Механического сцепления

Чем больше заряд, тем сильнее деформируется пластинка. Под влиянием переменного электрического поля пластинка сжимается или растягивается в такт изменению знаков приложенного напряжения, т. е. колеблется она с частотой, с какой меняется электрическое поле. Если приложенное электрическое напряжение изменяется с частотой, равной частоте механического резонанса пластинки, то пластинка совершает колебания на этой резонансной частоте.

Виброустойчивостью называется способность механизмов нормально работать при вибрации. Под вибрацией имеют в виду механические колебания с относительно малой амплитудой и высокой частотой. Вибрация обычно является следствием недостаточной уравновешенности масс звеньев механизмов и недостаточной их жесткости. Вибрация влияет на точность работы механизмов, изменяет потери на трение, вызывает усталостное разрушение деталей, особенно в случае механического резонанса. В связи с этим в ряде случаев необходимы специальные расчеты на виброустойчивость.

Методы измерения частот колебаний. Технические методы измерения частот колебаний в большинстве основаны на принципе механического резонанса. Простейший тип частотомера (на десятки и сотни герц) состоит из набора консольных пружинных пластинок, из которых каждая последующая настроена на частоту собственных колебаний несколько большую, чем предыдущая. При установке частотомера на вибрирующей конструкции в наиболее интенсивное движение приходят те пластинки, которые попадают в резонанс. По частоте колебаний резонирующих пластинок определяется частота собственных колебаний испытываемой конструкции. Другой тип частотомера представляет пружинную консольную полоску переменной длины. Изменением свободной длины консоли полоска приводится в резонанс, причем резонансная частота отсчитывается по нанесенной на консоли шкале.

Системы частотного разделения полезного сигнала и помех могут быть осуществлены либо на основе электронных частотно-избирательных схем с ^С-цепочками, либо на основе использования принципа механического резонанса.

Наряду с балансировочными машинами с двумя подвижными опорами широко применяются балансировочные машины с качающейся рамой, работающей в режиме механического резонанса, обеспечивающего благодаря малому затуханию хорошее частотное разделение неуравновешенности и помех.

Явление механического резонанса реализуется в машине

Работа балансировочного станка модели G-2 английской фирмы «Giesler» (фиг. 1) основана на принципе механического резонанса. Скорость вращения балансируемого ротора соответствует частоте резонанса механической системы станка.

5.14.2. Анализ развития трещин и концепция локального механического резонанса. Циклическое механическое нагружение дефектных изделий приводит к появлению в их объеме специфического распределения температуры, причем особенно интенсивная генерация тепловой энергии будет иметь место в зонах структурных неоднородностей. Процесс образования температурных градиентов зависит от частоты механического нагруже-ния, что приводит к концепции локального механического резонанса [80]. Например, на определенных частотах нагружения расслоения в композиционных материалах вибрируют несинфазно с основным материалом, поэтому анализ соответствующих резонансных частот поставляет информацию о размерах и глубине залегания дефектов.

механического резонанса (собственной частоты), чтобы усилить эффект. Поскольку при частоте 200 кГц излучатель имеет длину в направлении своих колебаний всего около 1 см, на практике нужно намагничивать диск в направлении его толщины. Чтобы потери на высоких частотах были бы возможно меньшими, излучатели, как и сердечники трансформаторов, набирают из листов, в которых вырубают отверстия для размещения обмоток (рис. 8.13).

циентом связи д, а так как он является простой функцией р (или вообще не зависит от р), этот режим дает значительные метрологические преимущества. Однако для большинства МЭП указанное условие может выполняться лишь в области механического резонанса. Только электродинамический преобразователь составляет исключение из этого правила Реальные условия работы генераторных преобразователей таковы, что в различных диапазонах частот они могут быть с достаточным приближением дифференциаторами, масштабными преобразователями или интеграторами, причем режимы плавно переходят друг в друга при изменении частоты В области низких частот любой из таких преобразователей является дифференциатором.

Следовательно, преобразователь является обратимым, причем коэффициент связи ц = В1 не зависит от р. Электрический импеданс г0 определяется последовательно соединенными сопротивлением и индуктивностью. Чувствительность преобразователя к силе по току, как следует из уравнения (13), постоянна, если (Bl)z + + (So + ?;) (го + г/) ?л const. Это возможно либо вблизи механического резонанса, либо в случае, когда первый член этого выражения преобладает. Такой режим возможен только в электродинамическом преобразователе [4]. Значение ц может достигать 5 Т-м. Собственный механический импеданс имеет инерционный характер и практически пропорционален ц.

Переносный акустический твердомер АИСТ—МИФИ позволяет проводить оперативный эксплуатационный контроль и диагностику состояния материала конструкций посредством определения твердости материала в наиболее напряженных зонах. Принцип работы прибора заключается в определении сдвига частоты механического резонанса щупа, приводимого в контакт с поверхностью контролируемого объекта. От известных аналогов прибор выгодно отличается большей прочностью и надежностью щупа, простотой его уста -новки, значительно меньшим механическим воздействием на поверхность металла благодаря небольшой нагрузке на щуп, малой массой и габаритами, существенно меньшей стоимостью.

