Однородных материалов

Вид сопряжения, определяющий значения бокового зазора, выбирают исходя из следующих рекомендаций: сопряжение Н применяют в тихоходных ступенях отсчетных, счетно-решающих и других точных механизмов при однородных материалах колес и корпуса; сопряжение G применяют в тех же механизмах при средних скоростях, когда материалы колес и корпуса имеют разные коэффициенты линейного расширения а; сопряжение F применяется в быстроходных ступенях тех же механизмов, а также в силовых редукторах при значительных колебаниях температуры колес и корпуса; сопряжения Е и D применяют в механизмах с пониженными требованиями к точности при средних скоростях, больших колебаниях температуры.

Н — применяется для тихоходных ступеней счетно-решающих, отсчетных и других точных механизмов и следящих систем при однородных материалах корпуса и колес.

Чувствительность к выявлению дефектов методом нейтронной радиографии в однородных материалах в зависимости от их толщины показана на рис. 45.

ционных конструкционных материалах). Эти скорости зависят от направления распространения волны, а при нагружении за пределом упругости и от уровня напряжений. Они усреднены по малому объему композиционного материала, включающему множество слоев, волокон или дисперсных частиц в зависимости от структуры материала. В пределах каждой фазы напряжения распространяются, разумеется, так же, как в соответствующих однородных материалах.

удачным. В частности, одной из причин этого являются особенности процессов усталости и разрушения, порожденные особой природой композитов: неоднородностью, статистической природой прочностных свойств, развитием трещин на микроуровне и объемным напряженным состоянием как в слоях, так и в компонентах слоя. Свои особенности, не наблюдаемые в однородных материалах (металлах), имеет и поведение слоистых композитов с концентраторами напряжений:

Более общая причина неоднородности изломов связана с особенностями процесса разрушения. Даже в практически полностью однородных материалах следует считаться с исходной неоднородностью напряженного и деформированного состояния и изменением этого состояния и скорости развития трещины в процессе разрушения.

однородных материалах винта и гайки зависимости для оценки напряжений среза и изгиба в гайке отпадают. Коэфициент {S зависит от профиля резьбы. Например, для треугольных резьб он близок к единице; для квадратной равен 0,5; трапецеидальных — 0,63—0,68.

Из условия равенства напряжений смятий на опорных поверхностях, т. е. ъсм = а"Л, при однородных материалах соединения следует

Реальные поверхности имеют макро- и микроотклонения формы. Минимальная высота шероховатости поверхности, получаемая вибрационным шлифованием и ионным полированием по оптической технологии, находится в пределах 1 ... 10 нм. Минимум достигается на особо однородных материалах: пара-фазном стекле, кварцевом стекле, монокристалле кремния и т.п.

Если в однородных материалах трещины развиваются в глубь тела, то в слоистых композитах — в межслойной области. Прочность матричного слоя обычно сравнительно низка, а возникающие в них напряжения велики.

Чувствительность к выявлению дефектов методом нейтронной радиографии в однородных материалах в зависимости от их толщины показана на рис. 30.

Формула Герца справедлива при следующих допущениях: контакт происходит при статических условиях нагружения; сжимающая сила нормальна площадке контакта, т. е. на поверхности цилиндров нет касательных сил; смазка отсутствует; сжимаемые тела изготовлены из идеально упругих и однородных материалов.

2. Молекулярн о -механическое изнашивание (изнашивание при схватывании). Схватывание происходит вследствие молекулярных сил при трении. Наблюдается холодное схватывание, связанное с износом и выдавливанием смазочной пленки при малых скоростях скольжения, и горячее схватывание, связанное с понижением вязкости масла из-за нагрева при больших скоростях. Схватывание и начальной форме проявляется в намазывании материала одной сопряженной детали на другую, а в наиболее опасной форме — в местном сваривании трущихся поверхностей с последующим вырыванием частиц одного тела, приварившихся к другому, при дальнейшем их относительном движении. Схватывание особенно опасно для незакаленных трущихся поверхностей и химически однородных материалов.

