Неоднородное напряженное

Поле от магнитопровода и полюсных наконечников в общем случае получить трудно, так как для этого нужно знать распределение намагниченности в ферромагнетике довольно сложной формы, помещенном во внешнее неоднородное магнитное поле. В первом приближении можно положить, что магнитопровод и полюсные наконечники намагничены однородно. В этом случае имеется несколько способов выразить напряженность магнитного поля -»• ->

где В — магнитная индукция, ^ —подвижность электронов [68]. Для создания преобразователя, воспринимающего перемещение, необходимо поместить магнитный резистор в неоднородное магнитное поле (рис. 3.44, а). Разностная схема (рис. 3.44, б) обладает еще лучшими свойствами.

Выявление структуры стали методом магнитной суспензии [10]. Подготовленный обычным способом шлиф помещают в неоднородное магнитное поле, образуемое при помощи специального электромагнита, и покрывают его при наложенном поле магнитным коллоидом (суспензией). Частицы магнитного порошка, затягиваясь магнитным полем поверхности шлифа, образуют узор, характер которого обусловливается распределением магнитного потока в зависимости от ферромагнетизма структурных составляющих. Узор этот рассматривается под обычным металломикроско-пом при увеличении в 100, 200, 400 раз в зависимости от сложности структуры. Полученные изображения структуры стали по окраске своей дают часто негативное изображение структуры, выявленной травлением. Метод позволяет производить быстрый анализ структуры стали, трудно поддающейся травлению.

неоднородное магнитное поле. Магнитное поле рассеяния можно обнаружить с помощью ферромагнитного порошка, находящегося во взвешенном состоянии в жидкости (магнитная суспензия). Ферромагнитные частицы будут притягиваться магнитным полем рассеяния и обнаруживать место расположения дефекта и его конфигурацию.

Саксмит [194] сконструировал для этой цели новую аппаратуру. Его предложение по существу является видоизменением обычного метода определения парамагнитной восприимчивости и заключается в измерении силы, действующей на образец, помещенный в неоднородное магнитное поле. Однако для измерения намагниченности насыщения магнитное поле

Саксмит [194] сконструировал для этой цели новую аппаратуру. Его предложение по существу является видоизменением обычного метода определения парамагнитной восприимчивости и заключается в измерении силы, действующей на образец, помещенный в неоднородное магнитное поле. Однако для измерения намагниченности насыщения магнитное поле

Рис. 1.6. Неоднородное магнитное поле у боковой поверхности полюсов электромагнита:

На диамагнитные вещества действует сила, выталкивающая их из неоднородного магнитного поля. Парамагнитные вещества втягиваются в неоднородное магнитное поле. В табл. 1.1 приведены значения относительной магнитной проницаемости некоторых материалов.

Если по центральному проводнику 2, проходящему через полую деталь 1, пропустить электрический ток /, то возникший магнитный поток замыкается по детали (рис. 1.37). В местах трещин он выходит за пределы детали, образуя неоднородное магнитное поле рассеяния 4 и местные магнитные полюсы N и S. Под действием поля этих полюсов частицы притягиваются и накапливаются над трещиной.

образец, я методы, при которых измеряется сила f, действующая на образец, помещенный в неоднородное магнитное поле: f= =my^H(dH/dz), где m — масса образца; х — восприимчивость; dtildz — градиент магнитного поля Н,

§ 2.1. Фокусирующее неоднородное магнитное поле с я<1

Выбор расчетной схемы и определение расчетных нагрузок. Расчет валов базируют на тех разделах курса сопротивления материалов, в которых рассматривают неоднородное напряженное состояние и

Из сказанного следует, что при кручении во всех площадках стержня, кроме оси, имеет место двухосное, неоднородное напряженное состояние. Наиболее напряженными являются точки, расположенные на поверхности цилиндра. Характер разрушения при кручении зависит от способности материала стержня сопротивляться воздействию нормальных и касательных напряжений. Так, у деревянных стержней первые трещины возникают по образующим, так как древесина плохо сопротивляется действию касательных напряжений, направленных вдоль волокон. Чугун и другие хрупкие материалы, сравнительно плохо работающие на растяжение, разрушаются по винтовой поверхности, наклоненной к оси вала под углом 45°, т. е. по направлению действия максимальных растягивающих напряжений (рис. 135, б). Стальные валы чаще всего разрушаются по сечению, перпендикулярному к оси вала, под действием касательных напряжений, действующих в этом сечении.

