всегда наилучшим решением является выбор образца с максимальной концентрацией напряжений, так как внутренние дефекты металла и структурные неоднородности с большей вероятностью могут быть выявлены на образцах без концентраторов напряжений при максимальном охвате напряжениями объема испытуемого образца (чистый изгиб, растяжение-сжатие или растяжение). Как известно, острый надрез локализует разрушение, и оно может произойти в сечении, свободном от дефектов.

/ — металл, не затронутый сваркой; 2 — участок зоны термического влияния с максимальной концентрацией остаточных напряжений

Рис. 96. Влияние остаточных напряжений на анодную поляризацию локальных участков сварного соединения стали 1Х17Н2: / — металл, не затронутый сваркой; 2 — участок зоны термического влияния с максимальной концентрацией остаточных напряжений

1 Образованию окислоп азота способствует бомбардировка стратосферного воздуха заряженными частицами солнечного ветра (протонами с характерной концентрацией 5 см~3 — примеч. перев.). Этим, по всей вероятности, и объясняется совпадение между максимальной концентрацией озона и минимумом пятен на Солнце в период 11 -летнего цикла солнечной активности.

повышается эффективность его работы и обеспечивается возможность наиболее рационального расходования первичных энергоресурсов. Это достигается централизацией энергоснабжения и максимальной концентрацией производства энергии, допускающих повышение единичных мощностей энергооборудования и генерирующих источников в целом.

Этап 1. В соответствии с классификацией схем множество 00 (рис. 117) возможных вариантов структуры процесса и схем станков разбивают на три класса: С1, G2, G3. Выбирают варианты-представители каждого класса с максимальной концентрацией операций и вычисляют приведенные затраты на годовой выпуск деталей группы по самым приближенным формулам (см. ниже, первый уровень оценок), исходя из 100 % надежности станков, отсутствия потерь времени на переналадку и затрат на инструмент.

с максимальной концентрацией операций) и проведена оценка этого варианта применительно к четырем уровням автоматизации для определения наиболее целесообразного. В результате оценены четыре варианта: № 4 — сборка на конвейере, № 10 — на поточной механизированной линии; № 16 — на полуавтоматической линии и № 22 — на автоматической линии. Наилучшим оказался вариант № 22. На втором шаге (рис. 19, б) в выбранной группе дополнительно к варианту № 22 рассматривали еще два варианта из соседних классов KI и Kill. Подсчитанное значение критериев 3j для этих трех вариантов оказалось больше значения 3j для варианта № 16 первого шага. Поэтому вновь возвратились к анализу результатов второго шага поиска, но уже в группе полуавтоматических процессов. Сравнение на втором шаге вариантов сборки на отдельных станках-полуавтоматах, жестко сблокированной полуавтоматической линии и линии с гибко связанными, последовательно работающими позициями (варианты № 14, 16 и 18) позволило выбрать для даль-

i На I уровне оценок выбор вариантов в каждом классе схем осуществляется таким образом, чтобы можно было обеспечить обработку детали с максимальной концентрацией элементарных операций, т. е. на минимальном количестве станков данного класса. Это обеспечивает минимум капитальных затрат и минимум трудоемкости обработки деталей в рассматриваемых условиях.