Появлению усталостных

Все перечисленные дефекты кристаллического строения приводят к появлению внутренних напряжений. По величине объема, где они уравновешиваю тся,различают напряжения I, II и III рода.

Низкая прочность композитов во влажном состоянии может быть также связана с пористостью, образовавшейся в результате попадания воздуха в материал при его изготовлении. При действии нагрузки существование таких воздушных полостей приводит к появлению внутренних трещин и тем самым создается возможность проникновения влаги в материал. Наличие больших пустот, размеры которых в несколько раз превосходят размеры волокон, довольно частое явление в композитах, однако его можно избежать, принимая соответствующие меры лри изготовлении материала. Следует отметить, что образование микрополостей происходит при всех методах изготовления композитов в процессе пропитки связующим прядей волокна или ткани [9]. При умеренных скоростях пропитки смола не успевает полностью вытеснить воздух, находящийся между волокнами, и в материале остается большое количество воздушных пузырьков диаметром, сравнимым с диаметром волокна. Захват таких микропустот нельзя предотвратить, однако их количество можно существенно уменьшить [45]. Из табл. 4 видно, что при снижении содержания пустот значительно улучшаются усталостные характеристики композитов.

В работах Ю. М. Полукарова с сотр. [82] установлено, что увеличение перенапряжения катода при эяектроосаждении меди вызывает переход от слоисто-спирального роста осадка к образованию и росту двумерных зародышей с появлением дефектов упаковки двойникового типа; добавки к электролиту меднения поверхностно активных веществ резко повышают вероятность образования дефектов упаковки, увеличивают искажения кристаллической решетки и плотность дислокаций. Заряд Двойного электрического слоя ускоряет процессы возврата в тонких осадках меди (эффект Ребиндера), приводящие к появлению внутренних напряжений растяжения. Влияние электрохимических условий осаждения на состояние кристаллической решетки осадков становится определяющим при достаточно большой толщине осажденного слоя: на пластически деформированной монокристаллической подложке дефектность слоев осадка постепенно уменьшалась при утолщении слоя, а при росте осадка на подложке из граней совершенного монокристалла, наоборот, увеличивалась до значений, соответствующих условиям электролиза.

"зования дефектов упаковки, увеличивают искажения кристаллической решетки и плотность дислокаций. Заряд двойного электрического слоя ускоряет процессы возврата в тонких осадках меди (эффект Ребиндера), приводящие к появлению внутренних напряжений растяжения. Влияние электрохимических условий осаждения на состояние кристаллической решетки осадков становится определяющим при достаточно большой толщине осажденного слоя: на пластически деформированной монокристаллической подложке дефектность слоев осадка постепенно уменьшалась при утолщении слоя, а при росте осадка на подложке из граней совершенного монокристалла, наоборот, увеличивалась до значений, соответствующих уело-

Эластичные П. к., пригодные пояс из Для вспенивания в конструкциях, могут быть получены из кремнийорганич. смол, содержащих участки линейного строения. Однако прочность таких материалов мала, а длит, эксплуатация на воздухе при 250—300° приводит к структурированию полимера, усадке, появлению внутренних напряжений и растрескиванию. В табл. представлены характеристики П. к.

Попытки ускоренного нагрева толстостенных изделий за 2—3 ч почти всегда приводят к появлению внутренних трещин, вызываемых напряжениями в слоях материала.

2. Под действием напряжений в металле могут происходить фазовые превращения, приводящие к структурной неоднородности и появлению внутренних напряжений, а следовательно, в конечном итоге, к электрохимической гетерогенности.

должны применяться такие методы неразрушающего контроля, как радиография, магнитная порошковая дефектоскопия, ультразвуковое просвечивание и т. д. Особенно строгому контролю и обследованию должны подвергаться высоконадежные боевые машины, например самолеты, танки и т. п. У этих машин конструктивная целостность может быть критической, а нормальная эксплуатация приводит к износу и появлению внутренних напряжений вследствие воздействия внешних факторов. Поэтому периодическое обследование с целью обнаружения уменьшения поперечного сечения, появления трещин или образования усталостной кристаллизации имеет очень важное значение.

