Предельное удлинение

Достаточно пластичные металлы разрушаются по механизму вязкого разрушения даже при наличии трещины. О реализации вязкого разрушения можно судить по величине остаточной деформации, фрактографическим особенностям и величине разрушающих напряжений. К примеру, в случае реализации вязкого разрушения в плоских моделях с односторонним надрезом (или трещиной) разрушающие напряжения в нетто-сечении иногда близки уровню временного сопротивления металла. При этом разрушение чаще всего носит сдвиговый характер (под углом около 45° к направлению действия нагрузки). Оценку несущей способности при вязком разрушении производят в основном с использованием двух критериев: предельное сопротивление сдвигу ткр и неустойчивость сопротивления пластическому деформированию (начало образования шейки).

нии и при деформировании на сдвиг указывает на увеличение прочности и жесткости на сдвиг при увеличении размеров образца. Численная оценка изменения наибольших напряжений в компонентах Sepcarb-4D от размеров образца при его расслаивании указана в табл. 6.25: большему значению напряжения как в числителе, так и в знаменателе соответствует больший размер образца, т. е. предельное сопротивление Sepcarb-4D зависит от длины волокна в образце [21 ]. Такое заключение легко обосновывается, если учесть, что волокна в многонаправленном пространственно-армированном материале перерезаны ограничивающими образец поверхностями; при малых размерах образца длина волокна неэффективна для передачи нагрузки.

модифицированные кремнийорганикой, имеют еще лучшую радиационную стойкость. Келлер [60] определил порог повреждений, вызываемых •у-облучением в слоистых пластиках, армированных кремнийорганическим стекловолокном, и изучил совместное влияние тепла и излучения на эти материалы. При комнатной температуре порог повреждений достигается при дозах около 1011 эрг/г. Однако предельное сопротивление разрыву не уменьшается вплоть до доз 2,49-Ю11 эрг/г.

Надежность изделия будет обеспечена в том случае, когда предельное сопротивление или разрушающая нагрузка Рк 'не превышает действующую внешнюю нагрузку или напряжение PQ, т. е.

нии и при деформировании на сдвиг указывает на увеличение прочности и жесткости на сдвиг при увеличении размеров образца. Численная оценка изменения наибольших напряжений в компонентах Sepcarb-4D от размеров образца при его расслаивании указана в табл. 6.25: большему значению напряжения как в числителе, так и в знаменателе соответствует больший размер образца, т. е. предельное сопротивление Sepcarb-4D зависит от длины волокна в образце [21 ]. Такое заключение легко обосновывается, если учесть, что волокна в многонаправленном пространственно-армированном материале перерезаны ограничивающими образец поверхностями; при малых размерах образца длина волокна неэффективна для передачи нагрузки.

1 Кроме того, протяженность нисходящей ветви диаграммы и предельное сопротивление разрыву находятся в некоторой зависимости от соотношения же-сткостей образца и примыкающих частей испытательной машины.

На рис. 1.8 приведена наиболее простая механическая модель, впервые использованная А. Ю. Ишилинским [13, 86], объясняющая эффект Баушингера с феноменологических позиций, но вместе с тем отражающая в очень схематизированной форме вероятную физическую причину этого явления. Развитие микропластических деформаций в дискретных и различно ориентированных полосах скольжения, принадлежащих отдельным зернам, должно сопровождаться возникновением поля остаточных напряжений, снижающих сопротивление материала пластическому деформированию при изменении его направления. Упругое звено / работает параллельно со звеном сухого трения 2 в виде ползунка. Кроме того, имеется еще одно упругое звено 3, соединенное последовательно с первыми двумя. Диаграмма циклического деформирования (рис. 1.9) элемента гипотетического материала с механическими свойствами, отвечающими данной модели, строится на основании элементарного расчета. При а <; С2, где С2 — предельное сопротивление проскальзыванию в звене 2, происходит только линейно-упругая деформация звена 2 по закону е = = ol/E1 (линия О А на рис. 1.9). При а > С2 деформацию, приобретающую характер упругопластической, претерпевают звенья 2 и /. Закон деформирования (линия А В) приобретает такой вид:

Построим уравнение механических состояний, соответствующее модели см. рис. 2.7, а, по образцу уравнения (2.35). Рассмотрим сначала линейное напряженное состояние. При активном нагружении до уровня напряжения а = С2, где С2 — предельное сопротивление звена 2, происходит только упругая деформация звена 1

Нормально каждая линия связи обтекается контрольным током 6—8 мА от источника, расположенного на диспетчерском пункте. Предельное сопротивление линии связи — 300 ом. Для подачи сигнала производится кратковременное размыкание линейной цепи с последующим замыканием проводов линии связи накоротко. При этом на коммутаторе загораются лампы с номером луча, от которого поступил сигнал, и общая лампа с надписью «Тревога» («Пожар» или «Охрана»), а также включается зуммерный сигнал. Для передачи сигнала от автоматического датчика предусматривается установка специального переходного устройства — релейного комплекта извещателя, периодически замыкающего и размыкающего цепь линии связи при замыкании (РК.И-1) или размыкании (РКИ-2) контакта автоматического датчика.

