Материала существуют

Не приводя доказательства, укажем, что для изотропного материала существует следующая зависимость между тремя упругими постоянными ?, G и [л:

Для изотропного материала существует следующая зависимость между модулем продольной упругости Е и модулем сдвига G:

Для каждого материала существует только ему присущее

Твердость. Для определения твердости материала существует много различных способов. Одним из наиболее распространенных является метод Бринелля (ГОСТ 9012—59*), по которому о твердости судят по площади F сферического отпечатка, получившегося при вдавливании нагрузкой Р стального закаленного шарика в шлифованную поверхность образца. Числом твердости НВ по Бринеллю называется отношение нагрузки к площади отпечатка:

Механизм деформации и разрушения разных конструкционных материалов различен. В настоящее время появилось много новых материалов, в том числе синтетических. Некоторые из них имеют ярко выраженную анизотропию. Таковы, например, армированные и волокнистые материалы. Но даже многие из тех материалов, которые в больших объемах кажутся вполне однородными (как, например, сталь и чугун), имеют поликристаллическую структуру и, следовательно, в микрообъемах тоже анизотропны. Поэтому до настоящего момента не удалось построить универсальную математическую модель, удовлетворительно описывающую процесс деформации и разрушения любого материала. Существует несколько таких моделей, каждая из которых строится на основе своей особой гипотезы разрушения и находится в согласии с экспериментальными результатами только для определенной группы материалов. Мы не сможем рассмотреть здесь все эти модели и ограничимся только несколькими, простейшими, но обеспечивающими приемлемую точность расчетов.

дела выносливости (усталости). За условный предел выносливости принимают напряжение, при котором образец способен выдержать 108 циклов (принятая база для испытания). Для каждого материала существует такое максимальное значение напряжения, при котором образец выдерживает, не разрушаясь, практически любое количество циклов. Величина такого напряжения называется пределом выносливости (усталости). Выбор предела выносливости обусловлен определенными трудностями, так как для большинства материалов пределы выносливости пока еще не определены. Для получения их требуется произвести механические испытания материала на усталость и по полученным результатам построить кривые выносливости. Если такие кривые отсутствуют, то приходится пользоваться приближенными методами определения предела выносливости. При деформации изгиба, растяжения и кручения пределы выносливости для различных материалов могут быть приближенно определены по величинам пределов текучести и прочности (табл. 13.3),

здесь эффективные коэффициенты жесткости даются формулам» (22) и (25), а также либо (26), либо (20) и (21). Таким образом, в общем случае, т. е. при отсутствии какой-либо внутренней симметрии материала, существует 21 коэффициент жесткости на

Количество энергии, которое может быть запасено, зависит от размеров конденсатора и типа изоляционного материала. Изоляционные материалы обычно классифицируются по отношению Б к ЕО, обозначаемому постоянной К*. Для каждого изоляционного материала существует некоторое критическое значение напряженности поля, называемое электричес-

Задача повышения величины поля в зазоре находится обычно в противоречии с задачей улучшения его однородности. Трудности создания высокооднородных магнитных полей с индукцией выше 10—15 кгс прогрессивно возрастают по мере увеличения поля. Хюбер и Примас [49] высказали предположение, что для каждого материала существует некоторая критическая индукция В0, выше которой наблюдается внезапное резкое изменение конфигурации поля, причем при дальнейшем увеличении индукции неоднородность быстро возрастает. Если радиальное изменение z-компоненты поля представить в виде B(R) =B0(l—b2R2 + ...), то сказанное можно выразить следующим образом:

дела выносливости гладкого образца, то трещина прекращает свое развитие. Для каждого материала существует предельный теоретический коэффициент концентрации напряжений, при котором указанный эффект независимо от глубины и остроты надреза не проявляется.

Увеличение амплитуды ультразвуковых колебаний ведет к существенным изменениям в тонкой структуре и к еще большему упрочнению материала Д17« В то же время для каждого материала существует пороговые значения интенсивности ультразвука, прв которых напряжение течения может падать практически до нуля /5ft/. Для алюминия, например, необходимо, чтобы интенсивность ультразвука была около 50 Вт/ом2,для бериллия в стали - 00-100 Вт/см2."Акустическое течение" наблюдалось также в других металлах и сплавах /2,10,21/. В работе /II/ показано,что пороговая величина интенсивности-снижается о повышением температуры, а предел текучести адши-иия значительно увеличивается в результате предварительного ультразвукового облучения при неизменной пластичности. Предел текучести возрастает в два раза, предел прочности всего лишь на 4$.

Однако, при нагружении конструкций из малоуглеродистых, низко- и среднелегированных сталей, содержащих плоскостные дефекты, имеет место, как правило, развитое пластическое течение в вершине данных концентраторов (зона АВ на рис. 3.2). В общем случае это снижает опасность хрупких разрушений, так как часть энергии нагружения расходуется на образование пластических зон. В данных зонах напряжения и деформации уже не контролируются величиной коэффициентов интенсивности напряжений, а определяются из соотношений теории пластичности. Для некоторого упрощения описания процесса разрушения в механике разрушения вводят критерии, описывающие поведение материала за пределом упругости: 5С— критическое раскрытие трещины и Jc — критическое значение независящего от контура интегрирования некоторого интеграла. Деформационный критерий 6С основан на раскрытии берегов трещины до некоторых постоянных критических значений для рассматриваемого материала. На основе контурного Jp-интеграла представляется возможность оценить момент разрушения конструкций с трещинами в упруго-пластической стадии нагружения посредством определения энергии, необходимой для начала процесса разрушения. При этом полагается, что критическое значение энергетического параметра, предшествующее разрушению, является характеристикой материала. Существуют также и другие характеристики разрушения, которые не получили широкого распространения на практике. Например, сопротивление микросколу (Rc), сопротивление отрыву, угол раскрытия вершины трещины, двухпараметрический критерий разрушения Морозова Е. М. и др.

