Механизма зарождения

Проектирование кинематической схемы многозвенного зубчатого механизма заключается в подборе по заданному общему передаточному отношению основных размеров колес и числа их зубьев. При этом необходимо учитывать и некоторые дополнительные условия, связанные с конструктивными требованиями. Рассмотрим эти условия на примере двухступенчатых зубчатых механизмов редукторов, показанных на рис. 24.1. На рис. 24.1, а

Основная задача кинематического исследования кулачкового механизма заключается в определении перемещений, скоростей и ускорений ведомого звена по заданным размерам механизма, профилю кулачка и закону его движения. Решение этой задачи может быть выполнено графическим, графоаналитическим и аналитическим методами

Основная задача синтеза кулачкового механизма заключается в определении профиля кулачка и его минимальных размеров по заданным законам движения кулачка и ведомого звена. При этом дополнительно задаются некоторые кинематические и геометрические параметры механизма, определяемые технологическими и силовыми условиями его работы, а также конструктивными соображениями (углы удаления, дальнего стояния и возвращения; ход ведомого звена, угол давления и т. д.).

Условие сборки планетарного механизма заключается в том, что оси симметрии впадин всех сателлитов должны совпадать с осями симметрии зубьев центральных колес, находящихся в зацеплении с этими сателлитами. Необходимость выполнения условия сборки диктуется наличием в механизме нескольких сателлитов.

Условие соседства планетарного механизма заключается в том, что окружности вершин зубьев смежных сателлитов, установлен-

Синтез механизма заключается в поиске оптимальной совокупности значений его внутренних параметров. С этой целью критерии оптимальности выражают целевыми функциями, в основе которых лежат математические модели механизмов, представленные таким образом, что при оптимальной совокупности внутренних параметров механизмов, соответствующей наилучшему значению выходных параметров, целевые функции имеют экстремальное значение. Примерами подобных функций являются зависимости, применяемые при подборе чисел зубьев рядовых и планетарных зубчатых передач (см. гл. 14). Если среди всех показателей качества выделить один критерий, наиболее полно отражающий эффективность проектируемой машины или механизма, то выбор оптимальной совокупности внутренних параметров механизма производится по целевой функции, формализующей этот частный критерий. Такая операция называется оптимизацией по доминирующему критерию. Остальные критерии при этом лишь ограничивают область допускаемых решений. Оптимизация по доминирующему критерию при всей простоте постановки задачи обладает тем недостатком, что остальные выходные параметры находятся обычно в области предельных значений.

Расчет точности кинематических цепей механизма заключается в определении суммарных ошибок положения и перемещения механизма или суммарной ошибки мертвого хода механизма.

Проектирование кинематической схемы многозвенного зубчатого механизма заключается в подборе по заданному общему передаточному отношению основных размеров колес и числа их зубьев. При этом необходимо учитывать и некоторые дополнительные условия, связанные с конструктивными требованиями. Рассмотрим эти условия на примере двухступенчатых зубчатых механизмов редукторов, показанных на рис. 24.1. На рис. 24.1, а

Метод преобразованного механизма. . Сущность этого графоаналитического метода, называемого методом преобразованного механизма, заключается в определении частных погрешностей механизма построением планов скоростей для некоторого преобразованного механизма. По этому плану, называемому планом малых

перемещений, находим также коэффициенты влияния при первичных ошибках, так как они приобретают смысл передаточного отношения преобразованного механизма. Преобразование механизма заключается в том, что ведущее звено действительного механизма закрепляют в заданных положениях, а звено, содержащее погрешность, превращается в ведущее с направлением движения, совпадающим с направлением изменения пара-

Метод попыток. Другой путь выбора механизма заключается в определении параметров передаточного механизма путем ряда попыток. Выбрав схему передаточного механизма по общему виду его характеристики, задаются его параметрами (размерами звеньев, начальными углами и т. д.) и проверяют величину расхождения воспроизводимой и заданной функциональных зависимостей в ряде точек рабочего участка. При недостаточном совпадении функций изменяются параметры механизма или даже принимается другая схема передаточного механизма. Если передаточный механизм состоит из нескольких последовательно соединенных простых механизмов, то наиболее удобным будет графическое решение.

