Неравновесные состояния

17. Допуски зубчатых колес. Погрешности в форме и в шаге зубьев колеса, связанные с ошибками изготовления, приводят к тому, что колеса вращаются неравномерно, вследствие чего появляются дополнительные инерционные воздействия. Эти погрешности регламентируются комплексом допусков. Величина допусков определяется степенью точности, с которой изготовлены колеса и собрана передача. Как степени точности, так и комплекс допусков отражены в действующих нормативно-технических документах.

{Л, — коэффициент Пуассона (см. §2.2); : q — нормальная нагрузка на единицу длины контактных линий. Эта нагрузка распределяется неравномерно вследствие деформаций валов червяка и колеса, а также подшипников и корпуса передачи:

* Расчет на колебания в настоящем курсе не рассматривается. ** Давление по длине подшипника скольжения распределяется неравномерно вследствие деформации валов и осей.

Химико-физическое взаимодействие поверхности металла с окружающей средой на отдельных участках поверхности неравномерно вследствие:

Фактическоедавление распределено по поверхности трения неравномерно вследствие:

До сих пор мы предполагали, что при растяжении или сжатии напряжения распределяются по поперечному сечению детали равномерно. Но это идеальный случай. В действительности же напряжения распределяются неравномерно, вследствие неоднородности материала образца, эксцентричного действия нагрузки, резких переходов от одного размера к другому и т. д.

Допускаемые контактные напряжения сдвига для стальных косозубых и шевронных колёс. Нагрузка вдоль контактных линий косозубых и шевронных колёс, даже при идеально точном изготовлении последних, распределяется неравномерно, вследствие различной жёсткости зубьев на разных участках контактных линий [11] и различного износа зубьев (хотя бы только приработочного) при разных скоростях скольжения (в полюсе зацепления скорость скольжения равна нулю). Так как расчётные формулы (4з), (4и), (4к) и (4л) выведены исходя из предположения о равномерном распределении нагрузки по контактным линиям, то для согласования расчёта с эмпирическими данными оказалось необходимым снизить значения допускаемых контактных напряжений для косых и шевронных зубьев Кск по сравнению с напряжениями для прямых зубьев • Ren (при Нв <350 — на 200/о).

мальное погружение колёс обеих ступеней в масляную ванну, б) малая длина редуктора. Недостатки: а) неполное использование материала зубчатых колёс быстроходной ступени, б) нагрузка по длине зубчатых колёс при перегрузках распределяется резко неравномерно вследствие деформации промежуточного вала. По этой схеме изготовляются мелкие и средние редукторы с валами на подшипниках качения и обычно с косозубыми колёсами.

более низкой температуры) увеличение объема по сечению происходит неравномерно, вследствие чего возникают внутренние напряжения: в поверхностном слое — напряжения сжатия, а в сердцевине — напряжения растяжения. Эти напряжения вызывают деформацию детали.

цы опережают более крупные, просыпаясь в прозоры между крупными кусками. Однако это возможно в тех случаях, когда размеры мелких частиц меньше величины прозоров между более крупными кусками и когда нет встречного движения газа с большой скоростью. Таким образом, в принципе допустимо утверждать, что куски разных размеров могут двигаться в слое с разными скоростями. Если сыпучий материал состоит из частиц или кусков одного размера, но разного удельного веса, то движение смешанного сыпучего материала происходит практически так же, как и материала, однородного по удельному весу. Объясняется это тем, что силы, возникающие вследствие разного удельного веса кусков, малы по сравнению с другими силами, действующими в объеме сыпучего тела, например, по сравнению с силой трения при наличии большого горизонтального и вертикального давления. Поэтому опережение в слое легких кусков тяжелыми маловероятно за исключением того случая, когда движение материала в шахте происходит неравномерно вследствие образования сводов и последующих обрушений или когда шахта расширяется книзу. Картина движения сыпучих тел в слое еще более осложняется, если происходит изменение формы и размеров отдельных кусков вследствие их истирания (растрескивания или слеживания) или участия в химических процессах, или, наконец, вследствие превращения в другое агрегатное состояние (горение кокса, восстановление руды с последующим плавлением металла, разложение известняка и т. д.). Движение материалов в этом случае должно быть предметом специального изучения применительно к той технологии, целям которой служит данная печь.

