Напряжений связанных

поперечного сечения) распределение напряжений становится равномерным. Учитывая, что неравномерность распределения напряжений носит местный характер, в практических расчетах ее не учитывают. Рассмотренный пример служит иллюстрацией так называемого принципа Сен-Венана (по имени знаменитого французского мате-

Наиболее существенные результаты в динамической механике разрушения получены в рамках линеаризованной теории, в которой предполагается, что зона проявления нелинейных эффектов мала по сравнению с длиной трещины, а поле напряжений вокруг пластической области описывается асимптотическими формулами, полученными из решения упругой задачи. Это поле напряжений сингулярно, и главный член его разложения по степеням расстояния от конца трещины г, как и в статике, имеет вид K/1/r. Угловое же распределение напряжений и перемещений в окрестности вершины стационарной трещины одинаково при статическом и динамическом нагружении, а влияние инерционного эффекта заключается в том, что коэффициент интенсивности напряжений становится зависящим от времени. Кроме того, исследования показывают, что спустя некоторый период времени после приложения нагрузки характер зависимости коэффициентов интенсивности напряжений и импульсных нагрузок от времени идентичен. Однако в течение этого периода времени коэффициент интенсивности напряжений достигает своего пикового значения, иногда значительно превышающего статическое (аналогичный вывод можно сделать и в случае гармонического нагружения тела с трещиной).

При некотором значении гибкости, которое можно обозначить через Я0, величина критических напряжений становится равной предельному напряжению сжатия (либо пределу текучести, либо пределу прочности). Это значение гибкости будет границей применимости формулы Ясинского. Таким образом, критические напряжения вычисляют по формуле Ясинского тогда, когда гибкость стержня меньше Япред, но не ниже А,п.

Для других областей возмущений тензор кинетических напряжений строится аналогично изложенному. К моменту времени tm = == [2 (/„ — /нагр) ус ПрОцесс распространения волн напряжений становится установившимся, плита совершает колебательное движение и находится в напряженном состоянии, которое характеризуется тензором кинетических напряжений (Т). Построение этого тензора для заданной формы плиты приведено в [19]. Если плита изготовлена из вязкопластического материала, то все исследование напряженного состояния и движения частиц плиты в областях возмущений волн напряжений проводится аналогично изложенному, однако функции состояния материала имеют другой вид и определяются по следующим формулам: в случае нагрузки

Ученые по-разному объясняют необычные изменения плотности облученного кварца. Примак [175] предполагает, что уменьшение теплопроводности, происходящее при облучении, связано с увеличением эффективности термических пиков. Эта повышенная эффективность пиков обусловливает повышение скорости расширения в первый зтериод облучения. Клеменс [120] предполагает, что первоначально образуются при облучении аморфные зоны, но кристаллическая матрица предотвращает увеличение объема. При более высоких дозах аморфные области начинают перекрываться, а накопленных напряжений становится достаточно для начала пластической деформации; в результате происходит быстрое расширение. Уиттелс [222] считает, что начальное, более резкое уменьшение плотности объясняется изменением энергии связи в различных кристаллографических направлениях решетки кварца.

Обычно для сталей кривая усталости после 2—5 млн. циклов изменений напряжений становится почти горизонтальной и то напряжение, при котором это происходит, называют пределом выносливости.

Увеличение жесткости напряженного состояния у вершины усталостной трещины при ее развитии. Если усталостная трещина возникает на поверхности гладкого образца или образца с надрезом, вызывающим невысокую концентрацию напряжений, то развитие ее на некоторую глубину сопровождается: увеличением жесткости напряженного состояния материала при вершине трещины, что вызывает стеснение пластической" деформации, накапливание которой необходимо для дальнейшего роста усталостной трещины. Таким образом, при одном: и том же внешнем нагружении на поверхности образца пластическая деформация протекает свободно и приводит к появлению усталостной трещины, а на некоторой глубине (у вершины возникшей трещины) пластическая деформация затруднена настолько, что дальнейший рост трещины при данном цикле изменения напряжений становится невозможным и трещина превращается в нераспространяющуюся [30].

