Нарушении сплошности

ПЕРЕНОСА ЯВЛЕНИЯ, кинетиче-ские процессы, - необратимые процессы пространств, переноса массы, импульса, энергии, элект-рич. заряда и др. в системах из большого числа частиц (молекул, атомов, ионов, электронов), происходящие вследствие движения и взаимодействия частиц при нарушении равновесия термодинамического (наличия градиентов темп-ры, концентрации и т.д.). Примеры П.я.: диффузия, тепло- и электропроводность, термо-электрич. явления.

— Д[д,2. Если А^! ' Ф Дц2. т° при этом уровни Ферми у проводников / и 2 в горячем контакте оказываются не на одной высоте, что свидетельствует о нарушении равновесия в этом контакте, установившемся при температуре Гх (рис. 9.1, г). Новое равновесие достигается за счет перетекания электронов из первого проводника во второй до установления уровней Ферми на одной высоте (рис. 9.1, д). Возникающая контактная разность потенциалов теперь будет равна VK + АУ„ = (l/q) (^ — Xi) = (1/9) (Ъ ~ Xi) —

Для анализа явлений и установления некоторых зависимостей, касающихся механики сыпучих материалов, рассмотрим элементарную площадку в некоторой точке сыпучей среды. Действующее в данной точке напряжение может быть разложено на нормальную з„ и касательную тл составляющие; они, согласно экспериментальным данным, связаны между собой при нарушении равновесия линейной зависимостью:

Величина силы тока в соленоиде 2 через электронную схему блока управления связана с величиной электросопротивления приемника—фотосопротивление ФС-К1 5. Фотосопротивление освещается лампочкой 6. В положении равновесия световой поток от лампы 6 в значительной степени перекрыт флажком 9, укрепленным на стрелке весов. При нарушении равновесия весов из-за уменьшения веса измеряемого объекта 3 световой поток на фотосопротивление 5 возрастает; как следствие этого возрастает сила тока в соленоиде 2.

Температура поверхности в месте расположения сухого пятна повышается до значения, превышающего температуру насыщения более чем на 55,5° на расстоянии меньше 1 мм от границы его возникновения, достигая максимального превышения, равного 167°, в пределах расстояния 20 мм независимо от способа нагревания, толщины стенки и скорости пленки. Поэтому образовавшееся пятно, вероятно, уже не может исчезнуть из-за выпадения капель, тогда как при нарушении равновесия сил на границе раздела трех фаз это может произойти за счет медленного перемещения границы пятна и уменьшения температуры поверхности нагрева под пятном вследствие растечки тепла в процессе теплопроводности.

При свободном сливе жидкости применяют стационарные, опрокидывающиеся и поворотные барабанные мерные камеры. В стационарных баках для работы счетчика и управления переключением емкостей чаще применяют поплавковые устройства. Принцип действия расходомеров с опрокидывающими бачками основан на нарушении равновесия по достижению установленного объема жидкости. Равновесие нарушается из-за перемещения центра тяжести при наполнении мерного отсека. Каждое опрокидывание отмечается счетным механизмом. Аналогично работает и барабанный расходомер только вместо бачка поворачивается барабан, и топливо поступает в следующую мерную камеру.

На фиг. 179 представлена схема гидравлического регулятора. От вала 12, жестко соединенного с турбиной гидромуфты, приводится центробежный насос 1. Масло, подаваемое насосом / через дроссель 2, поступает в полость измерителя и нагружает его поршень 3, который с другой стороны удерживается пружиной 4. Давление масла перед поршнем 3 при постоянном числе оборотов насоса / определяется открытием отверстия, в котором расположена игла 5. При нарушении равновесия между силой, создаваемой давлением масла, подаваемого насосом 1, и затяжкой пружины 4 поршень 3 измерителя начнет двигаться. При этом точка Б рычага 6 останется неподвижной, а переместится точка А, т. е. золотник 14. Тогда масло от насоса 13 начнет поступать в одну из полостей серводвигателя, поршень 7 начнет двигаться и через осевой подшипник 8 будет увлекать шток механизма перестановки лопаток гидромуфты. В винтовой паре 9 поступательное движение штока будет преобразовано во вращательное, повернутся центральное зубчатое колесо 11 и лопатки 10 турбины гидромуфты, вызвав изменение скорости вала 12 (подробное о гидромуфте см. гл. IV). Регулятор, изображенный на фиг. 178, как и на фиг. 179, принципиально не может обеспечить постоянство скоро-

