Отдельных критериев

Особенностью этого вида разрушений по сравнению с обычной коррозионной усталостью является соизмеримость периодически напряженных участков с размерами отдельных кристаллов металла (напряжения второго рода). В связи с этим на кавитацион-ную стойкость сплавов большое влияние оказывают механическая прочность, структура и состояние границ зерен сплава. Например, чугун с шаровидным графитом более устойчив к кавитации, чем обычный чугун, а еще более устойчивы стали. Особый интерес представляет применение предложенных И. Н. Богачевым с сотрудниками сталей, самоупрочняющихся в процессе кавитации, например хромомарганцевой стали маркиЗОХ10Г10 (табл. 49).

Избирательное травление отдельных кристаллов на металлографических шлифах. Неодинаковая скорость растворения различных граней монокристаллов Mg, Zn, Cu

ническими процессами, происходящими в самом теле (например, изменением объема отдельных кристаллов при фазовых превращениях или вследствие температурного градиента). При этом напряжения в случае одноосного растяжения S = P/F, МПа *.

пространства, кристаллизующиеся R последнюю очередь, будут обогащены компонентом Л, понижающим температуру плавления сплава, и их состав близок к копией грации, соответствующей исходной концентрации сплава. Такую неоднородность состава сплава внутри отдельных кристаллов, называют внутрикрисгпаллшпной или дендритной ликвацией. Чем больше разность температур между солидусом и ликвидусом, тем больше дифференциация по составу между жидкой и твердой фазами и тем сильнее проявляется этот вид ликвации. Вследствие разной гравимости участков твердого раствора, имеющих неодинаковый состав, неоднородность внутри каждого кристалла может быть легко выявлена при микроанализе (см. рис. 58, а).

закончиться. В условиях же быстрого охлаждения диффузия не успевает выровнять состав отдельных кристаллов и центральная часть дендритов становится богаче тугоплавким компонентом, тогда как периферийная — легкоплавким компонентом.

При изотермическом превращении в условиях средних температур происходит рост отдельных кристаллов в продольном и поперечном направлениях, однако скорости роста значительно ниже, чем при мартенситном превращении. Возникновение рельефа на полированной поверхности шлифа указывает на то, что а-фаза когерентно связана с аустенитом, а переход у-*-а происходит вследствие упорядоченного перераспределения атомов подобно мартенситному превращению.

Неправильная термическая обработка ферритных или аустенитных нержавеющих сталей приводит к тому, что места контакта отдельных кристаллов (так называемые границы зерен)'

Всякий отдельный кристалл (монокристалл) построен из атомов, расположенных в определенном порядке. Расположение атомов и расстояние между ними в различных направлениях, вообще говоря, различны. Поэтому отдельный кристалл может обладать различными свойствами в различных направлениях. И действительно, все монокристаллы в той или иной мере обладают анизотропией. Но если тело построено из множества мелких кристаллов (поликристаллические тела), то, несмотря на анизотропию отдельных кристаллов, все тело в целом может быть изотропным, когда отдельные кристаллики расположены беспорядочно, без всякой системы. Тогда свойства отдельных кристалликов усредняются по всем направлениям и в среднем оказываются одинаковыми. Поэтому поликристаллические тела, к которым принадлежат почти все применяемые в технике материалы, часто бывают изотропны. Однако при специальной обработке (волочении и т. п.) может произойти упорядочение в расположении отдельных кристалликов тела. Свойства отдельных кристалликов уже не усредняются, и поликристаллическое тело может оказаться анизотропным. И действительно, поликристаллические материалы, подвергшиеся специальной обработке, нередко обладают анизотропией.