Таким образом, поскольку первоначально изотропный материал модели под действием напряжений становится анизотропным и получает свойство двойного лучепреломления, а направления главных напряжений совпадают с главными осями оптической симметрии, то можно связать величины главных напряжений с главными показателями преломления nlt л2 и п3. Заметим, что в каждой точке анизотропной среды оптические свойства могут быть выражены с помощью эллипсоида показателей преломления с полуосями, равными главным показателям преломления среды % < я2 < п3. Искомая связь может быть представлена для объемного напряженного состояния уравнениями Максвелла

ствующих колебательных систем. Если, например, изменение режима испытаний, предусмотренное программой, связано с изменением режима колебаний значительных масс или с приведением в действие громоздких передаточных механизмов, то в связи с инертностью масс и неизбежными потерями мощности переход с одного уровня напряжений на другой при сохранении необходимой точности Не может быть осуществлен в короткий промежуток времени. В таких случаях программирующий механизм теряет свою чувствительность к сигналам командных устройств, а точное воспроизведение необходимого спектра напряжений становится затруднительным или невозможным. В связи с этим особую актуальность приобретают вопросы эффективности программных машин. Высокая эффективность возбуждения динамических нагрузок предопределяет разгруженность деталей возбудителя, что позволяет существенно облегчить его конструкцию и сделать его более управляемым.

Большинство прозрачных материалов, первоначально изотропных, под действием деформации или напряжений становится дву-преломляющим (оптически активные материалы, явление искусственной анизотропии [2]). В обычно используемых материалах, при напряжениях в пределах пропорциональности, направления главных напряжений совпадают с главными осями оптической симметрии и величины главных напряжений aj, o2, a3 линейно связаны с главными показателями преломления п\, г\ъ Яд следующими зависимостями [2, 26].

В процессе увеличения нагрузки происходит существенное перераспределение напряжений: протяженность пластически деформированной зоны достигает 1,0—1,3 радиуса патрубка; коэффициент концентрации напряжений хотя и снижается с 2,5—3,3 в упругой области до 1,3—1,5 в пластической, однако при этом уровень экстремальных напряжений становится значительным — (1,1-1,2) о-т.

Различают разрушение деталей вследствие потери статической прочности или сопротивления усталости. Потеря статической прочности происходит тогда, когда значение рабочих напряжений превышает предел статической прочности материала (например, ав). Это связано обычно со случайными перегрузками, не учтенными при расчетах, или со скрытыми дефектами деталей (раковины, трещины и т. п.). Потеря сопротивления усталости происходит в результате длительного действия переменных напряжений, превышающих предел выносливости материала (например, o_i). Сопротивление усталости значительно понижается при наличии концентраторов напряжений, связанных с конструктивной формой детали (галтели, канавки и т. п.) или с дефектами производства (царапины, трещины и пр.).

При ионной имплантации в высокопрочные материалы (керамики, твердые и дисперсионно-твердеющие сплавы, ионно-плазменные покрытия) большое значение приобретают остаточные напряжения в поверхностных слоях. Имплантированный атом раздвигает соседние атомы, появившиеся радиационные дефекты также способствуют образованию сжимающих напряжений [80]. Остаточные сжимающие напряжения эффективно предохраняют поверхность от разрушения растягивающими напряжениями, возникающими при трении в задней области пятен фактического контакта и сопоставимыми по уровню с прочностными характеристиками материалов. Экспериментальные исследования показывают, что поля упругих напряжений, связанных с ионно-лучевой обработкой, простираются на расстояния, многократно превышающие глубину пробега внедряемых ионов, и являются одной из причин так называемого эффекта дальнодействия [78]. Это означает, что глубина слоя с повышенной износостойкостью во многих случаях значительно превышает толщину легированного слоя.

аустенита и затем длительная выдержка при температуре, несколько ниже Acs для снятия напряжений, связанных с фазовым наклепом.

