Материалов оценивается

Истоки этого направления начинаются с работ А. Гриффитса (20-е годы), который показал, что разрушение высокопрочных материалов обусловлено имеющимися в теле трещинами или трещи-ноподобными дефектами, развитие которых и определяет весь процесс разрушения. Как указывалось выше (с. 72), концентрация напряжений в устье дефекта прямо пропорциональна корню квадратному из отношения его длины к радиусу закругления. Если напряжение в устье дефекта достигнет теоретической прочности, то произойдет хрупкое разрушение и трещина увеличится по длине. Такое местное разрушение в устье трещины может перейти в самопроизвольное, если уменьшение упругой энергии, обусловленное приростом трещины, будет превышать работу, необходимую для образования новых поверхностей, т. е. поверхностная энергия должна быть меньше высвобождающейся упругой энергии.

Широкое применение конструкционных композиционных материалов обусловлено их важными физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

Реальные материалы разрушаются при значительно более низких напряжениях, чем теоретическая прочность на отрыв или на сдвиг. Это снижение прочности материалов обусловлено наличием в реальных телах различного рода дефектов, в том числе и трещин, концентрация напряжений в вершинах которых превосходит теоретическую прочность. Предположение о наличии таких дефектов впервые было сделано Гриффитсом [376]. Рассматривая . общее изменение энергии тела с увеличением длины трещины, Гриффите показал, что трещина начинает катастрофически расти при напряжениях, превышающих

Отклонение от прямой пропорциональности у неграфитиро-ванных материалов обусловлено тем, что средний свободный пробег определяется не только рассеянием на границах зерен /2 и на собственных колебаниях решетки 1\, но и на дефектах -2з. Поэтому

Различие размерных изменений исследованных материалов обусловлено различием их физических свойств. Наличие в наполнителе высокосовершенного природного графита предопределило при низкотемпературном облучении значительный рост размеров в параллельном оси прессования направлении. Для материалов на основе пиролизного и пекового коксов отличие размерных изменений невелико при рассмотренных условиях облучения.

Старение технических полимерных материалов обусловлено в основном процессами, приводящими к деструкции полимеров, т. е. распаду основных цепей макромолекул на осколки более простого строения, или к изменению строения макромолекул и взаимодействия между ними (без разрыва основной цепи).

Некоторые области применения. Применение титана и его сплавов в качестве конструкционных материалов обусловлено высоким отношением пределов прочности к весу как при комнатной, так и при повышенной (150—500° С) температуре и отличной коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах.

Разрушение полимерных материалов обусловлено процессом разрыва внутримолекулярных химических связей. В некоторых полимерах единичный акт разрыва одной химической связи в макромолекуле служит источником для возбуждения вторичных процессов с выделением внутренней энергии и добавочным разрушением связей за счет этой энергии.

Старение полимерных материалов обусловлено в основном процессами деструкции и сшивания макромолекул полимера.

Истоки этого направления начинаются с работ А. Гриффитса (20-е годы), который показал, что разрушение высокопрочных материалов обусловлено имеющимися в теле трещинами или трещи-ноподобными дефектами, развитие которых и определяет весь процесс разрушения. Как указывалось выше (с. 72), концентрация напряжений в устье дефекта прямо пропорциональна корню квадратному из отношения его длины к радиусу закругления. Если напряжение в устье дефекта достигнет теоретической прочности, то произойдет хрупкое разрушение и трещина увеличится по длине. Такое местное разрушение в устье трещины может перейти в самопроизвольное, если уменьшение упругой энергии, обусловленное приростом трещины, будет превышать работу, необходимую для образования новых поверхностей, т. е. поверхностная энергия должна быть меньше высвобождающейся упругой энергии.

Из табл. 16 следует, что отличие пределов выносливости на базе 107 циклов для исследованных сталей изменяется в пределах 0,17—0,3, более высокое значение KI имеют стали с более высокими пределами текучести (12X13, ХН35ВТ, 40Х). Сравнивая значения К2 и К3, видим, что основное отличие пределов выносливости исследуемых материалов обусловлено влиянием градиентов напряжений, которые наиболее существенны в области многоцикловой усталости, особенно

Унификация материалов оценивается коэффициентом применя-

так как при каждом значении напряжения можно довести образец до разрушения. Сопротивление усталости таких материалов оценивается по пределу ограниченной выносливости, под которым понимают максимальное по абсолютному значению напряжение цикла, соответствующее задаваемой циклической долговечности. Предел выносливости при симметричном цикле обозначают через а_ь при отнулевом — через сг0.

