Материала состоящего

В качестве критерия оптимальности наиболее часто принимают массу изделия, так как стоимость материала составляет значительную часть стоимости машины и тесно связана с трудоемкостью. Особое значение уменьшение массы имеет для транспортных машин, летательных аппаратов. С критерием массы тесно связаны габариты (объем) изделия.

В качестве критерия оптимальности наиболее часто принимают массу изделия. Масса характеризует материалоемкость, она тесно связана с габаритами и трудоемкостью изготовления, а стоимость материала составляет значительную часть стоимости машины. Особое значение уменьшение массы имеет для транспортных машин, летательных аппаратов.

Скорость резания в зависимости от рода обрабатываемого материала составляет от 100 до 1000 м/мин, а иногда и выше. При обработке алмазными резцами деталей из цветных металлов применяются более высокие скорости; при обработке деталей из чугуна и стали, а также при обработке деталей как из черных, так и из цнетных металлов резцами, оснащенными твердыми сплавами, применяются меньшие скорости. Для точения деталей из бронзы применяется скорость резания 200—300 м/мин; для деталей из алюминиевых сплавов — 1000 м/мин и выше при подаче 0,03—0,1 мм/об и глубине резания 0,05—0,10 -мм.

При конструировании должны быть выбраны оптимальные параметры изделия, наилучшим образом удовлетворяющие многочисленным экономическим и социальным требованиям (критериям), часто противоречивым: наименьшие масса, габариты и стоимость; наибольшие КПД и надежность. Так, масса и удельные величины, представляющие массу, отнесенную, в частности, к мощности, моменту, производительности, являются простыми и эффективными критериями. Так как стоимость материала составляет значительную часть стоимости машин, масса достаточно хорошо коррелирует с трудоемкостью. Критерий массы имеет особое значение для транспортных машин, летательных аппаратов. Габариты также тесно свя-

Совмещенный способ гидролиза ('компоненты для гидролиза и огнеупорные компоненты) заключается в том, что реакция гидролиза и приготовление суспензии совмещены. Для этого в бак гид-ролизера заливают в расчетном количестве растворитель А'р, подкисленную воду Ш20 + НС1), ЭТС и загружают диспергированный материал (кварц, корунд, дистен-силиманит, графит и др.) в количестве 2/3 от расчетного. Компоненты загружают при непрерывной работе мешалки. Перемешивают суспензию в течение 40 -60 мин при непрерывном охлаждении бака гидролизера проточной водой. Для полного протекания реакции гидролиза мешалка должна иметь частоту вращения не менее 2800 об/мин. Затем контролируют вязкость суспензии и доводят ее до требуемой, производя догрузку диспергированного материала. При этом общее количество пылевидного огнеупорного материала составляет 2,5 - 3 части по массе, раствора 1 часть. Этим способом можно приготовлять суспензии высокого качества за короткое время, поэтому его наиболее широко используют в массовом производстве при изготовлении жаропрочных отливок.

разрушения (рис. 1.15). Период роста трещины, как и разброс экспериментальных данных, зависит от уровня напряжения [97]. В области высокого уровня напряжения, близкого к пределу текучести материала и, тем более, превышающего его, и при отсутствии концентраторов напряжения доля периода роста трещины в общей долговечности материала составляет более 90 %. Зарождение трещины происходит под поверхностью [98] (рис. 1.16). По мере уменьшения уровня напряжения, при прочих равных условиях доля периода роста трещины уменьшается, а расположение очага разрушения переходит на поверхность элемента конструкции. Однако при уменьшении относительной доли периода роста трещины в долговечности материала его абсолютная величина возрастает также, как и долговечность. При этом темп увеличения периода роста трещины по мере уменьшения уровня напряжения ниже, чем темп увеличения долговечности.

шей шероховатости рельефа, а предельная величина Kth для исследованного материала составляет 40 МПа-м1/2. Зародившаяся усталостная трещина при этом значении коэффициента интенсивности напряжения не получит сколько-нибудь заметного развития и сразу же перейдет в неустойчивое состояние.

В случаях, когда толщина композиционного материала составляет существенную часть характерного размера конструкции, нельзя обойтись характеристиками, достаточными при рассмотрении плоской задачи, и возникает необходимость в определении характеристик материала в направлении толщины (табл. 2). Значения относительных толщин, при которых становится суще-

метровой доски из красного дуба, аналогичные параметры которой приняты за 100. Если при испытании какого-нибудь материала пламя распространилось на длину, составляющую 25 % дальности распространения пламени вдоль красного дуба, то его показатель скорости распространения пламени оценивается в 25 баллов. Если материал воспламеняется по всей своей длине за половину времени, характерного для красного дуба и составляющего 4,5 мин, тогда скорость распространения пламени такого материала составляет 200 баллов. Для расчета дымовыделения строятся диаграммы зависимости снижения показаний фотоэлемента от времени. Площадь под этой кривой сравнивается с аналогичной величиной для красного дуба. Если у какого-либо материала эта площадь в 3 раза больше, чем у красного дуба, то его дымовыделение оценивается в 300 баллов. Способы определения площади под кривой для материалов с различными скоростями выделения дыма одинаковые. Основные региональные правила составлены в соответствии с инструкциями на скорость распространения пламени Е-84. С некоторыми отклонениями они предписывают, что скорость распределения пламени отделочных материалов для вертикальных внутренних лестниц не должна превышать 25 баллов при стандартных туннельных испытаниях, для других проходов — не выше 75 баллов, максимальная скорость распространения пламени во внутренних помещениях в зависимости от расположения колеблется от 75 до 225 баллов.