Полезно сравнить различные экспериментальные методы. В испытаниях на откол и при определении динамических диаграмм деформирования [156], волны напряжений являются одномерными, т. е. для измерения прочностных свойств материалов используются вполне определенные напряженные состояния. Однако при 'испытании на соударение условия нагружения определяются контактом поверхности с затупленным телом и реализуется сложное напряженное состояние. В методах Изода и Шарпи нож маятника имитирует реальный удар по образцу в форме балки. Реальный характер соударения с внешним объектом имитируется и при баллистических испытаниях, воспроизводящих локальное неоднородное напряженное состояние в окрестности области контакта. Однако различная природа инициируемых напряженных состояний исключает возможность сравнения различных методов. В частности, не всегда можно сопоставить данные, полученные методами Изода и Шарпи. Кроме того, из-за малого размера образцов при большом времени контакта (например, —10"3 с) возникает многократное отражение импульса, что затеняет его волновую природу, проявляющуюся в больших образцах или в реальных конструкциях. Однако при баллистических испытаниях, когда используются тела диаметром порядка 2 см, движущиеся с большой скоростью, время контакта может составлять менее 5 х 10~5 с. При скорости волны 6 мм/икс энергия удара в пластине концентрируется в пределах круга с радиусом, не превышающем 30 см. В пластине больших размеров можно получить меньшее число отражений, чем в малом образце. По мнению авторов, масштабный эффект является существенным при испытаниях на удар. Для экстраполяции экспериментальных данных на протяженные конструкции необходимо, чтобы помимо других параметров сохранялось постоянным отношение mJL, где т — время контакта, v — скорость волны, L — характерный размер.

В сечениях патрубков тройника и в зонах их сочленения имело место неоднородное напряженное состояние. Оценочный расчет позволил установить место расположения опасной зоны (подтверждение получено результатами металлографического анализа), вид напряженного состояния (о-1=о/о-2=:0,56, о-3=0) и дать оценки напряжения ст.

При проведении высокоскоростных испытаний воздействие импульсной нагрузки создает в образце не только неоднородное напряженное состояние, но и неоднородные температурные поля и упругопластические волны нагрузки-разгрузки.

Испытание на растяжение и сжатие. В связи с неоднородностью напряженного состояния в образце возникают значительные погрешности, которые существенно зависят от закрепления образца в захватах испытательной машины. При испытаниях образцов в направлениях, несовпадающих с осями упругой симметрии, происходит их перекос и скручивание. Кроме того, при испытаниях образцов из анизотропных материалов в произвольном направлении происходит поворот и смещение поперечных сечений из-за сдвиговых деформаций. Известно, что при обычных испытаниях абсолютно свободной деформации образца не происходит. В зажимных приспособлениях испытательных машин вблизи поверхностей захвата в образцах вследствие стесненной деформации возникает неоднородное напряженное состояние. Влияние закрепления образца на характер напряженного состояния снижается по мере удаления от мест захвата, тогда при достаточной длине образца и ограниченной ширине можно говорить об однородном напряженном состоянии в его средней части. Однако дополнительные напряжения, возникающие вблизи места захвата, часто оказываются определяющими, что приводит к преждевременному разрушению образцов у торцовых сечений. Учитывая различие характеристик прочности при растяжении и сжатии композиционного материала, важно обеспечить минимальный эксцентриситет приложения нагрузки при испытаниях на сжатие.

Факторы, повышающие предел упругости (понижение температуры, повышение скорости деформации, объемное напряже-ное состояние и др.), должны повышать и устойчивость макронапряжений, а следовательно, и их влияние на прочность, независимо от того, будет ли оно положительным или отрицательным. Важно также отметить, что если деталь подвергается действию внешней статической нагрузки, вызывающей неоднородное напряженное состояние и снятие исходных макронапряжений, то после разгрузки в детали возникнут новые макронапряжения.

нагружении» (1979 г.) — рассматривает методы и результаты исследований напряженно-деформированных состояний в зонах концентрации, их кинетику по циклам нагружения и достижение предельных состояний по условию накопленных повреждений. Монография «Прочность при изотермическом и неизотермическом малоцикловом нагружении» (1979 г.) распространяет описание закономерностей сопротивления малоцикловому деформированию и разрушению на область высоких температур. Последняя из вышедших в данной серии монографий — «Уравнения состояния при малоцикловом нагружении» (1981 г.) — обобщает полученные к этому времени результаты по описанию поведения материалов в условиях циклического упругопластического деформирования для различных случаев нагружения, включая сложные его режимы, неоднородное напряженное состояние, температурно-временную кинетику свойств материалов, и дает с помощью соответствующих феноменологических зависимостей и модельных представлений описание указанных процессов деформирования.

Большую опасность представляет местная (избирательная) коррозия. Основными причинами появления местной коррозии, т. е. коррозии, охватывающей отдельные участки го?ерхности деталей машин и аппаратов, являются как внутренние факторы (непостоянство структуры и свойств материала, состояние поверхности, неоднородное напряженное состояние в элементах конструкции и т. п.), так и внешние факторы, определяемые прежде всего условиями взаимодействия металла со средой (температура, давление, время, условия контактирования, состав коррозионной среды и т. п.). Для оборудования характерна местная коррозия, т. е. точечная, контактная, щелевая, пятнами и язвами.

Выбор расчетной схемы и определение расчетных нагрузок. Расчет валов базируют на тех разделах курса сопротивления материалов, в которых рассматривают неоднородное напряженное состояние и расчет при переменных напряжениях. При этом действительные условия работы вала заменяют условными и приводят к одной из известных расчетных схем. При переходе от конструкции к расчетной схеме производят схематизацию нагрузок, опор и формы вала. Вследствие такой схематизации расчет валов становится приближенным.

Неоднородное напряженное состояние, обусловленное концентрацией напряжений, было реализовано в испытаниях цилиндриче-