Однократного рассеяния

Переходя сперва к случаю однократного нагружения, мы рассмотрим проекты т^ и т;,^, первый из которых соответствует разрушению при заданной нагрузке, а второй — разрушению или не доходит до разрешения. Из кинематической теоремы теории предельного равновесия следует, что при

Разновысотность контактирующих выступов и величина действующей нагрузки определяют следующие виды деформации выступов: упругую, упругопластическую без упрочнения, упругопластическую с упрочнением. Чисто упругая деформация возможна только у эластичных тел, например резины. При контактировании весьма гладких металлических поверхностей также преобладает упругая деформация неровностей. Однако в большинстве случаев первичного нагружения ведущая роль в формировании площади фактического контакта принадлежит пластической деформации. Входящие в контакт выступы пластически деформируются (сплющиваются), чаще всего с внедрением в сопряженное тело. Внедряется более твердый выступ, а при одинаковой твердости тот, которому геометрическая форма придает большее сопротивление деформации. Исследования ряда ученых показали, что после однократного нагружения выступы упрочняются наклепом и при повторных нагружениях, не превышающих первоначальной нагрузки, деформируются практически упруго. При анализе контактного взаимодействия поверхностей трения твердых тел рассматривают и учитывают номинальную А„, контурную Ас и фактическую А,, площади контакта (рис. 3.1).

Изломы однократного нагружения принято подразделять на спзкие (пластичные) и хрупкие, хотя для металлических материалов провести такую классификацию подчас затруднительно из-за невозможности разрушения металлов при полном отсутствии пластической деформации. Вместе с тем, если при разрушении путем образования и слияния микропор можно иметь изломы в очень широком диапазоне по их микропластичности, то

Переход от внутризеренного к межзеренному разрушению, как правило, сопровождается падением пластичности, особенно макропластичности. Вследствие этого отмечается третья общая особенность данных разрушений — макрохрупкий характер изломов. Некоторые особенности, присущие хрупким изломам однократного нагружения, характерны также и для изломов длительного нагружения.

Для однократного нагружения возрастающей вплоть до временного сопротивления разрушению нагрузкой, т. е. при отсутствии преждевременного разрушения, характерным является внутризеренное распространение трещины. Вместе с тем наличие межзеренного разрушения не всегда является признаком дефектности материала. Но при межзеренном прохождении трещины вследствие большей локализации разрушения возможности для развития пластической деформации ограничиваются. Правда, такому разрушению может предшествовать значительная деформация в теле зерна, но при фрактографическом анализе это выявляется с большим трудом, например, по степени формоизменения зерна, по наличию на поверхностях границ зерен выходов полос скольжения и т. п. На макроскопические характеристики излома (его ориентированность относительно направления главных напряжений, матовость поверхности) характер прохождения трещины влияет мало.

Закономерно изменяется строение излома в зависимости от режима термической обработки (рис. 9). Для алюминиевых •сплавов АК6, 01911, В93, ВАД23 и других в зонной стадии старения разрушение проходит с высокой степенью локальной пластической деформации, что выражается наличием на изломах однократного нагружения преимущественно крупноямочного рельефа. Центрами зарождения разрушения являются в основном крупные частицы избыточных фаз. Изломы исследованных материалов различаются главным образом размерами ямок и

В соответствии с преимущественно межзеренным характером распространения разрушения изломы длительного статического нагружения при высоких температурах имеют зернистое макростроение. В деформируемых сплавах, особенно с размером зерна десятые доли миллиметра и более, зернистость излома выражена очень четко (рис. 62). В литейных сплавах из-за сложных очертаний границ, повторения границами зерен дендритной структуры материала зернистость излома во многих случаях не проявляется и отличить межзеренное разрушение от внутризе-ренного по строению излома очень сложно (рис. 63). Внутризе-ренное разрушение, более типичное для однократного нагружения, приводит в большинстве случаев к образованию излома с заметными следами пластичности, т. е. наличию на изломе волокнистости. Волокнистость, как правило, отсутствует на меж-зеренных изломах длительного статического нагружения—-это и помогает их расшифровывать. Этот признак легче всего установить сравнением строения зоны длительного развития трещины и долома. Присутствие на изломе различных по строению зон {конечные скосы в данном случае не принимаются во внимание) указывает на малую вероятность однократного разрушения.

Фрактографический анализ литейных высокожаропрочных никель-хромовых сплавов затруднен по ряду причин. Наиболее характерным микрофрактографическим признаком, позволяющим отличить излом длительного нагружения от однократного, является его меньшая степень пластичности, выражающаяся в наличии мелких ямок и системы площадок проскальзывания; на изломах однократного нагружения ямки более глубокие (рис. 64).

для однократного нагружения;

проведено при постоянной скорости деформации (деформирования) путем однократного нагружения испытываемых образцов.

В то же время в реальных условиях различных процессов обработки металлов давлением скорость деформации даже в условиях однократного нагружения не остается постоянной и может меняться на порядок и более.

Угловое распределение альфа-частиц, рассеянных тонким металлическим листком, доставляет один из простейших методов проверки общей применимости изложенной теории однократного рассеяния. .Эта проверка была недавно выполнена д-ром Гейгером *), показавшим, что распределение частиц, отклоненных тонкой золотой фольгой на углы в пределах от 30° до 150°, в •основном согласуется с изложенной теорией. Более подробное описание этих и других опытов по проверке приложимости указанной теории будет опубликовано позже.

