Материалов возникает

сводится к снижению напряжений, что скрадывает основное преимущество высокопрочных материалов; возможность повышения расчетных напряжений с соответствующим выигрышем в массе. Это преимущество удается реализовать лишь отчасти и при очень большом утонении стенок (до величины порядка 1—2 мм для обычных деталей в общем машиностроении), т. е. при переходе на оболочковые конструкции.

возможность надежного соединения деталей из очень тонких листовых материалов;

возможность скрепления разнородных материалов;

Основными достоинствами современной регистрирующей аппаратуры являются следующие: высокая скорость записи, быстрая готовность документов, максимальная дешевизна носителя записи и других расходуемых материалов, возможность работы с носителем на свету, отсутствие вредных для здоровья химических процессов при получении видимого изображения, низкий расход энергии на получение изображения, большая долговечность органов записи, устойчивость, высокое качество записи и т. п. Однако пока не существует методов регистрации, которые имели бы все перечисленные достоинсша. В каждом конкретном случае приходится выделять обязательные требования и, пренебрегая остальными, выбирать соответствующий метод или устройство регистрации. Помимо основной аналоговой информации (графика, изображения и т. п.) часто необходимо записывать сопроводительные данные, облегчающие чтение, расшифровку или оценку документа. К таким данным относят координатную сетку или линейные метки, метки времени или сопроводительную временную диаграмму, дату получения документа, характеристику объекта контроля (номера изделия и партии, материал, типоразмер и т. д.), характеристику условий контроля (вид контроля, энергии, температуру, влажность и т. п.) и др.

Расширение работ по созданию и исследованию композиционных материалов привело к настоятельной необходимости упорядочения и усовершенствования терминологии, а также к выделению основных, существенных признаков композиционных материалов. Возможность решения этой задачи связана с разработкой классификации, которую, в свою очередь, надо начинать с основных определений. Следует, однако, отметить, что в настоящее время не существует даже общепринятого определения композиционного материала; наиболее полным является определение, предложенное в работе [32], которое можно принять за основу. В соответствии

сводится к снижению напряжений, что скрадывает основное преимущество высокопрочных материалов: возможность, повышения расчетных напряжений с соответствующим выигрышем в массе. Это преимущество удается реализовать лишь отчасти и при очень большом утонении стенок (до величины порядка 1—2 мм для обычных деталей в общем машиностроении), т. е. при переходе на оболочковые конструкции. • Для некоторых деталей (дисков, отсеков, зубчатых колес, шатунов, рычагов, валов) эта форма осуществима, хотя и требует коренного изменения конструкции и технологии изготовления. Поэтому наряду с увеличением моментов инерции необходимо применять другие средства уменьшения деформаций: сокращение длины деталей, более тесную расстановку опор и т. д. Во всяком случае применение сверхпрочных материалов ставит перед конструкторами и технологами новые задачи, решение которых требует значительных творческих усилий.

а) Практическая независимость скорости, качества и производительности обработки от механических свойств (прочности, твердости) обрабатываемых материалов. Возможность обрабатывать материалы с любыми механическими свойствами без значительных усилии.

Перспективами процесса электрошлаковой сварки является расширение круга применяемых материалов, возможность сварки элементов относительно небольших толщин, сокращение процессов термической обработки, улучшение контроля за состоянием сварочной ванны, обеспечение однородных и прочных швов.

Возможность смазки подшипников из полимерных материалов водой ставит при их изготовлении ряд новых проблем 1. В целом, стоимость смазки снижается, причем полностью исключается стоимость масла, но возрастает стоимость энергии, необходимой для нагнетания хладоагента через подшипник, поскольку с учетом незначительной теплопроводности охлаждение должно быть весьма интенсивным.

1 Возможность смазки водой имеет принципиальное значение при конструировании погружаемых в воду подшипников со втулками из полимерных материалов, например подшипников гребных винтов. Такие подшипники не должны иметь уплотнений и специальных приспособлений для охлаждения.

металлического слоя различной твердости и износостойкости, уменьшение расхода наплавочных материалов, возможность регулирования толщины наносимого слоя в зависимости от износа, значительное повышение производительности и улучшение условий труда наплав-щиков.

Под технологической прочностью при сварке плавлением донимается способность материала к формированию сварных соединений без горячих трещин. Склонность материалов к образованию горячих, трещин обычно контролируют с помощью жестких технологических проб по наличию трещин в сварных швах. Однако еще в пятидесятых годах Н. Н. Прохоров предложил качественную модель для образования горячих трещин при -сварке плавлением ив рамках этой модели уетбновйл-основвые факторы, определяющие условия зарождения го-'рячих трещин в сварных швах. Согласно этой концепции склонность металлических материалов к образованию горячих трещин в условиях сварки плавлением определяется тремя основными факторами: 1) шириной температурного интервалп хрупкости ТИХ; 2) величиной пла-стичности материала в ТИХ; 3) темпом деформации материала шва при его остывании в ТИХ. Эта склонность имеет тенденцию нарастать с ростом ТИХ, с уменьшением пластичности в ТИХ и с увеличением скорости деформирования металла шва в ТИХ. Для количественной оценки склонности материалов к образованию горячих трещин была разработана специальная установка, в которой испытывалась серия образцов сварных соединений, которые в момент возбуждения сварочной дуги начинали деформироваться с различными скоростями. В качестве критерия технологической прочности использовалась максимальная скорость деформации, при которой в сварном шве еще не возникают горячие трещины. Наличие горячих трещин фиксировалось визуально по цветам побежалости в металле шва после долома сварных образцов. Конструкция машины отличалась кинематической сложностью, элементная база ее соответствовала уровню тех лет и не обеспечивала оперативность управления машиной и надежность регистрации работок параметров экспериментов. В силу этих причин она не тиражировалась большой серией и не получила широкого распространения. Однако проблема горячих трещин не была снята окончательно и с разработкой новых материалов возникает вновь. Т. A. Hep-ISO