^напряжений, связанных с двойниками, скольжение начинается при значительно более низком уровне внешних напряжений, чем это ожидается из температурной зависимости напряжения начала скольжения.

Установлена также зависимость распространения усталостной трещины в титановых сплавах от структуры и состава. Пороговые значения Kth и Kfc чувствительны к структуре, содержанию примесей, особенно водорода [112—114]. Наиболее высокое сопротивление распространению усталостных трещин имеет игольчатая мартенситная структура по сравнению с равноосной глобулярной [115, 116]. Фрактографические исследования изломов свидетельствуют о существовании других критических параметров интенсивности напряжений, связанных со структурой, которые расположены между Kth и Kfc.

> ар или а,р > ато. В работе [33] показано также, что трещина проходит сквозь частицу, как это и предполагалось,. в случае ар > «т и 7т > YP» когда в испытанных композитах полимер — стекло существовала хорошая связь по границам раздела. Таким образом, знание пути разрушения, определяемого топографическим обследованием поверхности разрушения, показывает степень прочности связей по поверхности раздела и характер распределения напряжений, связанных с частицами.

Механизм снижения прочности композита ясен в том случае, когда на поверхностях раздела образуются бориды алюминия. Бориды алюминия прорастают внутрь хрупких волокон бора и создают поверхностные неровности, которые вызывают концентрацию приложенных напряжений и напряжений, связанных с фазовыми превращениями. Механизм (механизмы) увеличения долговечности композитов по сравнению с той, которой обладают современные композиты, в случае, когда диффузионная сварка

Проведены многочисленные экспериментальные исследования концентраций напряжений, связанных с концами или разрывами волокон. Почти всегда они выполнялись при помощи методов фотоупругости. Изучение распределения напряжений по длине волокна было проведено в работах [77,78,81,61]. Наибольший инте-

Сплав Со—Сг3С2 содержит 28—32% (об.) включений и имеет плотность 8100 ,кг/м3, микротвердость 4650— 6000 МПа, внутренние напряжения при растяжении 118 МПа [62]. Сцепление данного сплава со сплавами алюминия, нержавеющей сталью и чугуном соответственно 44, 90 и 165 МПа. Сплав заметно начинает окисляться при 650 °С. Уменьшения внутренних напряжений, связанных с включением водорода, можно достигнуть отжигом в течение 1 ч при 300 °С. Некоторые области применения КЭП Со—Сг3С2 приведены в табл. 20.

обнаруживается и в опыте, и балка испытывает деформацию, изображенную на рис. 12.46, в. Для предотвращения этого кручения внешнюю силу Р надо приложить так, чтобы статический эквивалент внутренних сил, распределенных по поперечному сечению, мог уравновесить ее без возникновения поля касательных напряжений, связанных с кручением. С этой целью внешнюю силу Р необходимо прикладывать в центре изгиба (рис. 12.46, г). При этом будет происходить только изгиб, не сопровождаемый кручением. В принципе подобное явление имеет -адесто и в случае массивного сечения, однако в этих сечениях, даже если они произвольного вида и не имеют осей симметрии, центр изгиба и центр тяжести отстоят один от другого на величину малую по сравнению с габаритными размерами сечения, вследствие чего крутящий момент, возникающий от силы Р и найденный относительно центра тяжести поперечного сечения, мало отличается от момента той же силы относительно центра изгиба поперечного сечения. Вместе с тем крутильная жесткость стержней массивного сечения или тонкостенного замкнутого профиля велика, тогда как у тонко-

Так как детали из жаропрочных и титановых сплавов работают в условиях тепловых напряжений, связанных с большими перепадами температур, следует учитывать, что поверхностное упрочнение при определенных условиях может снизить термоусталость сплава. Это необходимо иметь в виду при решении вопроса об упрочнении и при эксплуатации узлов с упрочненными деталями. Нельзя допускать работу, связанную с большими скоростями нагрева и охлаждения.