Рис. 3.4. Схема механизма зарождения

Модель механизма зарождения трещины в композиции «основной металл — покрытие» при циклическом нагружении предложена в работах [11, 50]. Схема (рис. 3.4) основана на предположении, что покрытие блокирует дислокации в поверхностном слое основного металла и стесняет развитие пластической деформации. При нагружении источник дислокаций 3 начинает функционировать, испуская дислокации. Граница «покрытие — основной металл» блокирует дислокации, создавая локальные повышения их плотности. В микрообъеме, непосредственно прилегающем к границе, образуется плоское скопление краевых дислокаций, причем они могут находиться на столь близком расстоянии друг от друга, что их экстраплоскости сливаются, вызывая появление растягивающих напряжений оп. Если покрытие достаточно хрупкое, то растягивающие напряжения приводят к возникновению в покрытии микротрещин, распространяющихся в основной металл.

Тем не менее в дальнейшем при рассмотрении механизма зарождения трещин под поверхностью [146] в основу были положены несколько иные причины.

Вероятностный подход предполагает статистический анализ экспериментальных данных и описание механизма зарождения и развития трещины. Конечным результатом такого подхода является получение равновероятностных кривых как для числа циклов зарождения, так и для кинетики развития трещины.

На основании дислокационного механизма зарождения трещин были разработаны различные модели разрушения материалов при пластической деформации; при этом причинами разрушения могут быть: 1) скопление (нагромождение) дислокаций в отдельных плоскостях скольжения; 2) взаимодействие дислокаций, движущихся в пересекающихся системах скольжения; 3) взаимодействие дефектов кристаллической решетки (безбарьерная модель) ; 4) разрыв и частичное смещение дислокационных стенок; 5) взаимодействие упругих полей напряжений, образованных дислокациями.

Несмотря на то что соединение твердых металлов посредством кузнечной или горновой сварки известно с давних пор, его изучение началось сравнительно недавно, с момента теоретического исследования механизма зарождения и кинетики процесса соединения материалов в твердой фазе. Образование прочной связи между разнородными веществами — более

Приведенный анализ моделей зарождения хрупких трещин показывает, что известно несколько механизмов возникновения несплошности. Некоторые из них подтверждены экспериментально на ряде металлов и сплавов, другие все еще остаются гипотетическими. Проявление того или иного механизма зарождения хрупких трещин зависит прежде всего от природы металла, критической плотности дислокаций и от условий нагружения.

Такой подход к формированию условия локального разрушения не является единственным. Если сам выбор параметра разрушения является конструктивным, т. е. имеет в своей основе использование конкретного механизма зарождения микродефектов в материале, а в основу получения кинетического уравнения положены термодинамические соображения, то условие разрушения вытекает из свойств модели разрушения. Так, например, если кинетическое уравнение имеет вид (8.73), то разрушение в точке сплошной среды есть обращение в бесконечность скорости изменения функции р в этой точке, т. е. величины р.

Компоненты коррозионной среды снижают напряжения начала течения металла, что должно приводить к уменьшению предела выносливости без изменения механизма зарождения трещины в области максимальных трехосных растягивающих напряжений.

гией 500 кзВ при температуре 450° С уменьшение интенсивности потока в 10 раз (/Q = 2 • 10~3 с/а • с; К2 = 2 • Ю"4 с/а • с) сопровождается изменением типа образующихся вакансионных скоплений (в первом случае наблюдается образование вакансионных петель, во втором —: пор). В серии опытов по облучению меди ионами Си+с энергией 500 кэВ получен аналогичный результат [97]. Указанные данные свидетельствуют о том, что сдвиг температурного интервала порообразования обусловлен ;не только влиянием скорости смещения атомов на вакансионное-., рересыщение, но и деталями механизма зарождения вакансионных скоплений. Предполагается [68], что зародыши пор возникают как результат конкуренции скорости скопления вакансий и скорости притока газовых атомов к скоплениям. Если tp — время, за которое зародыш достигает критического размера, a tr — время, за ,которое газовый атом достигает скопления, то лгсловие формирования пор имеет вид /р»*г. " .............'

При разработке и проектировании аппаратов новой техники, а также для выявления общих закономерностей теплообмена при кипении большой интерес представляет исследование механизма зарождения, роста и отрыва пузырьков паровой фазы от поверхности нагрева.