Индексы кристаллической решетки. При изучении свойств металлов, обусловленных'действием на металл деформации, магнитного поля и т. д., необходимо с помощью отсекаемых отрезков или индексов Миллера обозначать кристаллографические плоскости (чтобы определять их положение), кристаллографические направления внутри данного кристалла, ориентировку отдельных кристаллов относительно друг друга. Индексы — это числовые обозначения кристаллографических плоскостей и направлений внутри кристалла. Отсекаемые отрезки, характеризующие положение плоскости в кристалле, являются расстояниями от начала координатной системы до точек пересечения этой плоскости с каждой из осей координатной системы. Положение плоскостей устанавливается с помощью закона рациональных индексов: отношения отсекаемых отрезков для любой плоскости, проходящей в кристалле, всегда могут быть выражены рациональными числами; эти числа могут быть равны 2,

В некоторых случаях при расчете модулей упругости структурно неоднородных материалов мо^кно ограничиться средним арифметическим или геометрическим их усредненных значений по Фойгту и Рейссу. Такой прием приводит к удовлетворительным результатам для однофазных поликристаллов, в которых различия в свойствах компонентов (отдельных кристаллов) обусловлены только их анизотропией [83, 88]. С увеличением различий между упругими характеристиками компонентов материала точность таких усреднений снижается [60].

Особенность начального образования оксида состоит в том, что из-за несовершенства поверхности отдельные зародыши располагаются на металле хаотично. Поскольку интенсивность и характер хемосорбции во многом определены ориентацией кристаллов, наличием кромок, пустот, дефектов на поверхности и т. д., предполагается, что хемосорбция является преобладающей в окислении металла в начальной стадии образования оксида. Число зародышей мало зависит от времени, а возрастает с повышением парциального давления кислорода в окружающей среде. С повышением температуры число зародышей, приходящихся на единицу поверхности, убывает. Объясняется это увеличением поверхностной диффузии, что в свою очередь расширяет зародыши по размерам. После образования размещающихся хаотично на поверхности зародышей оксида окисление в дальнейшем идет путем роста отдельных кристаллов до тех пор, пока поверхность полностью не покрывается тонким оксидным слоем. Иногда такие дискретные зародыши и кристаллы оксидов могут образовываться даже после возникновения тонкой оксидной пленки [62]. Им часто отводят важную роль в общем процессе окисления металла.

где Я2 = ф(Я], я3, Л1,, ,V2, Ss) — неизвестная критериальная функция от всех или только от отдельных критериев и комплексов. Вид критериальной функции, как правило, определяется опытным путем, по ограниченному числу опытов, но сама функция охватывает подобные явления для бесчисленного числа других опытов, которые можно характеризовать тем же обобщенным параметром, т. о. выбранным безразмерным комплексом.

На современном уровне развития дидактики и психологии не удается установить аналитических зависимостей между отдельными элементами ПДМ, частными критериями, частными и главными. Аналогично обстоит дело с коэффициентами влияния отдельных критериев .на функцию качества. Они, как и оптимальные соотношения элементов ПДМ, должны быть получены экспериментальным путем на основе обработки результатов опытов методами теории вероятностей и математической статистики.

Так как критерии качества играют большую роль при разработке методики и при планировании натурного эксперимента, то многие из них целесообразно определять с помощью исследования математических моделей еще до начала основных экспериментов. Удобные для практического использования методы моделирования пневматических устройств были разработаны Е. В. Герц и Г. В. К.рейни-ным [66, 67]. Благодаря применению безразмерных параметров они позволяют использовать при расчете отдельных критериев качества зависимости, заранее рассчитанные, например, с помощью аналого-вычислительных машин (АВМ). На рис. 22 приведены зависимости безразмерных параметров i и т., построенные по этой методике аспирантами А. К- Карклиньшем и Б. К- Мухамеджановым для пневмомеханических устройств, результаты экспериментального исследо-

Указанное противоречие в равной мере относится и к поэтапной схеме конструирования. Последняя построена как типовая (для определенной области применения) и не предназначена давать конкретные рекомендации для конкретных конструкторских задач. Это прежде всего вытекает из условного характера эпюр, отражающих «удельный вес» отдельных критериев в ходе конструирования.

