Механическое воздействие

Если точка а на этой схеме показывает механическое состояние материала, то дефект при таком напряжении не опасен, однако разрушение произойдет в момент пересечения с кривыми К1С, если будет расти рабочее напряжение или увеличиваться в результате усталостных повреждений (например, длина дефекта). Очевидно, материал с более высоким значением К\с более надежен, так как при большем напряжении или длине третий произойдет разрушение.

Несколько сил, действующих на какое-либо одно твердое тело, называются системой сил. Различные системы сил, производящие на твердое тело одинаковое механическое действие, называются эквивалентными. Если систему сил, приложенных к твердому телу, заменить иной, но эквивалентной системой, то механическое состояние тела не нарушится. Сила, эквивалентная данной системе сил, называется ее равнодействующей.

Если при замене одной системы сил другой механическое состояние тела не изменяется (в частности, тело, находившееся в со-

Ну, а если напряженное состояние в точках нагруженного образца изменить, изменится ли поведение материала? Многочисленные эксперименты показали, что поведение материала — его механическое состояние в первую очередь определяется напряженным состоянием. Так, хрупкий при одноосном растяжении чугун приобретает пластические свойства при большом всестороннем давлении.

Таким образом, механическое состояние материала зависит от вида напряженного состояния и значений главных напряжений.

Тела в природе различным образом взаимодействуют между собой или с окружающей их средой. Механическое взаимодействие тел, т.е. взаимодействие, влияющее на их состояние покоя или движения (механическое состояние), характеризуется силами.

Если какая-нибудь система сил обладает таким свойством, что после приложения к свободному телу она не изменяет его механическое состояние, то такая система сил называется уравновешен -ной. '

Равновесие (как и любое другое механическое состояние) твердого тела не нарушится, если к нему приложить или удалить систему уравновешенных сил.

Следствие из аксиом III и IV. Механическое состояние твердого тела не нарушится от перенесения силы вдоль линии ее действия.

На основании аксиомы IV отбросим силы Р и Р,,, как взаимно уравновешенные. Тогда оставшуюся силу Р1 можно "рассматривать как силу Р, перенесенную из точки А в точку В по линии действия, причем механическое состояние не нарушается. Следствие доказано.

механическое состояние нетвердого тела не нарушится, -если оно станет абсолютно твердым.

Во-первых, заменой технологических способов, для которых характерно локальное, обычно механическое, воздействие инструмента на объект обработки, технологическими способами обработки, для которых характерно одновременное (часто немеханическое или не только механическое) воздействие на весь объем материала обрабатываемого оГъекта (например, прессование из порошков, объемная пластическая деформация металлов н пластмасс и пр.), воздействие на всю обрабатываемую поверхность (например, электрофизические и электрохимические способы формообразования металлов, напыление, осаждение и пр.) или па весь обрабатываемый контур (например, склеивание, сварка и пр.). Такая замена часто ведет к тому, что многостадийные технологические процессы превращаются в одностадийные процессы практически мгновенного превращения исходного сырья в готовое изделие или полуфабрикат.

5.21, 0), подсоединенный к электрической цепи и управляемый входным воздействием подвижного звена машины. Конечный выключатель преобразует механическое воздействие (сигнал х подпружиненного стержня 1} звена машины в выходной электрический сигнал f и выполняет в электрической цепи с размыкающимися контактами 2 роль ЛЭ отрицания (инвертор), f — x, а с замыкающими контактами 3 — роль ЛЭ повторения ДА, f = x.

В качестве входного пневматического ЛЭ используется путевой двухпозиционный трехлинейный распределитель (пневмовыключа-тель), преобразующий входное механическое воздействие подвижного звена машины в выходной пневматический сигнал х (рис. 5.26, а). Трехлинейным распределитель называется потому, что к корпусу 2 подведены три линии воздухопроводов: к отверстию 3 — выходная линия х, к отверстию 4 — напорная линия от источника сжатого воздуха, к отверстию 5 — атмосферная линия. В двухпозиционном распределителе подвижные кнопки / и клапан 6 могут находиться в двух положениях: верхнем и нижнем.