В результате вычислений имеем: угол а = 39°10'. Скорость бойка при ударе v6 = 6,5 м/сек, энергия удара Аб = 2,07 кгм. Молоток работает в дорезонансном режиме, v = 0,605. Отскок бойка от инструмента приводит к появлению внутренних ударов. Кривые F6 и Fn дают представление о силах, действующих со стороны пружин на боек и ползун. Силы инерции, развиваемые поступательно движущимися массами, изображены кривой Ф. Кривая Мкр дает представление об изменении крутящего момента на валу кривошипа от сил инерции Ф и сил, действующих со стороны пружин. Силы FK, действующие на корпус, резко изменяются. Величина силы FK складывается из сил упругости пружин, действующих на корпус во время полета бойка и после удара (до момента подхватывания бойка ползуном), а также сил инерции возвратно-движущихся масс. Поэтому средняя сила, действующая на корпус, составляет не 8,3кг, как было ранее вычислено, а 13,4 кг. При таком, усилии подачи возможен «плавающий» режим, который, однако, трудно уловить. Теорема о перемещении массы за время действия силы [8], [12], [13] позволяет определить необходимое усилие подачи для обеспечивания устойчивой работы молотка. Оно составляет 22 кг. Начальные условия движения корпуса во всех циклах будут одинаковы, максимальный отход корпуса 2,8 мм (при весе молотка с кареткой 30 кг). Наличие отскока ведет к увеличению отдачи и возникновению внутренних ударов. Необходимо добиваться устранения отскока бойка от инструмента. Излишнее удлинение хвостовика инструмента ведет к сокращению хода бойка, уменьшению энергии удара и к появлению внутренних ударов. Расчеты показывают, что в момент удара корпус отходит назад на 0,7 мм. Поэтому нужно увеличить ход бойка на 2—3 мм за счет уменьшения длины хвостовика инструмента.

Анализ последовательных стадий деформации образцов Ду 500 после 100 тыс. эксплуатации с замером локальной деформации конкретных зерен выявило неоднородность локальной деформации, обусловленной разнозернистостью труб Ду 500. Наименьшая локальная деформация наблюдается в крупных зернах 1—3 балла, наибольшая — в группах зерен 5—6 баллов, расположенных по границам больших зерен, а также в приграничных областях. Внутри крупного зерна локальная деформация составляет 8,5%, а на границе и в мелких зернах — 14%. Неоднородность деформации приводит к появлению внутренних локальных напряжений, что может привести к появлению микротрещин в условиях эксплуатации и особенно при переменных режимах и гидравлических ударах.

деформирования. Как и ранее, расчет ползучести проводился при рЧт — 5, а безразмерное время составляло At — 5,2-Ю-5. Ползучесть приводит к появлению внутренних напряжений в системах скольжения, т. е. к упрочнению материала по отношению к последующему деформированию в том же направлении и разупрочнению по отношению к деформированию в обратном направлении. Таким образом, предшествующий процесс ползучести играет ту же роль, что и предварительная пластическая деформация по отношению к явлению упрочнения и эффекту Баушингера при неупругом деформировании без ползучести.

Повышение предела выносливости с увеличением частоты циклов можно объяснить тем, что пластические деформации совершаются с малой скоростью (в сотни раз меньшей скорости упругих деформаций, равной, "как известно, скорости распространения звука в данной среде). Повышение частоты циклов подавляет пластические деформации в микрообъемах металла, предшествующие появлению усталостных трещин.

Отметим основные закономерности повышения предела выносливости титановых сплавов в результате ППД, общие для различных методов. Установлено [191, 192], что эффективность ППД в пряной мере сохраняется до температуры примерно 200°С, а частично до 500°С и даже выше. Эффект не изменяется во времени и в средах, не опасных для титановых сплавов без ППД. Положительное влияние ППД на усталостную прочность в определенной степени сохраняется даже при полном снятии остаточных сжимающих напряжений низкотемпературным отжигом вплоть до рекристаллизационного. В этом случае положительное действие ППД можно объяснить "облагораживанием" микроструктуры поверхностного слоя, которая после наклепа и рекристаллизации становится очень однородной, мелкозернистой, т.е. наиболее благоприятной по сопротивлению появлению усталостных трещин. Кроме того, благодаря измельчению зерна и субзерен процесс образования пластических микросдвигов затрудняется и усталостная прочность растет.