Правильная оценка качества тормозных накладок при выпуске их заводами асботехнической промышленности, а также при разработке новых материалов для производства тормозных накладок не только в значительной степени обеспечивает безопасность движения автомобильного транспорта и эффективность его использования, но и способствует рентабельному применению материалов для работы в качестве тормозных накладок в реальных тормозных узлах с учетом условий эксплуатации автомобилей. Поскольку качества тормозных накладок оцениваются на основании эксперимента, вопрос о выборе методов испытаний, критериев оценки качества накладок и последовательности проведения испытаний приобретает важное значение; тем более, что существующая в настоящее время трехстадийная (лабораторная, стендовая и эксплуатационная) проверка тормозных накладок не всегда оказывается эффективной и не всегда обеспечивает своевременное выявление и устранение дефектов тормозных накладок. Последнее объясняется тем, что испытания, проводимые на каждой из указанных стадий, преследуют различные цели, что определяет и выбор соответствующих целевому назначению критериев оценки качества. Кроме того, малая эффективность испытаний тормозных накладок на различных стадиях объясняется не столько конструктивными особенностями оборудования, сколько несовершенством ме-jrjpjgHKjicnbiTaHHfi, отсутствием тесной связи и обоснованного перехода от одного вида испытаний к другому, несопоставимостью условий реальной работы накладок при эксплуатации с условиями стендовых и лабоцатсорг ных испытаний. На каждой стадии проверка производится при различных условиях, определяющих и различное физическое состояние материала тормозных накладок при испытаниях, что, естественно, затрудняет, а подчас и исключает возможность сопоставления отдельных критериев между собой. В соответствии с этим целесообразно кратко изложить сущность лабораторных, стендовых и эксплуатационных испытаний при оценке качества тормозных накладок.

Что касается вида зависимости и влияния отдельных критериев, то их можно установить только опытным путем. При этом следует заметить, что величина рж/бг меняется сравнительно мало; в лабораторных условиях особенно трудно поставить такие опыты, чтобы изменить эту величину в несколько раз.

Таким образом, задача теории подобия и анализа размерностей, а также соответствующих экспериментов заключается и в том, чтобы определить влияние отдельных критериев на конечные результаты исследований и установить возможности и границы частичного моделирования.

Ясно, что комбинация двух или нескольких критериев также является критерием. Однако общее число критериев не может меняться от перестановок и рекомбинаций отдельных критериев системы (2-23).

Отсюда следует, что комбинация двух или нескольких первичных критериев также является критерием подобия. Однако общее число критериев подобия данного явления остается неизменным, т. е. не зависит от тех перестановок и рекомбинаций отдельных критериев, которые производятся внутри системы (6.8).

Значения коэффициентов CJ- и С в зависимости от значений отдельных критериев подобия приведены в монографии [Л. 6-1].

Для дальнейшего развития экспериментальных исследований двухфазных потоков важно знать законы моделирования, позволяющие переносить результаты модельных испытаний на натуру. Даже для сравнительно простых процессов, кроме геометрического подобия и равенства граничных условий, необходимо совпадение ряда безразмерных параметров, количество которых обычно настолько велико, что одновременное и строгое их выполнение в большинстве случаев делает невозможными модельные испытания. В то же время опытным путем установлено, что многие критерии подобия в определенном диапазоне их изменения оказывают лишь незначительное влияние на конечный результат. Так, например, если скорости потока намного меньше скорости звука, то можно не принимать во внимание число Маха, в то время как равенство чисел Рейнольдса учитывается тогда, когда Ке относительно мало. При выполнении многих расчетов процессы в турбинных ступенях считают установившимися, пренебрегая влиянием периодической нестационарности и турбулентности потока. Таким образом, задача теории подобия и анализа размерностей заключается также и з том, чтобы установить влияние отдельных критериев на конечные результаты исследований и определить допустимые границы частичного моделирования процессов.

1. Механика разрушения, являясь сравнительно молодой отраслью механики, продолжает находиться в периоде становления, в особенности в части, относящейся к практическому определению свойств металлов и их использованию в инженерных расчетах на прочность. Продолжают развиваться представления о физической сущности некоторых критериев механики разрушения, расчетной связи между ними, предпочтительности или недостаточности отдельных критериев в конкретных условиях их использования, технике проведения испытаний и обработки результатов. Естественно, что в этом случае основные усилия многих исследователей направлены на^решение принципиальных вопросов, не осложненных присутствием сварных соединений с неоднородностью их свойств.