пневмовыключателю), линия 5 соединена с атмосферой (обозначена треугольником от пневмовыключателя), а линия 3 является выходом пневматического сигнала х. Отверстие (канал), закрытое в данной позиции, обозначено поперечной чертой. Механическое воздействие отсутствует, и выход соединен с атмосферой (х=0). При нажатии кнопки меняется соединение линий в пневмовыключателе и на условном обозначении нужно мысленно передвинуть верхний квадрат на место нижнего, оставляя внешние линии воздухопрово-

В качестве выходных пневматических ЛЭ используются различные исполнительные распределители, преобразующие выходной (от СУ) пневматический сигнал / в механическое воздействие на регулирующий орган силового пневмо- или гидропривода. На рис. 5.27, а изображен четырехлинейный двухпозиционный пневморас-пределитель золотникового типа с двухсторонним управлением.

Для системы управления на электрических Л Э (рис. 5.34) в качестве входных ЛЭ взяты контактные путевые выключатели SQL SQ2, SQ3 с двумя инверсными входами (см. рис. 5.21, а, г), преобразующие механическое воздействие детали в электрические сигналы к и х. В качестве выходных ЛЭ приняты катушки электромагнитов УД/ и YA2, являющиеся одновременно и силовыми элементами привода задвижек и преобразующие электрический сигнал / в механическое перемещение задвижек 3i и 32.

Явление коррозионной кавитации (механическое воздействие оказывает сама коррозионная среда) также близко по характеру разрушений к механизму коррозионной усталости, хотя действие механических напряжений ограничено отдельными зонами. Этот вид разрушения приводит к образованию местных глубоких язвин, что, например, наблюдается у гребных винтов.

Электрофизические и электрохимические (ЭФХ) методы обработки появились в связи с применением сверхпрочных металлов и других материалов, трудно поддающихся традиционной обработке. Новые методы оказались эффективными для изготовления деталей сложной формы (штампов, пресс-форм), деталей малой жесткости или небольших размеров (с круглыми отверстиями, щелями), а также обработки в тех случаях, когда механическое воздействие на заготовку либо ограниченно, либо режущий инструмент (фреза, сверло, резец) не может быть подведен к обрабатываемой поверхности.

1. Источник тепла при сварке перемещается вдоль соединяемых кромок, а вместе с ним движутся плавильное пространство и сварочная ванна. При дуговой сварке столб дуги, расположенный в головной части ванны, оказывает механическое воздействие — давление на поверхность расплавленного металла за счет удара заряженных частиц, давления газов и дутья дуги. Давление приводит к вытеснению жидкого металла из-под основания дуги и погружению столба дуги в толщу основного металла. Жидкий металл, вытесненный из-под основания дуги, по мере передвижения дуги отбрасывается в хвостовую часть сварочной ванны. При удалении дуги отвод тепла начинает преобладать над притоком и начинается затвердевание — кристаллизация сварочной ванны. В процессе затвердевания по границе расплавления образуются общие кристаллиты, что и обеспечивает монолитность соединения.

Основные виды изнашивания следующие: механическое — результат механических воздействий; коррозионно-механиче-ское — механическое воздействие сопровождается химическим или электрическим взаимодействием со средой; абразивное — результат режущего или царапающего действия твердых частиц, находящихся в свободном или закрепленном состоянии; эрозионное — результат воздействия потока жидкости или газа; усталостное — выкрашивание частиц материала поверхностного слоя при Периодически меняющейся нагрузке (этот вид изнашивания особенно характерен для высших кинематических пар) ; изнашивание при заедании — результат схватывания, глубинного выры.вания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую (заедание или схватывание характеризуется сильным местным нагревом вследствие высоких скоростей скольжения и больших удельных давлений; такому виду изнашивания чаще всего подвержены незакаленные трущиеся поверхности кинематической пары из однородных материалов).

Реакция объекта на механическое воздействие может вычисляться как во временных, так и в частотных представлениях. Реакцию системы на вибрационное воздействие удобнее вычислять в частотных представлениях. Для гармонических и полигармонических воздействий вычисления амплитудных и фазовых искажений осуществляют для каждой гармонической компоненты процесса. В силу линейности объекта эффект от действия нескольких гармонических компонент равен сумме воздействий от каждой из них.