При холодном прессовании в пресс-форму 2 (рис. 8.1, а) засыпают определенное количество подготовленного порошка 3 и прессуют пуансоном /. В процессе прессования увеличивается контакт между частицами, уменьшается пористость, деформируются или разрушаются отдельные частицы. Прочность получаемой заготовки обеспечивается в основном силами механического сцепления частиц порошка. С увеличением давления прессования прочность заготовки возрастает. Давление распределяется неравномерно по высоте прессуемой заготовки вследствие влияния трения порошка о стенки пресс-формы, в результате чего заготовки получаются с различной прочностью и пористостью по высоте. В зависимости от размеров и сложности прессуемых заготовок применяют одно- и двустороннее прессование.

Неразъемные соединения осуществляются силами молекулярно-механического сцепления (сварные, паяные,клеевые) или механическими средствами (клепаные, соединения с натягом, вальцованные).

Процессы трения рассматривают на моделях, позволяющих оценить молекулярное взаимодействие материалов контактирующих тел с учетом влияния внешней среды (оксиды, пленка, смазка). Первоначально разработанные теории механического сцепления, молекулярного притяжения, сваривания, среза и пропахивания получили значительное развитие в молекулярно-механической теории трения, нашедшей наиболее широкое распространение. Согласно этой теории процесс трения происходит не только на границе раздела твердых тел, но и в некотором объеме поверхностных слоев, физико-механические свойства которых отличаются от свойств материалов в объеме тел. Это связано с деформированием поверхностных слоев, с изменением температуры, с образованием слоев адсорбированных паров влаги или газов, с образованием пленок оксидов, атомов или молекул окружающей среды и т. п.

Износ рабочих поверхностей возникает в основном от механического сцепления трущихся поверхностей и от твердых частиц, попадающих между трущимися поверхностями. Износ изменяет форму и размеры детали, меняет характер их сопряжения, снижает точность работы механизмов и прочность деталей.

Процессы трения рассматривают на моделях, позволяющих оценить молекулярное взаимодействие материалов контактирующих тел с учетом влияния внешней среды (оксиды, пленка, смазка). Первоначально разработанные теории механического сцепления, молекулярного притяжения, сваривания, среза и пропахивания получили значительное развитие в молекулярно-механической теории трения, нашедшей наиболее широкое распространение. Согласно этой теории процесс трения происходит не только на границе раздела твердых тел, но и в некотором объеме поверхностных слоев, физико-механические свойства которых отличаются от свойств материалов в объеме тел. Это связано с деформированием поверхностных слоев, с изменением температуры, с образованием слоев адсорбированных паров влаги или газов, с образованием пленок оксидов, атомов или молекул окружающей среды и т. п.

Износостойкость. Разрушение поверхностей от износа неизбежно и в какой-то степени сопутствует работе любого механизма. Износ возникает от механического сцепления поверхностей и молекулярного схватывания частиц вследствие трения между относительно движущимися сопряженными поверхностями. Износ может иметь несколько иную природу, когда между соприкасающимися поверхностями попадают твердые частицы (абразивы), царапающие и срезающие частицы металла.

Механическая связь возникает в том случае, когда упрочни-тель имеет шероховатую поверхность. Такую поверхность имеют борные и другие волокна, выращенные осаждением из пара. Хилл и др. [16] исследовали этот тип связи, измеряя прочность армированного вольфрамом алюминия с различными степенями механического сцепления. Вольфрамовую проволоку диаметром 0,203 мм стравливали до 0,155 мм на длине 2,5 мм, оставляя диаметр неизменным на длине 0,63 мм. Композит с 12% волокна изготовляли путем вакуумной пропитки расплавленным алюминием. По результатам испытаний на продольное растяжение были оценены три состояния материала (табл. 1).

физико-механических (высокое сопротивление сжатию, изгибу, ;двигу, значительные силы молекулярно-механического сцепления, :очетание больших твердости и вязкости при отсутствии хрупкости и др.);

тостью для обеспечения равномерного механического сцепления покрытия и основного слоя. Этому способствует тщательно контролируемая дробеструйная очистка обрабатываемого материала перед напылением (см. гл. 2). Расплавленные частицы, ударяясь и распространяясь на поверхности, частично свариваются и таким образом образуют прочное покрытие. Благодаря этому методу нанесения покрытие не обладает кристаллической микроструктурой. В нем содержится незначительный процент окисей, но существенное количество пор. Как содержание окисей, так и пористость могут изменяться в довольно широком пределе в зависимости от процесса напыления и технологии проведения работ. Характерный пример напыленного цинкового покрытия показан на рис. 3.3.

Процесс нанесения покрытия химическим путем является дорогостоящим, но позволяет обеспечить совершенно одинаковую толщину осадка, независимо от сложности конфигурации обрабатываемого изделия. В случае использования никелевых покрытий включение фосфора или бора в осадке увеличивает твердость и хрупкость, влияет на коррозионную стойкость. Эти свойства осадка никеля могут изменяться при последующей термической обработке. Адгезия осадков зависит от химической связи, а также от механического сцепления с грубообработан-ной поверхностью. Химического соединения с основным металлом не происходит до тех пор, пока не возникает диффузии под действием термической обработки после нанесения покрытия химическим методом.

Осадки никеля или меди толщиной 1—2 мкм связаны с поверхностью пластмасс главным образом за счет механического сцепления. (Правда, существуют теории о некоторой химической связи между металлом и пластмассой.) Осадки химических растворов обеспечивают возможность протекания электричества через поверхность изделия для осуществления дальнейшей обработки с применением обычных процессов электроосаждения.