По теории однократного рассеяния доля общего числа альфа-частиц, рас-•сеянных под данным углом по прохождении слоя вещества толщиной t, пропорциональна величине пАЧ, если принять, что центральный заряд пропорцио-•нален атомной массе А. В рассматриваемом случае толщина слоя вещества, из которого рассеянные альфа-частицы способны вылетать и действовать на экран из сернистого цинка, зависит от природы металла. Поскольку Брэгг показал, что тормозящая способность атома по отношению к альфа-частице

При выводе формул (2.36) и (2.37) был сделан ряд допущений. Предполагалось, что Дг-Cr излучение происходит в полубесконечное пространство со статистически однородной структурой (т. е. нет зон с сильно отличающейся структурой), рассеяние изотропно по всем направлениям и рассеяние от каждого кристаллита начинается в момент поступления к нему излученного импульса и кончается одновременно с его окончанием. Последнее из сделанных допущений наиболее существенно. Оно, в частности, означает, что не учитывается повторное рассеяние ультразвуковых волн, уже претерпевших однократное рассеяние на неоднородностях среды. Например, считали, что структурные помехи от точки В (рис. 2.24) придут в момент времени, определяемый расстоянием АВ. В действительности сигнал от точки С, рассеянный не в направлении на преобразователь, может рассеяться еще раз в точке D и придет на преобразователь одновременно с сигналом однократного рассеяния от точки В, если удовлетворяется условие ACDA = 2AB. Это пример влияния двукратного рассеяния, однако существует также более сложное многократное рассеяние.

Последнее из сделанных допущений наиболее существенно. Оно, в частности, означает, что не учитывается повторное рассеяние УЗ-волн, уже однократно рассеянных на неоднородностях среды. Например, считали, что структурные помехи от точки В (рис. 5.46) достигнут преобразователя в момент времени, определяемый расстоянием АВ. В действительности сигнал от точки В, рассеянный не в направлении на преобразователь, может рассеяться еще раз в точке С и прийти в точку А одновременно с сигналом однократного рассеяния от точки D (ABCА = 2AD). Это пример влияния двукратного рассеяния, однако происходит^

получены для дискообразного прямого преобразователя с учетом помех от однократного рассеяния импульсов. Используя эти соотношения, можно дать следующие рекомендации для оптимизации условий контроля.

состав частиц или капель жидкости, образующих ту или иную дисперсную систему. При этом накладывается ограничение на величину оптической толщины слоя (концентрации частиц), при которой можно ограничиться лишь рассмотрением однократного рассеяния и пренебречь влиянием интерференции волн, рассеянных различными частицами. В зависимости от ожидаемых размеров частиц используются те оптические эффекты, которые в рассматриваемой области значений р достаточно надежно передают наиболее полную информацию о спектре размеров частиц дисперсной системы.

Условие однократного рассеяния выполняется, если оптическая толщина дисперсной системы невелика. Это достигается путем выбора соответствующей длины зоны измерения.

Для расчета мощности дозы скайшайн фотонов применяют программы на основе метода однократного рассеяния с приближенным учетом многократного рассеяния с помощью факторов накопления [15, 17].

Получены аналитические формулы для вычисления мощности дозы нейтронов и вторичных фотонов для коллимированных источников от тепловых до 400 МэВ. Для оценки мощности дозы фотонов может быть использована модель однократного рассеяния с приближенным учетом последующих рассеяний с помощью факторов накопления, но должна быть известна погрешность расчетов в таком приближении для различных энергий фотонов источника, углов коллимации или толщин защиты.

Если рассматривать приближение однократного рассеяния, то ТСРП, т. е. i(k), изотропного образца со стороны К- или 1гкрая спектра поглощения излучения высокой энергии может быть представлена, как

жет рассеяться еще раз в точке D и придет на преобразователь одновременно с сигналом однократного рассеяния от точки В, если удовлетворяется условие ACDA = 2АВ. Это пример влияния двукратного рассеяния, однако существует также более сложное многократное рассеяние.

Здесь схематично изображены точечные передающий Т\ и приемные R^, /?з преобразователи, установленные на поверхность бетона. УЗ-им пульс, излученный преобразователем Т\, распространяется в объеме и, отражаясь различными путями от структурных неоднород-ностей k, принимается преобразователями /?2> Дз разнесенными на расстояние Ах. Очевидно, что оба принимаемых сигнала будут идентичны и когерентны при Ах = 0. При увеличении Ах они будут декоррелироваться за счет изменения пути прохождения УЗ-волн: для случая однократного рассеяния - пути 1 - 2 и 1 - 3, а для случая многократного - пути 4 — 5 -6и4~ 5 -7, сумма которых и образует структурный шум. В пределе, при Ах более определенной величины, принимаемые сигналы должны полностью декоррелироваться. График статистически усредненной зависимости коэффициента взаимной корреляции двух принимаемых реализаций как функция величины Ах представляет собой плавную кривую, убывающую от 1 до 0. Значение Ах, при котором коэффициент взаимной корреляции падает до величины 0,25, соответствует радиусу корреляции структурной помехи.