Заеданию более подвержены зубья с незакаленными поверхностями из однородных материалов, однако это явление наблюдается также и при разнородных материалах и закаленных поверхностях.

Распределение Нд по объему сварного соединения и его концентрацию в любой заданной точке определяют экспериментально-расчетным способом. Способ состоит в экспериментальном определении исходной концентрации диффузионного водорода в металле шва Нш(о), установлении зависимости коэффициента диффузии водорода ?>„ от температуры для шва, ЗТВ и основного металла и параметров перехода остаточного (металлургического) водорода Но в основном металле в Нд и обратно при сварочном нагреве и охлаждении. Расчетная часть заключается в решении тепловой задачи для заданных типа сварного соединения, режима сварки и решения диффузионной задачи. Последняя для сварки однородных материалов представляет численное решение дифференциального уравнения второго закона Фика, описывающего неизотермическую диффузию водорода с учетом термодиффузионных потоков в двумерной системе координат:

Основные виды изнашивания следующие: механическое — результат механических воздействий; коррозионно-механиче-ское — механическое воздействие сопровождается химическим или электрическим взаимодействием со средой; абразивное — результат режущего или царапающего действия твердых частиц, находящихся в свободном или закрепленном состоянии; эрозионное — результат воздействия потока жидкости или газа; усталостное — выкрашивание частиц материала поверхностного слоя при Периодически меняющейся нагрузке (этот вид изнашивания особенно характерен для высших кинематических пар) ; изнашивание при заедании — результат схватывания, глубинного выры.вания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую (заедание или схватывание характеризуется сильным местным нагревом вследствие высоких скоростей скольжения и больших удельных давлений; такому виду изнашивания чаще всего подвержены незакаленные трущиеся поверхности кинематической пары из однородных материалов).

1. Материал однороден, т. е. его свойства не зависят от размеров выделенного из тела объема. В действительности однородных материалов в природе нет. Например, структура металлов состоит из множества хаотически расположенных микроскопически мелких кристаллов (зерен). Размеры же рассчитываемых элементов конструкций, как правило, неизмеримо превышают размеры кристаллов, поэтому допущение об однородности материала здесь полностью применимо.

Высокие скорости скольжения и неблагоприятные условия смазки требуют, чтобы материалы червяка и колеса имели низкий коэффициент трения, повышенное сопротивление износу и пониженную склонность к заеданию. Выполнение червячной пары из однородных материалов не дает желаемых результатов, поэтому червяк и колесо изготовляют из различных материалов.

В винтовых зубчатых передачах иногда наблюдается заедание зубьев. Оно заключается в местном молекулярном сцеплении контактирующих поверхностей из-за высоких давлений и отсутствия смазочного слоя и происходит обычно при больших скоростях. Разрушение при заедании происходит с вырыванием частиц поверхностей. Этому вредному явлению в большей степени подвержены зубья с незакаленными поверхностями и зубья из однородных материалов. Поэтому в качестве материалов колес применяют или закаленную сталь по закаленной стали, или разнородные материалы — закаленную сталь по бронзе, текстолиту или полиамидам, а также применяют специальные противозадирные смазки.

Коэффициент [п21 отражает влияние однородности материала (в частности, для отливок он выше, чем для поковок); чувствительности его к недостаткам механической обработки; отклонения механических характеристик от их нормативных значений в результате нарушения технологии изготовления детали. Для пластичных материалов при статическом нагружении детали [п2]=1,2—2,2 (меньшие значения для более пластичных материалов); при том же характере нагружения, но хрупком материале [па]=2—6 (большие значения при весьма хрупких неоднородных материалах). При напряжениях, переменных во времени, принимают [м21=1,3—3,0 (большие значения для менее пластичных и однородных материалов).

Для хрупких однородных материалов (например, закаленных высокоуглеродистых сталей) прочность за счет концентраторов

Прочность деталей из хрупких однородных материалов (например, закаленных высокоуглеродистых сталей) за счет концентраторов напряжений снижается в ks раз, где ks — эффективный коэффициент концентрации напряжений при статическом нагружении. Величины ks (они приведены в справочниках) близки к а0 (или ат).