Материалов конструкционного

Уточняющие расчеты и исследования напряженно-деформированного состояния и характеристик материалов конструкции проводят с целью получения дополнительной (в том числе отсутствующей в технической документации) информации об уровне фактических номинальных и местных напряжений и деформаций, которая необходима для установления механизмов возникновения повреждений и (или) непосредственно для расчета остаточного ресурса.

и декоративных качеств зданий и сооружений и защиты осн. материалов конструкции от атм. и др. воздействий. Используют О.м. из природного камни, стекла, керамики, пластмасс, дерева, 'бетона, строит, р-ров, асбестоцемента и др. Особую группу О.м. составляют краски и лаки; выделяют облицовочные материалы (напр., природный камень, керамика), повышающие долговечность и архитектурно-художеств. качества зданий.

Переход трибосистемы из неравновесного термодинамически нелинейного состояния в стационарное равновесное связан с образованием диссипативной поверхностной структуры, происходящим в результате самоорганизации. Для реализации процесса самоорганизации необходимы соответствующие условия. Задача создания таких условий должна решаться при выборе и разработке материалов трибосистем для конкретных условий трения, выборе смазочных материалов, конструкции деталей узлов трения. Так, при разработке полимерных композиционных материалов для металлополимерных трибосистем предложен комплекс требований к составу, структуре и свойствам (табл. 1.1), обеспечивающий минимизацию накопления энтропии в трибосисте-ме [6].

где AT — увеличение срока службы; Т — срок службы конструкции или ее элемента, годы; L — стоимость рабочей силы, используемой для замены конструкции или ее элемента; С— стоимость материалов конструкции или ее элемента; АС — добавочная стоимость мероприятия, используемого для предотвращения действия коррозии.

Композиционные материалы сыграли огромную роль в решении многих космических проблем. Благодаря им неуклонно снижается вес космических аппаратов, экономятся тонны материалов, конструкции становятся более надежными.

С целью создания оптимальной (по критерию расхода дефицитных материалов) конструкции и использования прогрессивных технологических процессов оболочечные корпусные элементы изготовляют составными из материалов с различными теплофизическими, деформационными и прочностными свойствами. Для изготовления оболочеч-ных конструкций широко применяют сварные стыковые (см. рис. 4.2, а — в и 4.3, б) и нахлесточные (см. рис. 4.2, г — д и 4.3, а) соединения. Конструктивное выполнение оболочечных корпусных элементов предопределяет возможность разрывов в срединной поверхности оболочки вдоль меридиана и по радиусу, например, в сечении сварного шва (см. рис. 4.2, г - д и рис. 4.3, а).

По нашему мнению, следующим по значимости для промышленного освоения ядерных источников энергии явлением радиационной повреждаемости материалов следует назвать вакансионное распухание материалов конструкции реактора. Это явление в равной степени важно как для проблемы быстрых реакторов, так и для термоядерных реакторов.

Как следует из теории трения и износа, рабочие характеристики узлов трения машин, приборов и аппаратов зависят от свойств материалов, конструкции узла и режима работы [20, 42] . Эти условия оказывают решающее воздействие на процессы физико-химической механики при трении, а именно происходит взаимодействие поверхностей, изменение в материалах и их разрушение, т.е. износ.

для основной комбинации материалов, конструкции,

Изготовление доброкачественных сварных роторов требует в равной мере как правильного выбора материалов, конструкции ротора и сварного шва, так и соответствующей конструкции приспособлений для сборки частей ротора перед сваркой, выбора электродов, технологии самой сварки, определения режима термической обработки ротора и выбора методов контроля сварного шва.

имеют себе равных. Однако жидкие металлы обладают целым рядом серьезных недостатков: требуют больших затрат мощности на прокачку (в сочетании с низким КПД электромагнитных насосов это существенно снижает эффективный КПД ПТУ); оказывают сильное эрозионное и коррозионное воздействие на элементы установки, в связи с чем затрудняется выбор материалов конструкции, усложняется изготовление отдельных элементов (уплотнений, лопаток турбин и др.) и сокращается ресурс оборудования; являются токсичными и взрывоопасными. Указанные причины значительно тормозят развитие и совершенствование ПТУ с жидкометаллическими рабочими телами.

для пленочных материалов конструкционного назначения.

Возможность существенного улучшения массовых характеристик изделий при замене легированных сталей, цветных металлов и их сплавов на ПКМ привела к довольно широкому применению ПКМ в качестве материалов конструкционного, теплоизоляционного, теплозащитного, антифрикционного, коррозионно-стойкого и других назначений.