Опыты показывают, что для каждого материала существуют оптимальные степень деформации и температура отжига, обеспечивающие после МТО наиболее высокую жаропрочность. Поэтому возникает задача установления оптимальных параметров МТО для каждого материала. Наиболее просто оптималь-

Однако, при нагружении конструкций из малоуглеродистых, низко- и среднелегированных сталей, содержащих плоскостные дефекты, имеет место, как правило, развитое пластическое течение в вершине данных концентраторов (зона АВ на рис. 3.2). В общем случае это снижает опасность хрупких разрушений, так как часть энергии нагружения расходуется на образование пластических зон. В данных зонах напряжения и деформации уже не контролируются величиной коэффициентов интенсивности напряжений, а определяются из соотношений теории пластичности. Для некоторого упрощения описания процесса разрушения в механике разрушения вводят критерии, описывающие поведение материала за пределом упругости: 5С—критическое раскрытие трещины и Jc— критическое значение независящего от контура интегрирования некоторого интеграла. Деформационный критерий 5соснованна раскрытии берегов трещины до некоторых постоянных критических значений для рассматриваемого материала. На основе контурного ^-интеграла представляется возможность оценить момент разрушения конструкций с трещинами в упруго-пластической стадии нагружения посредством определения энергии, необходимой для начала процесса разрушения. При этом полагается, что критическое значение энергетического параметра, предшествующее разрушению, является характеристикой материала. Существуют также и другие характеристики разрушения, которые не получили широкого распространения на практике. Например, сопротивление микросколу (Rc), сопротивление отрыву, угол раскрытия вершины трещины, двухпараметрический критерий разрушения Морозова Е. М. и др.

материалах не обладают свойством дисперсии, наличие граничных поверхностей, определяющих форму конструкции, вызывает отражение волн, характер которого зависит от длины волны (А, = = 2nlk = 2пи/а>). Если через а обозначить характерный геометрический параметр (толщину, диаметр), то параметры ka или соа/у оказываются критическими в задачах, включающих анализ дисперсии. Поэтому естественно ожидать, что структурные неоднородности, такие как волокна, слои или частицы, содержащиеся в связующем, будут вызывать возрастание дисперсии волн, длина которых приближается к размерам или расстояниям между компонентами композиционного материала. Отметим, что в композиционных материалах, используемых для изготовления элементов конструкций, существуют два источника дисперсии — связанный с геометрическими параметрами структурных элементов материала, например с диаметром волокон или толщиной слоя, и определяемый размерами конструкции. Можно ожидать, что второй источник дисперсии оказывается существенным для волн, длина которых значительно превышает характерные размеры структурных элементов материала.

Существуют три основных подхода к описанию дисперсии в композиционных материалах:

Следовательно, разрушение композитов не является более одномерной задачей г). Для трещин с различными ориентациями по отношению к осям симметрии материала следует описывать не только внешние нагрузки, но также необходимо измерять или вычислять затраченную энергию и диссипацию. С другой стороны, установлено, что соответственно каждому из направлений распространения трещины по отношению к осям материала существуют различные диссипативные функции для правой части неравенства (11) и затраченная энергия не обязательно постоянна. Хотя

1. Предварительные замечания. В §§ 2.11 и 2.13 были описаны статические кратковременные испытания гладких образцов из различных материалов на растяжение и сжатие при комнатной температуре. Предыдущие параграфы настоящей главы содержат описание различных упругих и механических свойств материалов и оценку влияния различных факторов на эти свойства. Уже при этом обсуждении приходилось обращаться к результатам динамических испытаний (при определении сопротивляемости ударному воздействию и при оценке влияния скорости деформирования на различные свойства), кратковременных и длительных испытаний при высоких температурах (при определении' предела длительной прочности и предела ползучести, а также при оценке влияния температурного фактора на различные свойства), длительных испытаний при переменных по величине и знаку нагрузках, длительных испытаний при комнатной температуре и постоянной нагрузке и при монотонно убывающей нагрузке. Приходилось, наряду с рассмотрением результатов испытания гладких образцов, обращаться и к анализу материалов испытаний образцов с надрезом; указывалось, что, кроме непосредственного определения интересующих инженера свойств материала, существуют косвенные пути оценки этих свойств (при помощи определения твердости); отмечалось, что,

Для каждого литейного материала существуют относительно оптимальные размеры сечений литых заготовок, при которых достигаются не только наиболее высокие и однородные механические свойства в различных частях, но и наибольшее соответствие тому или иному способу изготовления.

Таким образом, внутри материала существуют две основные зоны.

Метод обогащения железных руд выбирается в зависимости от физического состояния руды и железорудного материала. Существуют несколько видов обогащения.

• В стальных изделиях температурные сигналы в зонах уноса материала существуют в течение значительно более длительных времен, нежели в тонких алюминиевых листах (вплоть до десятков секунд), однако с ростом толщины металла усиливается диффузия тепла, а также возникает проблема оптимального прогрева изделия по всей глубине, что требует значительной мощности нагрева.