Материала оказывается

к первичному зерну, но на свойства материала оказывает очень сильное влияние также и субструктура. Раздельное влияние первичного и вторичного зерна на распространение акустических волн пока достаточно полно не изучено, поэтому ультразвуковые методы в настоящее время применяют преимущественно для оценки структуры простых материалов, не имеющих субструктуры.

Часто структура материала оказывает такое влияние на процесс изнашивания, что механические характеристики материала уже недостаточны для оценки интенсивности процесса. Так, исследования изнашивания чугуна для направляющих скольжения станков, приведенные в ЭНИМСе (В. Н. Митрович), показали, что твердость по Бринеллю не определяет однозначно скорости изнашивания. Необходимо учитывать также микротвердость перлита, расстояние между включениями графита, их размеры и другие характеристики микроструктуры.

Для расчета на ЭЦВМ свойств слоистого композиционного материала по свойствам слоев существуют специальные программы, например программа R5D (ВВС США). Правильность расчетных результатов проверяется экспериментально. Программы, используемые в космической технике, учитывают дополнительно остаточные термические напряжения, возникающие в ходе охлаждения после отверждения. Важно точно оценить свойства слоистого композиционного материала. Например, изменение последовательности сборки материала оказывает влияние на свойства материала. Так, сравнивались два композиционных материала, состоящих из равного числа чередующихся слоев стекловолокон, ориентированных под углами 0 и 90°; у одного из них наружный слой имел ориентацию 90°, у второго 0°. Статическая прочность первого составляла в среднем 4500 кгс/см2, второго 5000 кгс/см2 [12].

Структура материала оказывает тем более заметное влияние на задержку роста усталостной трещины, чем меньше размер зерна и больше различие прочностных характеристик отдельных составляющих структуры. Формирование физического предела выносливости, например, происходит при достижении в материале под нагрузкой равновесия двух процессов: 1) образования и роста трещины в составляющих структуры, обладающих наименьшим сопротивлением усталости, и 2) торможения трещины в элементах структуры с наибольшим пределом выносливости.

Подготовка поверхности контактирующих материалов. В основе технологического процесса получения композиционных материалов методом диффузионной сварки под давлением лежат процессы диффузии элементов, входящих в состав матрицы и упрочнителя, а диффузионные процессы, способствующие образованию компактного материала из компонентов матрицы и упрочнителя, протекают главным образом по границам раздела матрица—упрочнитель и матрица—матрица, т. е. практически по поверхностям матрицы и упрочнителя. В связи с этим существенное влияние на качество процесса и качество полученного методом диффузионной сварки композиционного материала оказывает состояние контактирующих поверхностей матрицы и упрочнителя.

Существенное влияние на прочность композиционного материала оказывает характеристика заряда взрывчатых веществ. Для одного и того же состава взрывчатой смеси существует оптимальная высота заряда, обеспечивающая высокую прочность соединения и прочность композиции в целом.

Большое влияние на работоспособность колодок из фрикционного материала оказывает конструкция крепления их к ленте. Обычно применялись колодки, имеющие наружный радиус кривизны, равный внутреннему радиусу кривизны стальной ленты, т. е. обеспечивался контакт колодки с лентой по всей внешней поверхности колодки. При этом колодка соединялась с лентой несколькими заклепками или болтами (фиг. 126, а), создававшими жесткое соединение их. По мере износа фрикционного материала первоначальный радиус кривизны стальной ленты уменьшается, но наружный радиус кривизны колодок остается неизменным. Поэтому деформация стальной ленты практически может происходить только за счет участков ленты, расположенных между колодками, т. е. имеет место неравномерная деформация ленты по дуге обхвата. Жесткое крепление колодок к ленте, кроме снижения общей гибкости ленты тормоза, также ухудшает условия приработки колодок к поверхности шкива, что может привести к возникновению местных перегревов колодки, ее частичному обгоранию и преждевременному разрушению. С целью ускорения процесса смены колодок находят применение и другие конструкции крепления жестких колодок к металлической ленте тормоза. Так, на фиг. 126, б показана конструкция крепления фирмы Фе-родо (Англия); в этой конструкции в каждой колодке изготовляются два паза типа «ласточкина хвоста» и крепление колодок производится с помощью болтов и двух прижимных фасонных вкладышей. На фиг. 126, в показан другой тип крепления, в котором колодка имеет специальную металлическую напрессованную подошву.