Характеристики углеродных волокон приведены в табл. 2.3. Они обладают низкой плотностью и высокими прочностью при растяжении и модулем упругости. Следовательно, углеродные волокна имеют высокую прочность и удельный модуль упругости. Наиболее характерной особенностью углеродных волокон является их высокий удельный модуль упругости. Это позволяет с успехом использовать углеродные волокна для армирования материалов конструкционного назначения. Углеродные волокна имеют также низкий коэффициент трения, высокую электропроводность и отрицательный коэффициент термического расширения (вдоль волокон). Они нестойки к окислению в воздушной среде. При

Характеристики углеродных волокон приведены в табл. 2.3. Они обладают низкой плотностью и высокими прочностью при растяжении и модулем упругости. Следовательно, углеродные волокна имеют высокую прочность и удельный модуль упругости. Наиболее характерной особенностью углеродных волокон является их высокий удельный модуль упругости. Это позволяет с успехом использовать углеродные волокна для армирования материалов конструкционного назначения. Углеродные волокна имеют также низкий коэффициент трения, высокую электропроводность и отрицательный коэффициент термического расширения (вдоль волокон). Они нестойки к окислению в воздушной среде. При

Использование композиционных материалов конструкционного назначения для наземных транспортных средств имеет своей целью снижение массы и повышение эффективности использования топлива. Эта же цель предопределила создание композиционных материалов повышенной прочности для изготовления изделий методом прямого прессования. Содержание рубленого стекловолокна в интервале 50 ... 65 % с малым количеством или в отсутствие другого наполнителя в полимерной матрице позволяет получать листовые формованные изделия, из которых можно изготовлять детали, обладающие относительно высокой, но в достаточной мере изотропной (сбалансированной) прочностью, например с пределами прочности при растяжении до 207 МПа и при изгибе до 400 МПа. Если же необходимо иметь более высокие направленные показатели, как в случае использования пучков волокон для армирования (например, при изготовлении бруса буфера, объемном усилении секций опоры радиатора, а также деталей боковых и задних дверей), можно использовать армирование непрерывным волокном, имеющим одноосную ориентацию, как уже было сделано для ЛФМ: предел прочности при растяжении сгв = 345 ... 550 МПа и модуль упругости при изгибе ?„ = 21 ... 34 ГПа могут быть достигнуты при измерении в направлении ориентации непрерывного армирующего компонента.

Для многих промышленных полимерных композиционных материалов конструкционного назначения достигнутая прочность вполне достаточна. Основной задачей остается решение проблемы повышения их жесткости без снижения стойкости к растрескиванию. Для этих целей разработаны специальные высокомодульные волокна (табл. 1.6), которые выпускаются промышленностью в больших количествах и приемлемой стоимости. При этом способ

Для удобства теоретического анализа основные типы композиционных материалов конструкционного назначения можно разделить на две группы.

Наполнение различных полимеров ПТФЭ широко используется для получения материалов с улучшенными антифрикционными свойствами. Разработан и освоен промышленностью выпуск ряда полимерных материалов конструкционного назначения, в которых в качестве наполнителя используется ПТФЭ, широко применяемых в производстве подшипников. Такие материалы обладают во многих случаях более высокой прочностью и устойчивостью к ползучести по сравнению с наполненным ПТФЭ. Полимеры, наполненные ПТФЭ, имеют более низкую стоимость по сравнению с наполненным ПТФЭ и могут перерабатываться обычными, доступными методами (например, литьем под давлением), которые неприменимы для композиций на основе ПТФЭ.

Полимерные композиционные материалы, главным образом стекло- и асбопластики, начали применяться в инженерной практике несколько десятилетий назад и в настоящее время заняли важное место среди традиционных материалов конструкционного

Быстрое расширение ассортимента полимеров, используемых в производстве композиционных материалов конструкционного назначения, с одной стороны, и недостаточное знание соответствую-

Армирующие волокна обладают не только механическими свойствами, превосходящими механические свойства матрицы, но и более высокой теплопроводностью и отличными от матрицы электрическими свойствами. Очевидно, что ориентация волокон относительно вектора потока энергии должна оказывать влияние на соответствующие свойства композиционных материалов. Наблюдаемая при этом анизотропия свойств, связанных с явлениями переноса, является одной из характерных особенностей таких материалов и отличает их от большинства металлических материалов конструкционного назначения. Теплопроводность в продольном направлении композиционного материала (вдоль оси волокна) даже в случае изотропного армирующего наполнителя может быть на 30% выше, чем в поперечном направлении (перпендикулярном оси волокна). Композиционные материалы на основе углеродных волокон имеют отношение теплопроводности в осевом направлении к теплопроводности в поперечном направлении около 50 : 1.