значении ср0 в зависимости от первоначального возмущения. Действительно, если Fd = 0, то при всех значениях выражение (249) дает Ф=Ф0 (фиг. 248, прямая 4). При неустойчивых режимах работы двигателя показатель степени в уравнении (249) оказывается положительным (Fd<^0). Это свидетельствует о том, что при малейшем нарушении равновесия режим не возвращается в первоначальное состояние, а постепенно удаляется от положения равновесия (фиг. 248, кривая 5).

Устойчивость самолета — его способность возвращаться к исходному режиму полета после того, как внешние возмущающие причины вывели самолет из состояния равновесия. При оценке устойчивости самолета предполагается, что летчик при нарушении равновесия в управление самолетом не вмешивается.

При нарушении равновесия моста вследствие изменения температуры свободных концов напряжение разбаланса в измерительной диагонали возрастает медленнее, чем температура 0, и связано с ней нелинейно. Одновременное изменение термочувствительного платинового со-

При наличии в сети аккумуляторов энергии (паровой подушки в котле, длинных упругих трубопроводов) амплитуда колебаний при нарушении равновесия может достигнуть больших значений и работа насоса вблизи точки максимума напорной характеристики (точка С) может быть неустойчи-

Скопление пор образуется при местных загрязнениях или при отклонениях от установленного режима сварки, а так же при нарушении сплошности обмазки электрода, при сварке в начале шва и обрыве дуги или при случайных изменениях ее длины.

Скопление пор образуется при местных загрязнениях или при отклонениях от установленного режима сварки, а так же при нарушении сплошности обмазки электрода, при сварке в начале шва и обрыве дуги или при случайных изменениях ее длины.

Говоря о качественной оценке разрушения, необходимо представить себе ситуацию, в которой вся совокупность внешних факторов силового, температурно-скоростного и агрессивного воздействия среды реализуется в прогрессирующем во времени нарушении сплошности материала. Каждый фактор вносит свой вклад в энергетические затраты, связанные с подрастанием трещины в цикле нагружения. Вместе с тем поглощение энергии материалом происходит без разделения вида источников, которые ее генерировали. Подрастание трещины реализуется в тот момент, когда поглощенная материалом энергия не может быть релаксирована иным способом, как только в связи с формированием свободной поверхности, а следовательно, подрастанием трещины. Прежде чем характеризовать реакцию материала на реализованные в условиях эксплуатации затраты энергии на прогрессирующее развитие разрушения необходимо охарактеризовать общее представление о видах разрушения детали с учетом свойств материала и его структурного состояния.

Скорость деформации и температура аналогичным образом влияют на параметры процесса разрушения через изменение жесткости напряженного состояния, не меняя самого процесса в определенном диапазоне изменения указанных факторов. Сочетание низкой скорости деформации и высокой степени стеснения пластической деформации может изменить механизм вязкого разрушения, например от преимущественного формирования ямочного рельефа в условиях отрыва до вязкого внутризеренного, путем сдвига при нарушении сплошности по одной из кристаллографических плоскостей. Указанный переход в развитии процесса разрушения был выявлен при испытании круглых образцов диаметром 5 мм с надрезом из жаропрочного сплава ЭИ437БУВД при температуре 650 °С. Медленный рост трещины характеризовался следующими элементами рельефа: гладкие фасетки со следами внутризеренного множественного скольжения по взаимно пересекающимся кристаллографическим плоскостям, вышедшим в плоскость разрушения, и волнистый рельеф в виде пересекающихся ступенек, которые также отражают процесс кристаллографического скольжения (рис. 2.6я). Аналогичный характер формирования поверхности разрушения был выявлен в изломе на участке ускоренного роста трещины при эксплуатационном разрушении диска турбины двигателя (рис. 2.6б). Диск был изготовлен из того же жаропрочного сплава ЭИ437БУВД. Разрушение диска было усталостным. Сопоставление описываемых элементов рельефа в ситуации монотонного растяжения с низкой скоростью деформации и повторное циклическое нагружение диска в эксплуатации привели к идентичному процессу разрушения. В отличие от разрушения образца в диске развитие трещины происходило при медленном возрастании нагрузки в момент за-