Опыт эксплуатации ВС гражданской авиации показал, что в пределах существующих ресурсов в отдельных элементах конструкции возникают и развиваются усталостные трещины на значительную длину или глубину [72-88]. Это может происходить по разным причинам. Так, например, сопоставление долговечностей на начальном этапе эксплуатации одного из транспортных самолетов по критерию роста усталостных трещин в обшивке крыла в эксплуатации и на стенде по специальным программам, моделирующим условия эксплуатации, показало следующее [73]. При введении ВС в эксплуатацию нагружение обшивки в полете рассматривали, исходя из эквивалента программы испытания на выносливость по расчету 2,0. Сопоставление со статистическими данными по появлению усталостных трещин в процессе увеличения срока эксплуатации ВС выявило (табл. 1.2), что значение эквивалента программы испытаний для средней части крыла транспортного самолета по критерию роста усталостных трещин составляет 0,31. Расчетный эквивалент программы испытаний на выносливость существенно отличался от статистических данных по наработке к моменту появления усталостных трещин в аналогичных местах обшивки крыла ВС, хотя возникновение и распространение трещин до существенных размеров не было опасным.

Повышение предела выносливости с увеличением частоты циклов можно объяснить тем, что пластические деформации совершаются с малой скоростью (в сотни раз меньшей скорости упругих деформаций, равной, как известно, скорости распространения звука в данной среде). Повышение частоты циклов подавляет пластические деформации в микрообъемах металла, предшествующие появлению усталостных трещин.

Третий и наиболее важный фактор, оказывающий влияние на поведение тепловыделяющих элементов, это образование трещин вследствие возникновения термических напряжений во время облучения. Сочетание высокого удельного энерговыделения с низкой теплопроводностью приводит к появлению больших температурных градиентов в таблетках двуокиси урана. В результате этого возникают высокие термические напряжения, приводящие к образованию радиальных трещин. В ослабленных местах оболочки давление со стороны теплоносителя на поверхность таблетки может привести к появлению усталостных трещин, которые добавляются к уже имеющимся трещинам [9].

Целостность корпуса газоохлаждаемого реактора не является единственной проблемой, требующей разрешения. Система напряжений в трубопроводе, связывающем корпус с теплообменниками, обычно такова, что они не могут быть сняты за счет продольного изгиба, обычно для компенсации их необходимо устанавливать сильфоны из специальной стали. Эти сильфоны довольно сложно сваривать, поэтому совокупность условий, вызванных сваркой и изгибом сильфонов, приводит к появлению усталостных трещин в Материале, в результате чего требуются регулярная проверка и ремонт. Эти и другие соображения по поводу делостности трубопроводов ограничивают температуру и удельную мощность тепловыделяющих элементов.

Организация хорошего массообмена и предотвращение коррозии пароводяного тракта в парогенераторах с обогревом жидким металлом значительно проще, чем в парогенераторах, обогреваемых водой высокого давления, поскольку при кипении воды и движении пароводяной смеси внутри гладких цилиндрических труб легче обеспечить надежное омыва-ние всего периметра трубы. При использовании слабонаклонных или горизонтальных труб необходимо обеспечить отсутствие расслоения потока, создающего условия глубокого упаривания, и могущего при жесткой конструкции, привести к появлению усталостных трещин из-за неравномерности температур металла по периметру трубы.

Наличие монтажных напряжений, а они иногда могут превышать предел текучести материала трубопроводов, может привести к снижению усталостной прочности трубопроводов и появлению усталостных трещин.

В отличие от многих известных методов расчета на прочность по предельному состоянию наступления текучести металла или появлению усталостных разрушений, когда обходятся лишь определением напряжений в упругой области, расчет на статическую прочность соединений с угловыми швами должен проводиться по предельному состоянию наступления разрушения.

говечности при проектировании сводится к определению таких размеров элементов конструкций и напряженных состояний в них, при которых действие внешнего переменного на-гружения приведет к появлению усталостных трещин в эксплуатации не ранее заданной наработки. При этом в подавляющем большинстве случаев под напряженным состоянием понимается состояние, которое может считаться номинальным (без учета локальной концентрации напряжений) по отношению к точкам, откуда начинают развиваться усталостные трещины, и определяется методами строительной механики. Соответственно долговечность участка конструкции определяется в следующем порядке: