Направлением нагружения

Источником магнитного поля может быть петля с током, соленоид или постоянный магнит. Магнитная сила Рмаг направлена по нормали к плоскости, образованной векторами v и В. Ниже в этой главе мы покажем, что заряженная частица, движущаяся только в магнитном поле, будет описывать окружность (или, в более общем случае, спираль) вокруг оси, образуемой направлением магнитного поля. Проделав лабораторный опыт, легко можно убедиться, что магнитное поле, направленное перпендикулярно к движению электронного пучка в трубке осциллографа, отклонит этот пучок в направлении, перпендикулярном как к v, так и к В. Магнитная сила, соленоиды и магниты подробно разбираются в т. II.

Направление вращения чавиеит от чнака заряда. Из уравнения (48.Т>С>) можно заключить, что направление вращения отрицательною заряда связано е направлением магнитного поля В правилом правого винта, а положительного заряда правилом левого винта (рие. 12(5).

Представляет интерес специальный случай, когда пучок частиц обладает одинаковыми по величине скоростями, направления которых близки к направлению магнитного поля (рис. 108). Если бы скорости всех частиц пучка точно совпадали с направлением магнитного поля (т. е. пучок был бы строго параллельным), то со стороны магнитного поля на частицы никакие силы бы не действовали, частицы двигались бы прямолинейно и пучок оставался бы параллельным. Однако прак-

Общей чертой всех циклических ускорителей являются, как уже указывалось, близкие к круговым траектории (орбиты) частиц, получающиеся в результате движения частиц в магнитном поле, направленном перпендикулярно к их скорости. Метод же ускорения частиц в большинстве циклических ускорителей применяется тот же, что и в линейных ускорителях с переменным электрическим полем. Вакуумная камера, в которой движутся частицы, имеет форму цилиндра (диаметр которого много больше его высоты), расположенного между полюсами электромагнита так, что ось цилиндра совпадает с направлением магнитного поля. Камера покрыта электропроводящим слоем, в котором по радиусам сделаны изолирующие разрезы (в простейшем случае — один или два разреза по одному диаметру). Эти разрезы, к которым подводится переменное напряжение, и служат ускоряющими промежутками, аналогичными промежуткам между трубчатыми электродами

При конструировании магнитных фильтров следует придерживаться следующих основных правил: поток рабочей жидкости должен проходить обязательно через участок наиболее мощного поля магнита; кроме того, поток не должен быть турбулентным; расположение и концентрация загрязняющих частиц, осевших в фильтре, не должны оказывать сопротивление потоку рабочей жидкости; направление потока рабочей жидкости должно совпадать с направлением магнитного поля, так как при этом создаются наиболее благоприятные условия для осаждения загрязняющих частиц; форма магнита при заданных габаритных размерах должна обеспечивать максимальную мощность магнитного поля, т. е. необходимо правильно выбирать соотношение длины и площади поперечного сечения магнита.

тигель с нужной температурой нагрева. Испытуемый образец, изготовленный в форме эллипсоида вращения, помещается в однородное магнитное поле электромагнита так, что большая ось образца образует с направлением магнитного поля некоторый угол ср (8—10°I, который отсчитывается по лимбу (фиг. 76).

где V — объём образца; v — объём продуктов распада аустенита; tfo — начальный угол, составленный большой осью образца с направлением магнитного поля; ср — угол после начала распада аустенита.

Магнитный курс фм — угол между продольной осью самолета и направлением магнитного меридиана Земли.

туре вследствие диффузии, «проходящей во внешнем магнитном поле, энергия системы диполей стремится к минимуму, в результате чего возникает новая анизотропная конфигурация атомных пар1. Число анизотропных конфигураций атомных пар разных сортов определяется законом распределения Больцмана. С понижением температуры такое упорядоченное состояние все в большей мере фиксируется (замораживается). Таким образом возникает одноосная магнитная анизотропия с осью легкого намагничивания, совпадающей с направлением магнитного поля при термической обработке.

Возможность применения равенства (5.12) к аморфным сплавам следует из сравнения расчетов с данными экспериментов. Во-первых, ось легкого намагничивания, поданным экспериментов, обычно совпадает с направлением магнитного поля при отжиге. В то же время согласно (5.12), энергия Еи становится минимальной при 9 = 9. Во-вторых, ясно, что для сплава данного состава

Совпадение продольной оси детали с направлением магнитного поля Земли 1,2,3,7,8 Установка продольной оси детали в направлении восток - запад

Известно, что модуль Юнга и коэффициент Пуассона композита, получаемые при испытании на одноосное растяжение, существенно зависят от угла 6 между направлением армирования и направлением нагружения, Экспериментально установлено,

Расчетная зависимость прочности однонаправленного композита от угла между направлением армирования и направлением нагружения при одноосном нагружении показана на рис. 13. Интересно отметить, что при нагружении вдоль волокон несущая способность материала с отверстием составляет лишь 10% прочности материала без концентратора напряжений, в то время как при нагружении под углом 45° и выше — 40% от прочности в этом направлении образца без концентратора. Такие результаты коррелируют обычно не с максимальными значениями коэффициентов концентрации напряжений, а со значениями, обозначенными значком О на рис. 11 и 12, которые значительно меньше максимальных и соответствуют другой угловой координате.