Известно, что строение отдельно взятого металлического зерна никогда не бывает однородным по всему сечению. Еще в большей степени это справедливо для тонких поверхностных слоев, находящихся в зоне контакта при трении. Усталостные трещины возникают на дефектах, всегда имеющихся в твердом теле; они связаны как со структурой металла, так и со следами обработки. В этом случае число циклов, приводящих к разрушению материала, составляет 106—107.

Разница между электрической проводимостью отожженного и закаленного материала составляет 5,3 м/(омХ [24,7 и 19,4 м/{ом • мм2)].

Используя равенства (26), Цзай [164] получил следующие соотношения для ортогонально-армированного материала, состоящего из п слоев:

Рис. 11. Графическая интерпретация соотношения дисперсии для продольных или сдвиговых волн, распространяющихся нормально к слоям композиционного материала, состоящего из чередующихся изотропных слоев (фигурной скобкой выделен ге-й элемент, включающий два "слоя)

Одной из наиболее важных задач, возникающих при исследовании механического поведения композиционных материалов,, является изучение поведения материала, состоящего из анизотропных слоев, как единого целого. В этой задаче мы интересуемся соотношениями между силами и моментами, отнесенными к единице длины, с одной стороны, и вызываемыми ими деформациями— с другой.

В предыдущих разделах выведены формулы для эффективных модулей слоистого материала, состоящего из анизотропных слоев. Определив эти эффективные модули, можно подробно описать поле напряжений с помощью локальных определяющих.

В то время как для проверки границ, задаваемых формулой (73), требуются весьма кропотливые экспериментальные исследования, границы, указанные формулой (78) или (79), проверить значительно легче. Необходимо лишь задать величины GI и Ga для двух фаз. Для материала, состоящего из матрицы и включений, G\ определяется геометрией включений (т. е. GI = '/э для сферической формы, GI = '/з Для

Для материала, состоящего из длинных волокон, упакованных настолько плотно, насколько это возможно, дивергенция в начальном состоянии Vo-a0 равна нулю и, следовательно, равна нулю всегда. Этот результат является обобщением на случай трех измерений полученного для плоских деформаций утверждения: первоначально параллельные волокна при любой кинематически допустимой деформации остаются параллельными.

Подробное исследование композиционного материала, состоящего из вольфрамовых нитей, заключенных в алюминиевую матрицу, приведено в работе Сазерленда и Лингла (70]. Данный композит был выбран по следующим причинам: (1) он очень

Уже в первых работах, выполненных Гляйтером с сотрудниками [1, 106], был установлен ряд особенностей структуры нано-кристаллических материалов, полученных газовой конденсацией атомных кластеров с последующим их компактированием. Это прежде всего пониженная плотность полученных нанокристаллов и присутствие специфической «зернограничной фазы», обнаруженное по появлению дополнительных пиков при мессбауэровских исследованиях. На основании проведенных экспериментов, включая компьютерное моделирование, была предложена структурная модель нанокристаллического материала, состоящего из атомов одного сорта (рис. 2.1) [1, 107]. В согласии с этой моделью такой нанокристалл состоит из двух структурных компонент: зерен-кристаллитов (атомы представлены светлыми кружками) и зер-нограничных областей (черные кружки). Атомная структура всех кристаллитов совершенна и определяется только их кристаллографической ориентацией. В то же время зернограничные области, где соединяются соседние кристаллиты, характеризуются пониженной атомной плотностью и измененными межатомными расстояниями.

Другим возможным путем предотвращения взаимодействия является создание барьерных слоев, т. е. покрытий на волокна. В качестве такого барьерного покрытия, обладающего химической инертностью по отношению к никелевой матрице, было использовано покрытие толщиной 5—6 мкм из нитрида титана, которое наносилось на вольфрамовые волокна путем восстановления тетра-хлорида титана водородом в присутствии азота [7]. Эффективность покрытия нитридом титана вольфрамовых волокон проверяли на образцах композиционного материала, состоящего из матричного никелевого сплава, армированного вольфрамовыми волокнами с тонким слоем покрытия нитридом титана. После отжига образцов при температурах 1100—1200° С с выдержкой 1, 10 и 100 ч из композиций вытравливалась вольфрамовая проволока путем растворения матрицы. Предел прочности извлеченных волокон с покрытиями оказался выше предела прочности таких же волокон без покрытия. Это объясняется тем, что волокна без покрытия при изготовлении композиций, растворяясь в матрице при нагреве, уменьшают эффективный диаметр. Кроме того, покрытия «залечивают» некоторые поверхностные дефекты волокон.

СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, СОСТОЯЩЕГО ИЗ СПЛАВА ЖС6К, АРМИРОВАННОГО ВОЛЬФРАМОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ (50 об. %) [56]

Теоретический анализ процессов, происходящих при уплотнении горячим прессованием одноосноармированных материалов с порошковой матрицей, проведен Л. И. Тучинским [86]. Анализ проводили на примере прессования материала, состоящего из порошковой матрицы, в которой расположены регулярно непрерывные и недеформированные волокна, образующие орторомби-ческую или гексагональную решетку (рис 69).