Экономичность при выборе материалов не должна отождествляться только с низкой стоимостью самих материалов, так как в ряде случаев на окончательный выбор материала оказывает решающее влияние экономичность методов изготовления и обработки заготовок, зависящая от технологических свойств материала. Применение даже сравнительно дорогих высококачественных материалов во многих случаях обусловливает повышение срока службы деталей, снижение их веса и себестоимости.

Величина зерна абразивного материала оказывает большое влияние на производительность шлифования и чистоту обработки, поэтому все абразивные материалы сортируют по величине их зёрен.

одно и то же поле остаточных напряжений для одного и того же материала оказывает различное влияние на его предел выносливости в зависимости от характера действующих переменных напряжений (т. е. от величины k);

Циклическая прочность (термостойкость) стали 18-8 с Mb при градиенте тепло-смен 600—20° С достаточно высокая, но неоднородность материала оказывает сильное влияние на термостойкость. Стали с Nb при определенном сочетании Nb, S, О, N и Ni склонны к образованию горячих трещин при сварке [22].

Жидкостной называется смазка, при которой поверхности трения деталей, находящихся в относительном движении, полностью разделены жидким смазочным материалом. При жидкостной смазке толщина слоя масла больше суммарной высоты неровностей профиля рабочих поверхностей цапфы и вкладыша, поэтому всю нагрузку несет масляный слой и значительно снижается трение и изнашивание рабочих поверхностей. Так как жидкость несжимаема, то при жидкостной смазке это объемное свойство масла проявляется в полной мере и нагрузочная способность слоя смазочного материала оказывается очень высокой Сопротивление движению при жидкостной смазке определяется только внутренним трением в смазочном материале, зависящем от его вязкости.

Достижение предела усталости для материала оказывается возможным только в ограниченной области циклического нагружения. При возрастании числа циклов нагружения даже для сталей, для которых не наблюдались разрушения на базе 10'-108 циклов, дальнейшее нагружение сопровождается появлением разрушений [99]. Исследования на круглых образцах стали SUJ2, содержащей С — 1,01 % и Сг — 1,45 %, при частоте изгиба с вращением 50 Гц влияния длительного нагружения на усталостную прочность показали следующее (рис. 1.17). Постепенное снижение уровня напряжения позволяет достичь второго предела усталости. Разрушения материала между двумя пределами усталости связаны с возникновением усталостной трещины под поверхностью элемента конструкции. Поэтому основная долговечность детали с трещиной определяется периодом ее зарождения и распространения до выхода на поверхность. В рассмотренных результатах эксперимента соотношение между первым и вторым пределом усталости составило 0,552.

щины может быть рассмотрено в обратной зависимости от возрастающей частоты нагружения в соответствии с соотношением (7.1). Время воздействия поступающей порции диссоциировавших элементов на формируемую поверхность в цикле нагружения пропорционально времени раскрытия трещины, а следовательно, обратно пропорционально частоте нагружения. Поэтому влияние кислорода и водорода на разупрочнение материала оказывается существенным со снижением частоты нагружения.

Шмитц и Меткалф определяли усталостные свойства (зависимость времени, необходимого^ для разрыва от напряжения) волокон из Е-стекла при относительной влажности воздуха 50 и §0%'. Исследуя эту зависимость, они установили, что гари более низкой влажности долговечность материала оказывается выше .на 40%. Эти данные получены на волокнах, взятых в количестве, необходимом для обработки результатов методами математической статистики, для каждого уровня напряжения, :при котором был вероятен разрыв. Результаты оказались неожиданными: прочность волокон, подвергнутых предварительному статическому нагружению на воздухе с относительной влажностью 100% и разрушенных при •относительной влажности воздуха 36%,,, не зав>ис!ит от влажности 'среды три ^предварительном нагружении.^Автбр'ы пришли к выводу, что процесс коррозии под напряжением (рис. 8) должен иметь длительный инкубационный период, в течение которого не образуются дефекты. Когда же трещина зарождается, ее формирование происходит относительно быстро по сравнению с инкубационным периодом, а затем" она вызывает катастрофическое повреждение материала. По мнению"'авторов, наличие дефекта глубиной 10— 15 А приводит к увеличению концентрации напряжений в 5 раз