Метод определения кинетики развития коррозионно-усталостных трещин в образцах с защитными покрытиями [100] основан на том, что при нарушении сплошности покрытия в системе возникает гальванический ток, по изменению величины которого можно судить о начале образования и развития трещин в процессе испытания. В захвате / (рис. 136) установки Я8-М, работающей с частотой 2800 цикл/мин, закреплен образец, 2, помещенный в ячейку 3 из оргстекла. Против рабочей части образца установлено металлическое ' кольцо 4. Образец и кольцо, погруженные в электропроводную среду, образуют электрохимическую двухэлектродную систему. Их изготовляют из одного материала с одинаковым покрытием. Поверхность испытуемого образца, за ис-

ключением его рабочей части, защищена специальными лаками. Возникающий при нарушении сплошности покрытия гальванический ток регистрируется гальванометром 5.

Равенства (7) — (10) выражают напряжения (деформации) в главных осях каждого слоя через результирующее усилие N, воздействующее, на слоистый материал. С учетом этих напряжений в критерии разрушения можно оценить прочность каждого слоя материала и определить запасы прочности, соответствующие принятому критерию. Если критерий разрушения формулируется через максимально допустимые напряжения (деформации), то «отрицательный запас прочности» некоторого слоя свидетельствует о нарушении сплошности материала и не обязательно соответствует его разрушению. Разрушение определяется предельными напряжениями для слоя. Нарушение сплошности материала связано с образованием трещин в связующем при растяжении слоя в поперечном направлении и приводит к изменению его термомеханических характеристик.

Известно несколько способов учета нарушения сплошности отдельных слоев в процессе деформирования материала. Цай [17] не учитывал механического и температурного взаимодействия между монолитными слоями и слоями с нарушенной сплошностью, т. е. принимал, что жесткость последних равна нулю *. Если при нарушении сплошности материал не разрушается, то действующие нагрузки воспринимаются монолитными слоями. Для материала в целом определяется новая матрица жесткости, и напряжения в слоях соответствующим образом перераспределяются. Диаграмма деформирования при этом имеет разрывы. Процесс повторяется до разрушения всех слоев. Предположение отсутствия связи между слоями определяется свойствами рассматриваемого материала. Розен и Доу [15] использовали аналогичный подход, однако принимали, что напряжения, достигающие предельных значений, далее не изменяются, а другие продолжают возрастать. Оба метода приводят к результатам, хорошо согласующимся с экспериментальными.

Цинк. Цинковые покрытия, предназначенные для противокоррозионной защиты стальных конструкций, характеризуются не только защитными свойствами самого цинка, но и его положением относительно железа в электрохимическом ряду напряжений. Стандартный потенциал составляет —0,76 В, а железа —0,44 В. При нарушении сплошности покрытия образуется коррозионный элемент, в котором цинк действует как анод и защищает железную основу до тех пор, пока не разрушится на значительной площади.

Никелевое покрытие толщиной 25 мкм может разрушиться при нарушении сплошности хромового покрытия за шесть недель в условиях промышленной среды из-за высокой плотности анодного тока на никелевом покрытии в результате наличия большой поверхности хромового покрытия, являющегося катодом.

Для минерализованных вод имеет большое значение наличие растворимых газов (СО, СО2, H2S), солей жесткости, величина рН. При большом содержании углекислого газа и сероводорода происходит ускорение коррозионного процесса, возможны случаи водородного охрупчивания. Процесс коррозии в сильной степени зависит от наличия солей жесткости (карбонаты и сульфаты). Они могут защищать металл от коррозии при образовании сплошной пленки и усиливать местные виды коррозии при нарушении сплошности этой пленки солей.