Скорость входа воды в чмеевики экономайзера при полной нагрузке котла принимают не менее 0,5 м/сек. У современных котлов большой производительности скорость входа воды в экономайзер обычно превышает минимальное значение и доходит примерно до 1 м/сек. Если скорость воды очень мала, то вода распределяется по змеевикам неравномерно, вследствие чего в отдельных трубах могут возникнуть паровые пробки. Поэтому в котлах с широкими газоходами иногда устанавливают экономайзеры с двукратным движением воды по высоте газохода (фиг. 9-2).

идеального газа и водяного пара. Условность изображения состоит в том, что неравновесные состояния нельзя изобразить на диаграмме, т. е. можно изобразить только начальную и конечную точки.

Под теорией термической обработки понимается описание процессов формирования структур (при превращениях), а также особенностей структурного состояния сплавов (неравновесные состояния).

В условиях равновесия (стационарное состояние) —т-- = 0. Неравновесные состояния характеризуются неисчезающими потоками между системой и внешней средой, а также различием в некоторых переменных состояниях X. и

В условиях равновесия (стационарное состояние) —— = 0. Неравновесные состояния характеризуются неисчезающими потоками между системой и внешней средой, а также различием в некоторых переменных состояниях X. и

В полупроводниках возбужденные электроны могут переходить из заполненных состояний валентной зоны в первоначально пустые состояния зоны проводимости с образованием дырок. Этот процесс, рассматриваемый как образование пар электрон — дырка, создает неравновесные состояния, исчезающие при рекомбинации избыточных дырок и электронов.

Итак, в случае наноструктурных материалов важным является проявление сверхпластичности при температурах существенно ниже, чем это наблюдается в микрокристаллических сплавах, а также возможность реализации сверхпластичности при высоких скоростях деформации. Природа этих эффектов недавно обсуждалась в работе [319], где показано, что неравновесные состояния границ зерен в наноструктурных материалах, приводя к ускорению динамических процессов на границах, могут вести к существенному уменьшению температуры сверхпластической деформации. Более того, искаженные дислокациями границы зерен могут быть также ответственны за ожидаемое проявление высокоскоростной сверхпластичности в наноструктурных материалах вследствие ускорения по ним зернограничного проскальзывания [111].

Исследование диффузии в металлах. Диффузионное перемещение атомов представляет собой процесс, лежащий в основе многих структурных изменений, наблюдаемых в металле. Скорость фазовых превращений при термич. обработке, неравновесные состояния, в к-рых обычно находятся применяемые в эксплуатации сплавы, и устойчивость неравновесных состояний зависят от диффузионной подвижности. От подвижности атомов зависит поведение сплавов под нагрузкой и в условиях высоких темп-р.

тропией), могут возникать стационарные неравновесные состояния

Равновесное состояние соответствует минимальному значению энергии Гиббса. Это состояние может быть достигнуто только при очень малых скоростях охлаждения или длительном нагреве. В связи с этим рассмотрение диаграмм состояния позволяет определить фазовые превращения в условиях очень медленного охлаждения или нагрева. Истинное равновесие в практических условиях достигается редко. В подавляющем числе случаев сплавы находятся в метастабильном состоянии, т. е. в таком состоянии, когда они обладают ограниченной устойчивостью и под влиянием внешних факторов переходят в другие более устойчивые состояния, так как их энергия Гиббса больше минимальной. Для целей практики важно, что метастабильные состояния нередко сообщают сплавам высокие механические или другие свойства. В этом случае металловедение должно установить природу метастабильных состояний, обеспечивающих оптимальный комплекс свойств, и разработать режимы термической или какой-либо другой обработки, позволяющей получить эти неравновесные состояния. Исходным положением при решении этих задач является знание диаграмм фазового равновесия.

Неравновесная термодинамика рассматривает процессы, при которых система проходит через неравновесные состояния. К числу постулатов неравновесной термодинамики, называемой линейной, относятся соотношения Онсагера, характеризующие линейную связь между потоком и термодинамической силой в системе. Линейная неравновесная термодинамика рассматривает процессы, которые близки к равновесным. Таких процессов много, но еще больше неравновесных процессов происходит в открытых системах, далеких от равновесия. Дальнейшее развитие нелинейной неравновесной термодинамики открытых систем связано с именем бельгийца русского происхождения, лауреата Нобелевской премии И.Р. Пригожина.

Под теорией термической обработки понимается описание процессов формирования структур (при превращениях), а также особенностей структурного состояния сплавов (неравновесные состояния).