Продольном нагружении

АЗФФ -комплексная эффективная магнитная проницаемость, которая для сплошного цилиндрического проводящего изделия в продольном магнитном поле определяется как

/J^ --комплексная эффективная магнитная проницаемость, которая для сплошного цилиндрического проводящего изделия в продольном магнитном поле определяется как

чивающему полю, трудно обнаружить дефекты. При контроле в приложенном продольном магнитном поле его напряженность должна быть больше (иногда значительно), чем при циркулярном намагничивании, для того, чтобы компенсировать саморазмагничивание детали. При контроле способом остаточной намагниченности индукция в детали, намагниченной продольно, из-за ее саморазмагничивания может быть значительно ниже остаточной индукции, необходимой для обнаружения дефектов. Кроме того, при наличии выступов и резких переходов в детали в ряде случаев создаются локальные магнитные поля, которые притягивают частицы магнитного порошка, что может вводить в заблуждение контролера.

Плоскополяризованное колебание Е можно представить в виде двух круговых противоположно направленных колебаний (рис. 11.21, а): Еь поляризованного по кругу вправо, и Е2, поляризованного по кругу влево. В каждый' момент времени эти составляющие образуют с плоскостью колебаний АА равные углы и в сумме дают вектор Е, лежащий в этой плоскости. Если такие колебания попадают в среду, в которой скорость распространения право-и левополяризованной составляющих оказывается неодинаковой, например ct < е2, то колебание Et будет отставать от колебания Е2 и по выходе из среды между ними возникнет разность фаз 6. Складываясь, колебания Е1 и Ег дают снова плоскополяризованное колебание Е, но с плоскостью колебаний ВВ, повернутой относительно начального положения этой плоскости АА на угол 6/2 в направлении вращения более быстро распространяющегося колебания Е2 (рис. 11.21, б). Такое явление поворота (вращения) плоскости колебаний или соответственно плоскости поляризации плоскополяризованной электромагнитной волны происходит при прохождении ее через намагниченный ферро- и ферримагнетик в направлении приложенного-намагничивающего поля Н (в продольном магнитном поле). Это явление было-открыто Фарадеем и называется эффектом Фарадея. В металлических ферромагнетиках, сильно поглощающих электромагнитные волны, явление Фарадея можно наблюдать лишь в тонких пленках. В ферритах с высоким удельным электрическим сопротивлением, слабо поглощающим энергию электромагнитной волны, эффект Фарадея может быть реализован в образцах длиной в

а — представление плоскополяризованного колебания в виде двух круговых; б — поворот плоскости поляризации при прохождении луча в продольном магнитном поле

Более детально спектр э.д.с. поперечной индукции в постоянном продольном магнитном поле с учетом закручивания и гистерезиса исследовался в [35]. Эти исследования показали, что э.д.с. поперечной индукции имеет (при синусоидальном первичном токе) сложный спектр, состоящий из четных и нечетных гармоник частоты первичного тока (четная обусловлена продольным магнитным полем, нечетная — закручиванием); некоторые черты спектра могут быть объяснены магнитной и упругой неоднородностью в ферромагнитной проволоке и наличием в ней постоянного циркулярного намагничивания. Таким образом, изучение спектра э.д.с. поперечной индукции дает возможность судить о некоторых свойствах ферромагнитных материалов. Можно еще добавить, что продольное магнитное поле влияет на четные гармоники гораздо сильнее, чем на нечетные. Закручивание же, наоборот, очень сильно влияет на нечетные гармоники и слабо на четные. Эти выводы подтверждаются экспериментально.

Цилиндр в продольном магнитном поле. Этот случай соответствует индукционному нагреву цилиндрического объекта в цилиндрическом индукторе.

Пластина в продольном магнитном поле. На рис. 1-10 представлен овальный индуктор с находящейся в нем пластиной и обозначены основные размеры. По-прежнему считается, что длина системы а велика и поверхностный эффект ярко выражен (D2 > 6А2). Тогда могут быть использованы все формулы, полученные для ци-

Строго говоря, равенство (1.14) справедливо только для бесконечно длинной системы индуктор — нагрузка. При конечной длине индуктора это равенство является приближенным, так как закон распределения активной мощности по радиусу цилиндра не остается постоянным при изменении z. Однако с незначительной ошибкой функцию 7?р (R) можно принять такой же, как при нагреве цилиндра в однородном продольном магнитном поле.

