Напряжения образующиеся

При упругом упрочнении системе заранее придают' Деформации, противоположные деформациям при рабочем нагруженйи. Классическим примером этого способа упрочнения являются шпренгельные балки (рис. 270, а). В систему вводят т ел з о р ы 1 — стержни из высокопрочного материала. Натягивая стержни, в балке создают предварительные напряжения (рис. 270,6) на стороне, ближайшей к стержням — напряжения сжатия (—),^а на противоположной стороне — напряжения растяжения {+). Приложение рабочей нагрузки Fp;,G вызывает напряжения обратного знака (рис. 270,-е). Сложение предварительных и рабочих напряжений существенно уменьшает конечные напряжения в балке (рис, 270, г). Напряжения растяжения в стержнях возрастают. * ,

термическим и химико-термическим методам у п р о ч н е н и и. Такой обработкой можно достигнуть высокой твердости поверхностных слоев материала и создать в них напряжения обратного знака при сохранении вязкой сердцевины.

Тарельчатые пружины IIIY,! \шуют и;) листовой стали. Обычно применяют кремнистую сталь 60С2А. Для повышения несущей способности пружин их обжимают до полного распрямления, в результате чего в них возникают остаточные напряжения обратного знака.

Введение дальнейших предположений относительно с может оказаться необходимым при анализе нагружения случайными нагрузками, включающими приложение напряжения обратного знака. Если, однако, первый член в уравнении (5.84) определяется главным образом разогревом материала в кончике трещины, то хорошей основой для вычисления с — Ас может служить эквивалентность между гармоническим и случайным нагружениями. связанная с диссипацией энергии.

части стенки возникают даже напряжения обратного знака. Около полок, где напряжения в срединной поверхности максимальны, напряжения, связанные с изгибом цилиндрической оболочки, отсутствуют.

При упругом упрочнении системе заранее'придают деформации, противоположные деформациям при рабочем нагружении. Классическим примером этого способа- упрочнения являются шире нге льны е балки (рис. 270, а). В систему вводят тензоры!— стержни из высокопрочного материала. Натягивая стержни, в балке создают предварительные напряжения (рис. 270,6) па стороне, ближайшей к стержням — напряжения сжатия •(—), а на противоположной стороне — напряжения растяжения (+). Приложение рабочей нагрузки Рр.л5 вызывает напряжения обратного знака (рис. 270, в). Сложение предварительных и рабочих напряжений существенно уменьшает конечные напряжения в балке (рис. 270, г). Напряжения растяжения в стержнях возрастают.

напряженной зоны — зоны посадочного отверстия. После прекращения вращения в этой зоне появляются остаточные напряжения обратного знака, которые при рабочем числе оборотов турбины уменьшают напряжения, вызываемые центробежными силами. Это позволяет делать диски без ступиц или же применять для изготовления дисков более дешевый материал.

На изменение остаточных напряжений при циклическом нагруже-нии сварных соединений существенное влияние также оказывает степень концентрации напряжений. Представление об этом дает пространственная диаграмма (рис.9.3.19,о), построенная по результатам многочисленных измерений установившихся остаточных напряжений °оУс?после 1 " Ю4 циклов нагружений на образцах с наплавкой по кромке (рис.9.3.19,6) [319]. Можно видеть, что с увеличением коэффициента концентрации напряжений ая в зоне концентратора могут формиро-'ватъся остаточные напряжения обратного знака.

В первом случае материал работает в основном при повторных пластических деформациях, поскольку возникающие остаточные напряжения (обратного знака по сравнению с термическими) почти полностью релаксируют в период стационарного режима большей, как правило, длительности. Таким образом, в медленно охлаждаемом оборудовании термические и остаточные напряжения практически отсутствуют.

части стенки возникают даже напряжения обратного знака. Около полок, где напряжения в срединной . поверхности максимальны, напряжения, связанные с изгибом цилиндрической оболочки, отсут--ствуют.

Для возможности сборки и большей податливости кольца делают разрезными. Чтобы обеспечить плотное прилегание кольца к цилиндру во время работы, кольцо в свободном состоянии делают большего диаметра, чем цилиндр. Поэтому при вкладывании колец в цилиндр в них возникают напряжения о, величина которых ограничивается условием, чтобы при длительной работе не возникла ползучесть материала, которая может привести к уменьшению давления колец на цилиндр. При надевании кольца на поршень оно упруго разгибается и в нем кратковременно возникают напряжения обратного знака а', которые не должны приводить к значительным остаточным деформациям.

между этими напряжениями в известной степени субъективно. Свойства связующего могут значительно изменяться в процессе охлаждения материала после отверждения. По этой причине многие склонны классифицировать напряжения, образующиеся в процессе охлаждения, как остаточные, а напряжения, возникающие при последующих температурных воздействиях на отвержденныи материал, — как температурные. Исследование остаточных напряжений может осуществляться методами, разработанными для анализа температурных напряжений, при этом свойства материала и сами методы соответствующим образом модифицируются. В теории слоистых сред температурные эффекты учитываются традиционным способом, согласно-которому температурное воздействие заменяется эквивалентным механическим, как это сделано при выводе равенств (7) — (10) [по этому вопросу см. также т. 8, гл. И].

Эксперименты различаются по типу возбуждаемого импульса напряжений. При этом могут быть использованы монотонные импульсы сжатия в форме полуволны синусоиды с пологим участком нарастания напряжения, образующиеся в результате соударения с частицей, или импульсы с резким нарастанием напряжения, вызываемые воздействием взрывчатого вещества и ударных плит. Разложение Фурье для этих импульсов содержит значительную по величине составляющую с нулевой частотой. Ультразвуковые или синусоидальные импульсы характеризуются узким спектром, концентрирующимся в окрестности некоторой определенной частоты или длины волны. Волны этого типа идеальны для непосредственного определения соотношения дисперсии путем измерения групповых скоростей импульсов, в то время как при монотонном импульсе дисперсия определяется косвенным образом по изменению формы импульса при его прохождении через материал.

5. Трещины в залитом слое обнаруживаются дребезжащим звуком при простукивании залитого подшипника. Причина — внутренние напряжения, образующиеся при заливке.

меров в зависимости от температуры, но и напряжения, образующиеся в отливках. Уменьшение а является полезным с этих позиции и облегчает условия получения качественных отливок. Но в случае совместной работы чугунных деталей с деталями из цветных сплавов или других материалов, имеющих больший коэффициент линейного расширения, приходится стремиться к увеличению значения а для чугуна.

Сварка чугунных деталей. Сварка чугуна сопровождается отбеливанием материала, что объясняется большим содержанием углерода, выгоранием кремния и быстрым охлаждением металла. При этом углерод не успевает выделиться в виде графита и остается в химически связанном состоянии в виде цементита Fe3C. Из-за усадки материала возникают значительные внутренние напряжения. Образующиеся при сварке чугуна тугоплавкие оксиды создают на поверхности сварочной ванны твердую

Напряжения, образующиеся при закалке стали или при холодной ее обработке, и вызываемая ими пластическая деформация, которая увеличивает число дислокаций и других дефектов в металле, сильно облегчают и ускоряют процесс старения.

Внутренние (остаточные) напряжения. Напряжения, образующиеся при термической обработке, особенно при закалке, можно разделить на два основных типа — термические и структурные.

При МЛ с использованием аттриторов каждая порошковая частица подвергается циклическому нагружению в условиях напряженно-деформированного состояния, отвечающего всестороннему сжатию плюс сдвиг. Поэтому при изучении условий динамики формоизменения порошков необходим анализ элементарных актов циклических пластических деформаций, которые по своей сути подобны усталостным процессам, протекающим в вершине движущейся трещины. Как известно, в условиях циклического нагружения у вершины трещины формируется особая зона — зона процесса, в пределах которой периодически действуют остаточные сжимающие напряжения, образующиеся в цикле разгрузки [36]. Это обеспечивает автономное от цикла к циклу поглощение энергии локальными объемами и высокую степень локализации деформации. К моменту достижения предельной плотности энергии деформации эта зона становится подобной камере Бриджмена, так как по своему структурному состоянию она является средой, в которой легко образуются сдвиго-неустойчивые фазы, а напряженное состояние отвечает всестороннему циклическому сжатию плюс сдвиг.

При термической обработке вследствие неравномерного нагрева и охлаждения изделий, а также при других процессах могут возникать так называемые внутренние напряжения (напряжения, образующиеся без воздействия на изделия внешних сил). При неравномерном охлаждении изделия наружные слои, охлаждающиеся быстрее, уменьшаются в объеме и сжимают внутренние слои, которые еще не успели остыть и поэтому препятствуют сжатию наружных слоев, — так появляются внутренние напряжения. Особенно значительными они могут быть у изделий крупных сечений и слож-

меров в зависимости от температуры, но и напряжения, образующиеся в отливках. Уменьшение а является полезным с этих позиций и облегчает условия получения качественных отливок. Но в случае совместной работы чугунных деталей с деталями из цветных сплавов или других материалов, имеющих больший коэффициент линейного расширения, приходится стремиться к увеличению значения а для чугуна.

Пример. Определить остаточные напряжения, образующиеся при пайке двух пластин 1 из низколегированной стали с пластиной 2 из аустенитной типа 1Х18Н9. Пластины паяются припоем при Т = 740° С (1013° К)- Длины пластин приняты равными / = 1 м. Площади поперечных сечений 2F1 = F2 = F. Коэффициент температурного удлинения пластины 1 в рассматривали