Мягкое нагружение представляет собой режим испытаний, при котором возможно накопление как квазистатических, так и усталостных повреждений. Характерной особенностью исследуемого материала оказывается то обстоятельство, что при исходном нагружении в пределах упругости, когда аа > 1,20_! = 0,57 (тпц, по мере набора числа циклов нагружения в мягком режиме наблюдалось раскрытие петли гистерезиса (рис. 1.4.1, б, кривые
На рис. 56 приведены экспериментальные результаты, полученные при испытании чистого и упрочненного обработкой мик-рошариками сплава ЖС6КП при испытании по режиму 100^ ^±870° С. Испытания проводили по пилообразному циклу на-гружения и нагрева, т. е. длительность выдержки в цикле тв = 0. В области малых значений Де (менее 1,06%) материал с наклепом оказывается более долговечным, чем без наклепа; в области значений Де, обусловливающих пластическую деформацию в цикле, наклепанный материал менее долговечен. Пластического ресурса наклепанного материала оказывается недостаточно в случае реализации в каждом цикле некоторой пластической деформации (остаточная деформация еост выше у ненаклепанного материала). В то же время прочностные характеристики ненаклепанного материала выше, а при малых деформациях деформирование происходит в упругой области. Влияние наклепа проявляется сильнее при испытании на длительную термоусталость (тв^=0), когда сопротивление разрушению зависит и от характеристик длительной прочности, ухудшающихся при наличии наклепа.

Если принять, в первом приближении, что износ фрикционного материала пропорционален давлению, то, согласно уравнению (44), износ фрикционного материала оказывается функцией величины е^а, т. е. будет неравномерным по дуге обхвата. Практика эксплуатации подтверждает эту зависимость, которая приводит к тому, что при почти полностью изношенном фрикционном материале на набегающем конце ленты материал на сбегающем конце может служить еще долгое время. С целью более полного использования фрикционного материала в некоторых конструкциях предусмотрена возможность реверсирования ленты, т. е. такой перестановки ее, при которой набегающий конец становится на место сбегающего и наоборот.

Возможность перемещения всей заполняющей жёлоб массы материала с помощью скребков, имеющих относительно небольшую высоту, объясняется тем, что сопротивление срезанию скребком расположенного над его кромкой слоя материала оказывается боль-

Скорость цепей изменяется в пределах 0,2—0,5 м/сек (обычно 0,3 м/сек). Во избежание уплотнения материала в жёлобе и повышения сопротивления перемещения избегают высоких скоростей. При движении в жёлобе слои материала, соприкасающиеся со стенками и дном, притормаживаются силами трения и несколько теряют скорость. Действительная средняя скорость движения материала оказывается несколько ниже скорости цепи, в связи с чем в расчётную формулу производительности вводится поправочный козфициент С,.

Значительно более сложный и качественно иной вид имеют диаграммы деформирования стеклопластика с углами армирования Ф = ±50°, представленные на рис. 2.26, б (хотя угол армирования в сравнении с предыдущим примером изменился лишь на 5°). До уровня напряжений ау «=* 200 МПа деформирование идет в целом аналогично деформированной структуре ф — ±55°, но после начала процесса разрушения связующего оно резко изменяется. Осевая (для образца) деформация ея начинает уменьшаться, а затем меняет знак. Причиной столь резких изменений в поведении материала оказывается достижение предельных напряжений о2 = F+z. Сразу после начала трещинообразования в связующем происходит разгрузка по напряжениям ст2> и разгрузочный модуль ?2 равен начальному. В то же время касательный модуль сдвига G12 уменьшается до нуля (реализуется четвертое из возможных состояний материала с трещинами, см. табл. 2.1 в § 2.3). Увеличение сдвиговой податливости материала делает возможным приближение углов армирования к равновесной сетевой структуре ф = ±55°. Теоретические кривые на рис. 2.26, б верно описывают характер деформирования материала, но условие мгновенного изменения касательного модуля G12 (с начального значения до нуля) оказывается в данном случае излишне сильным.

2) при изготовлении лопатки из непредусмотренного материала, например при ремонте, а также при неправильной термообработке, когда предел прочности материала оказывается ниже предусмотренного;