Перед концом трещины для большинства реальных материалов возникает более или менее развитая пластическая зона, причем даже если протяженность этой области будет доходить до 20% длины трещины, то поле напряжений вокруг пластической зоны все еще определяется асимптотическими формулами. Поэтому и размер пластической области, и интенсивность пластических деформаций в ней целиком контролируются коэффициентом интенсивности напряжений К и свойствами материала. Надо только оговорить, что для справедливости положений линейной механики развития трещин при вычислении коэффициента К следует искусственно (фиктивно) увеличить длину (или полудлину) трещины на половину длины пластической зоны. Эта процедура носит название пластической поправки Ирвина [1241.

равновесия — криволинейная. Если при этом стержень и не разрушится, то в нем возникнут недопустимо большие перемещения, которые могут нарушить работоспособность всего узла, в состав которого входит этот стержень. Следовательно, перед сопротивлением материалов возникает еще одна задача т— проверка устойчивости элементов сооружений.

§ 2. Геометрические При решении различных задач по сопротив-характеристики лению материалов возникает необходимость поперечных сечений бруса оперировать некоторыми геометрическими характеристиками поперечных сечений брусьев. ., Возьмем некоторое поперечное сечение бруса

Одна из проблем, связанных с двумерными моделями композиционных материалов, возникает из-за существующих на границе раздела включения и матрицы ограничений перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости модели. Таким образом, вблизи границы раздела имеет место трехмерное напряженное состояние, по мере удаления от границы постепенно приближающееся к двумерному. Это явление (так называемый эффект «защемления») обсуждалось Парксом и Дюрелли [48, 22], которые предложили ввести на границе включения и матрицы опорное ребро, что позволяет проводить фотоупругий анализ так же, как для плоского напряженного состояния. Райнс [54] предложил общий подход к решению задач с ограничениями на перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости модели, расширив понятие обобщенного плоского напряженного состояния. При этом подходе среднее поперечное нормальное напряжение считается не равным нулю, но экспоненциально убывающим при удалении от границы раздела. Другой подход к проблеме ограничений на перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости модели, заключается в том, чтобы, используя смазку, ввести жесткие включения в отверстия меньшего размера в мягкой матрице (Дэниел и Дюрелли [19]).

КОСМИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ — рассматривает поведение материалов в космосе или в условиях, приближающихся к космическим. При разработке и эксплуатации материалов возникает ряд основных проблем.

В результате испытаний предложен способ нанесения слоя меди на поверхность трения в кислом электролите за счет термо-ЭДС при контактировании с парой трения сплавов, содержащих в своем составе медь. В основе термоэлектрохимического процесса лежит эффект Зеебека, состоящий в том, что в замкнутой электрической цепи из разных материалов возникает термо-ЭДС, если в местах контактов поддерживаются разные температуры. В опыте одним из контактов электрической цепи являлся фрикционный контакт, другим — электрически замкнутые через смазывающее вещество (электролит) поверхности деталей, не участвующие в трении. Термо-ЭДС

При работе с наполненными фторопластами (получении их и переработке), помимо опасности отравления продуктами термической деструкции материалов, возникает опасность отравления некоторыми видами наполнителей.

Действительные значения контактных напряжений, возникающих на опорной площадке полимерного подшипника, меньше, чем при контактировании двух металлических поверхностей. Это объясняется тем, что в нагруженных узлах при сочетании материалов, обладающих различной жесткостью, площадь их фактического контакта близка к ее номинальному значению. Однако при малой жесткости одного из материалов возникает опасность чрезмерного увеличения угла контакта.

В зоне соприкосновения двух разнородных материалов возникает контактная разность электрических потенциалов. Один металл из этой пары, обладающий менее отрицательным потенциалом по сравнению с другим, является более «благородным». Поверхность конструкционного материала может быть неоднородной по химическому составу, по физическим свойствам (местные нагартовки и пр.). Может быть неоднородной и среда-электролит (различная концентрация примесей). Это приводит к образованию макро- и микрогальванических элементов с появлением электрических токов, ко'торые и являются причиной электрохимической коррозии. В системе возникают анодные и катодные участки. Анодные участки обладают более отрицательным электродным потенциалом. Здесь металл переходит в виде гидратированного иона в раствор, оставляя на поверхности электроны (процесс окисления). В области катода притекающие с анодного участка электроны передаются частицам вещества-деполяризатора, например кислорода. В зависимости от того, кинетика какой реакции определяет коррозию, говорят об анодном или катодном контроле скорости коррозии.

При относительном перемещении контактирующих материалов возникает сила трения F, препятствующая взаимному перемещению. Сила трения равна F = Pf, где Р — нормальная составляющая внешней силы, действующей на контактную поверхность, а / — коэффициент трения 2. Коэффициент трения (безразмерная величина) может быть определен из уравнения: / — A (\.w /P), где А — коэффициент, ц. — динамическая вязкость и у — относительная скорость перемещения. Чем ниже значение /, тем меньше износ.