КИСЛОТОСТОйКОСТЬ, кислотоупорность, — способность материалов противостоять действию к-т, преим. минеральных. К. ме-таллпч. материалов определяется по потерям массы с ед. поверхности — г/(ма-ч). К. неметаллич. материалов оценивается, напр., по степени набухае-мрсти или по изменению массы материала после обработки кислотой (в %).

Коррозионная етойкоеть металлических материалов оценивается по десятибалльной шкале (табл. 2).

Качество материалов оценивается механическими, физическими и технологическими свойствами. Первые два оценивают техническую при< годность материала, а третьи — условия его обработки.

Равномерность сушки сыпучих материалов оценивается определением конечной влажности отобранных после сушки проб, которая должна быть примерно одинаковой, иначе не будет решена задача правильной шихтовки материала или дозировки его в дальнейших технологических процессах по изготовлению изделий.

Распределение напряжений и деформаций в изделии, состоящем из разнородных материалов, оценивается усредненным значением модуля упругости и коэф- , фициента Пуассона, при этом принимается, что мембранные напряжения* пропорциональны пределу текучести основного материала. В современных конструкциях отношение предела текучести к расчетному напряжению составляет 1,5—1,6. Напряжения в таких изделиях могут быть рассчитаны с достаточной точностью методом конечных элементов. Конечные элементы представляют собой небольшие зоны или объемы, в которых

Износ. Механизм износа эластомерных уплотнений весьма сложен и определяется комплексом физико-механических свойств и геометрическими характеристиками фрикционной пары. По И. В. Крагельскому [26, 52] характер и интенсивность износа зависят от вида нарушения фрикционных связей. В зависимости от прочности возникающей между эластомером и твердым телом связи различают пять видов нарушения единичных адгезионных связей, из которых вытекают три основных вида износа: 1) адгезионный, приводящий к своеобразному скатыванию или намазыванию поверхностного слоя эластомера; 2) абразивный, вызванный микрорезанием эластомера острыми выступами поверхности или частицами загрязнений; 3) усталостный, вследствие многократного деформирования поверхностных слоев эластомера выступами неровностей контртела. При скольжении в эластомере перед выступом микронеровности возникает зона сжатия, а позади него — зона разрежения. Если относительное внедрение hi г велико (Н — глубина внедрения; г — радиус неровности), происходит микрорезание. Если hir мало, происходит многократная деформация поверхностных слоев эластомера, приводящая к постепенному усталостному износу. Это основной вид износа уплотнений при трении по хорошо обработанным поверхностям и наличии смазки. Износ материалов оценивается следующими основными характеристиками: удельным износом i и интенсивностью износа J, связанными

антифрикционных материалов оценивается, в оновном, при тре-

Наиболее интенсивно изнашивается рабочий торец инструмента. Степень износа инструментальных материалов оценивается по отношению к износу заготовки.

Режим нагружения. Стремление учесть влияние случайного нагружения на характеристики сопротивления усталостному разрушения металла сделало необходимым проведение лабораторных испытаний при различных режимах изменения напряжений. Режимы лабораторных испытаний на усталость можно подразделить на стационарные, монотонного увеличения или уменьшения нагрузки, блочного и случайного нагружения. При стационарном режиме (гармоническом, бигармоничесхом, треугольном, трапецеидальном и др.) закон изменения ст в пределах одного цикла остается постоянным до разрушения. При монотонном нагружении амплитуда или среднее напряжение плавно или ступенчато изменяется до разрушения детали. Блочное нагружение осуществляется ступенчатым (рис. 11.5.) или непрерывными блоками, которые периодически повторяются вплоть до разрушения. При случайном нагружении последовательность ступеней или единичных значений амплитуд и средних напряжений цикла изменяется случайным образом. Наиболее часто влияние случайного характера приложения нагрузки на долговечность материалов оценивается по результатам испытаний конструкционных элементов или образцов при использовании блоков, отображающих статистические закономерности случайного нагружения.