На рис. 3—6 представлены проектировочные данные для однонаправленных бороэпоксидных композитов. На рис. 7 и 8 показаны зависимости упругих констант и прочности при растяжении однонаправленных композитов от угла между направлением волокон и направлением нагружения. На рис. 9 и 10 представлены упругие константы и прочность при растяжении различных симметрично армированных слоистых композитов. На рис. 11 и 12 даны аналогичные результаты для слоистого композита, нагружаемого под углом к осям симметрии материала. Данные по прочности других композитов и огибающие разрушающих нагрузок при комбинированном нагружении однонаправленных композитов представлены в главе II, т. 7 этой серии.

Другой возможный подход — феноменологический — позволяет лишь косвенно (впрочем, как и все остальные механизмы разрушения) исследовать случай разрушения по поверхности раздела. В теориях такого типа характеристики разрушения по поверхности раздела определяются только через экспериментальные данные по прочности композита, которые необходимо ввести в аналитические решения. Формулировка этих теорий требует, чтобы при продольной и поперечной ориентациях нагружения теоретические значения прочности согласовывались с экспериментальными. Предсказываемые теорией значения прочности для промежуточных значений углов между осью волокон и направлением нагружения зависят от экспериментальных данных по продольной, поперечной и сдвиговой прочности композита, независимо от механизма его разрушения.

Келли и Дэвис [9], а также Стауэлл и Лю [20] вывели уравнения для зависимости прочности композита от направления на-гружения, основанные на трех механизмах разрушения. Ниже приведены эти уравнения, описывающие изменение прочности композита 0К с изменением угла между направлением нагружения и осью волокна 6, и указаны соответствующие типы разрушения; при растяжении.

Петрашек и Синьорелли [17] внесли изменения в модели Стау-элла и Лю [20] и Келли и Дэвиса [9]. Согласно модифицированной модели [17], прочность композита в условиях внеосного на-гружения при малых углах между направлением нагружения и волокном не увеличивается. Уравнение (1) oK=ai/cos2Q заменено на oK=ai, т. е. прочность композита не меняется с ростом 0, пока тип разрушения не становится сдвиговым.

Для оценки прочности композитов (слоистых и ориентированных волокнистых) при любых сочетаниях напряжений Ацци и Цай [2] применили критерий начала пластического течения Хилла. Для расчета зависимости прочности композита при одноосном нагружении ок от угла между направлением нагружения и волокном необходимо определить продольную и поперечную прочность композита, а также прочность при сдвиге. Эта теория, в отличие от рассмотренных ранее, является феноменологической и, следовательно, не ограничена каким-либо определенным механизмом разрушения. Авторами работы [2] предложена следующая зависимость ак от 0:

Б'реятналл и др. [3], а также Кляйн и др. [11] исследовали типы разрушения композита Nb (сплав)—W при комнатной температуре и при 1477 К- Композит предназначен для высокотемпературной эксплуатации в окислительной атмосфере и состоит из устойчивого к окислению ниобиевого сплава (матрица) и вольфрамовой проволоки. Поскольку упрочнитель и матрица взаимно растворимы, но не взаимодействуют химически, композит относится ко второму классу. Для оценки влияния температуры на тип разрушения и на прочность предел прочности данного композита при внеосном нагружении определяли при комнатной температуре и при 1477 К- Зависимость прочности при растяжении от величины угла между направлением нагружения и проволокой представлена на рис. 13, а. При 1477 К композит более чувствителен к направлению нагружения, чем при комнатной температуре; это лучше видно на рис. 13, б, где значения прочности при внеосном нагружении нормированы относительно значения прочности при угле 0° (т. е. относительно продольной прочности).

х, у, z — оси, связанные с направлением нагружения;

ных с неоднородностью структуры, его анизотропией, скоростью и направлением нагружения, температурой.

формы поверхности текучести в пространстве напряжений обусловливает общую анизотропию поведения материала по отношению к сопротивлению пластическому деформированию по какому-либо направлению, составляющему некоторый угол с предыдущим направлением нагружения. Следствием этого является пространственный эффект Баушингера (неравномерное изменение размеров области упругих состояний материала в различных направлениях при упругопластическом деформировании по какому-либо направлению), частным случаем которого является рассмотренный выше эффект Баушингера и циклические характеристики поведения материала при растяжении—сжатии образцов. Переходя к изложению основных экспериментальных результатов, следует заметить, что конфигурации мгновенной поверхности текучести являются функционалом процесса деформирования материала, свойства которого в настоящее время изучены еще очень слабо. Само определение поверхности текучести связано с определенными допусками на пластическую деформацию и достаточно сложно даже для простейших процессов пластической деформации. Более того, построение теоретической поверхности текучести подразумевает возможность измерения бесконечно малых приращений пластической деформации. Однако экспериментально определяемое приращение зависит от точности измерительного прибора и заведомо является конечной величиной. Таким образом, экспериментально определяемые поверхности текучести всегда соответствуют некоторым конечным приращениям пластической деформации и являются некоторым приближением к теоретической поверхности, зависящим от точности измерений. С другой стороны, современная технология изготовления материалов такова, что для каждого конкретного материала в состоянии поставки соответствующие экспериментальные кривые имеют достаточно широкий статистический разброс (иногда достигающий 15—20%), ввиду чего результаты, полученные при более точных измерениях, не всегда имеют общее значение. Таким образом, основные результаты экспериментальных исследований начальных и последующих поверхностей текучести позволяют сделать следующие выводы [30—36].