На фиг. 9, г приведена схема механотронного генератора, представляющего собой механотрон М, внутри которого находится двухслойная пластинка Я. Механотрон находится внутри катушки /С, создающей продольное магнитное поле. Один слой сдвоенной пластинки Я удлиняется за счет продольной магнитострикции в продольном магнитном поле, в то время как второй слой пластинки не подвергается магнитострикции. В результате описанной деформации магнитострикции одного из слоев сдвоенная ферритная плас-

3. Турбулентное течение жидкого металла в продольном магнитном поле

Однонаправленный слой характеризуется экспериментальными пределами прочности при растяжении и сжатии в продольном (0°) и поперечном (90°) направлениях. Для установления В-кри-териев (вероятность неразрушения 90% при доверительном уровне 95%) проводят статистический анализ (см. руководство [1], разделы 4.1.5.3). По диаграммам деформирования однонаправленного материала при продольном нагружении, линейным до разрушения материала, устанавливают уровень максимально допустимых напряжений, которые принимают равными 2/3 разрушающих. Если по диаграмме деформирования предел пропорциональности оказывается меньшим, чем 2/3 предела прочности, в качестве уровня максимально допустимых напряжений принимают предел пропорциональности. Исключение составляют случаи, когда образование неупругих деформаций и соответствующее снижение модуля упругости при нагружении выше предела пропорциональности являются допустимыми. В большинстве случаев максимально

Некоторые характеристики прочности для случая простого-композита третьего класса, в реакционной зоне которого образуется одно соединение, поясняет рис. 3. Понятия пределов прочности матрицы и волокна ам 'и 0В общеизвестны; их значения входят в ряд выражений, например для правила смеси. Предел прочности матрицы при сдвиге входит в выражения для 'критической длины волокна, обеспечивающей передачу нагрузки от матрицы к волокну. Некоторые из остальных параметров, введенных на рис. 3, не применялись ранее и будут мало использоваться в книге из-за незнания соответствующих количественных значений. Они введены с тем, чтобы подчеркнуть их важное значение для развития законченной теории поверхности раздела в системах третьего класса. Впрочем, один из этих параметров, а именно предел прочности продукта реакции, был определен количественно.. Меткалф [26] указал, что модуль упругости соединения, образующегося при взаимодействии, иной, чем у матрицы и волокна. Далее, исходя из условий роста соединения, можно предположить, что в силу наличия ростовых дефектов его прочность та же, что и в массивной форме. При продольном нагружении, когда применимо правило смеси, эти соображения позволяют рассчитать

Согласно этой теории, для композитов третьего класса существует допустимая степень развития реакции, ниже которой не должно происходить уменьшения предела прочности при продольном нагружении. Важным подтверждением теории послужила справедливость этого вывода для композитов титан — бор; позднее для той же и других систем в известной мере были подтверждены и другие детали теории. Было установлено, что в композите титан — бор относительная деформация до разрушения волокон достигает величины 6-Ю"3, а напряжение — примерно 250 кГ/мм2, пока реакция не развивается до критического уровня, определяющего, как показано выше, поведение материала в случае /. Эта теория будет рассмотрена подробнее в гл. 4.

волокна и, таким образом, применение этого правила может привести к недооценке жесткости и прочности композита. Несмотря на заниженный характер оценок, правило смеси оказалось полезным для ориентировочных расчетов, так как поперечные напряжения, возникающие в волокне и матрице, взаимно противоположны, и их суммарное влияние на кривую напряжение —деформация композита в целом ослабляется. В результате может создаться неправильное представление о том, что при продольном нагружении на поверхностях раздела не возникает заметных напряжений, поскольку экспериментальные результаты согласуются с правилом смеси, игнорирующим наличие напряжений на поверхностях раздела.

Однако при продольном нагружении напряжения на поверхности раздела меньше, чем при поперечном нагружении (рассматриваемом в разд. II, Б). Значит, прочность композита при продольном нагружении должна быть относительно нечувствительна к прочности связи на поверхности раздела (если связь достаточно прочна, чтобы передавать нагрузку от матрицы к волокнам). Это, как правило, и наблюдается, если не вмешиваются другие факторы [53].

В моделях напряженного состояния композитов при продольном нагружении предполагается, что деформации волокон и матрицы равны. Если направление нагружения перпендикулярно на-

при продольном нагружении 223

---продольном нагружении, типы

а — при продольном нагружении композита, армированного волокнами Thornel-50; б — при поперечном нагружении того же композита; в — при продольном нагружении композита с высокой прочностью на растяжение; г — при поперечном нагружении того же композита [17].

Рассмотренные задачи устойчивости стержней базировались на допущениях, что ось стержня до нагружения — идеально прямая и все внешние силы и реакции опор действуют строго вдоль оси. Именно в силу этих допущений при любом уровне нагрузок была возможна прямолинейная форма равновесия стержня с тождественно равным нулю поперечным прогибом. И именно эти допущения приводят к существованию критической нагрузки, т. е. такой нагрузки, при превышении которой исходная прямолинейная форма равновесия стержня перестает быть устойчивой. Но ось реального стержня не является идеально прямой и до нагружения имеются не равные нулю начальные поперечные прогибы. Рассмотрим стержень с не равными нулю начальными прогибами и выясним, как эти начальные прогибы влияют на поведение стержня при продольном нагружении.

продольном нагружении, в знаменателе — при поперечном. 2. Ориентировочная долговечность ковриков КВ-1 и КВ-2 15 лет.