Коммутатор КОС-22М обеспечивает телефонную связь и прием сигналов от 20 контролируемых пунктов. Возможно параллельное подключение нескольких коммутаторов КОС-22Мдля увеличения их емкости. Предельное сопротивление линии связи составляет 300 Ом при напряжении питания 24 В и 800 Ом при напряжении питания 48 В.

Станция диспетчерской связи СДС 50/100 обеспечивает телефонную связь и прием сигналов по 50 или 100 линиям связи. Предельное сопротивление линии связи— 1000 Ом, напряжение питания коммутатора — 60 В,

где lp — истинное предельное удлинение; от = сго,2. Определение по твердости

Остается спорным вопрос, какие свойства матрицы оказывают наибольшее влияние на прочности слоя при одноосных на-гружениях. Обычно дискуссия сводится к двум видам свойств, а именно начальным, например к модулю упругости, или конечным, например к прочности или к удлинению. Из рис. 45 видно, что с повышением температуры предельное удлинение матрицы растет, а начальный модуль уменьшается. Экспериментальное определение прочностей слоя показывает их снижение с ростом температуры. По-видимому, это означает, что начальные свойства матрицы более важны для прочности композита, чем конечные [12].

Сравнение с экспериментом расчета полей скоростей (2.2) и (2.3) показано для 1//Л =30° на рис. 2.1 и 2.2. Видно, что оба предположения: существование поля скоростей вязкой несжимаемой жидкости и поля скоростей потока идеальной жидкости близко к действительности всюду, за исключением пограничного слоя. Это дает основание считать, что после короткого завихрителя, на протяжении которого ни внутренние, ни внешние тангенциальные силы не оказали влияния на поле скоростей, можно в качестве первого приближения принять поле скоростей неоднородного винтового потока. Но с удлинением завихрителя растет роль тангенциальных сил в формировании поля скоростей. Предельное удлинение завихрителя, т. е. обращение его в скрученную ленту на всю длину трубы, приведет к тому, что внутренние тангенциальные силы сформируют квазитвердое вращение, а внешние — пограничный слой, который 26

Г/ — действительный (замеренный) предел прочности; // — предельное удлинение;

где Т — предел прочности при растяжении; У — предел текучести; е — предельное удлинение.

Преимущество волокнистой арматуры состоит в высокой прочности и возможности создания упрочнения Б том направлении, в котором это требуется по конструктивным соображениям, что обеспечивает максимальное использование свойств волокон. Недостатком нитевидной формы является то, что волокна способны эффективно передавать нагрузки только в направлении своей оси, тогда как в перпендикулярном направлении упрочнение часто отсутствует, а в некоторых случаях даже может произойти разупрочнение. Матрице отводится роль защитного покрытия, предохраняющего волокна от механических повреждений и окисления. Кроме того, матрица должна обеспечивать прочность и жесткость системы при действии растягивающей или сжимающей нагрузки в направлении, перпендикулярном к армирующим элементам. Если растягивающая нагрузка направлена вдоль оси волокон, расположенных параллельно друг другу, то для получения эффекта упрочнения предельное удлинение матрицы не должно приводить к разрушению волокон.

~200°С скорость этого снижения существенно возрастает. Одновременно предельное удлинение также резко увеличивается, однако при температурах >300°С оно снижается вследствие развития процессов кристаллизации.

При облучении электронами или нейтронами в кристаллических металлах и сплавах в больших количествах образуются вакансии и поры, что приводит к снижению их пластичности. В этой связи понятна важность изучения влияния облучения на механические свойства аморфных металлов. Обратимся к табл. 8.3 [29]. В ней приведены значения некоторых механических свойств аморфного сплава Pdg0Si2<> до и после облучения нейтронами (доза облучения составляла 5-1020 нейтронов на 1 см2). Напряжение разрушения и предельное удлинение, в отличие от кристаллических металлов, почти не изменяются при облучении. Однако модуль Юнга после облучения уменьшается на ~10%, что вызывает увеличение упругой деформации. Это же является причиной так называемого «разупрочнения». В работе [30], по- Таблица 8.3. Влияние облучения священной изучению влияния облучения нейтронами на структуру аморфных сплавов, указывается, что при облучении, предположительно, происходит увеличение свободного объема и нарушение ближнего порядка. Однако в целом можно считать, что аморфные металлы по сравнению с кристаллическими 'обладают превосходной стойкостью по отношению к нейтронному облучению.

участков пересечения полос скольжения, а структурные изменения происходят только в пределах этих полос. Пластическая деформация приводит к изменению атомных конфигураций в аморфных металлах. Если анализировать структуру методами рентгеновской дифракции, то можно обнаружить, что при деформации 5—10% проходит структурная релаксация, изменяется ближний порядок, и, как предполагают, возникает своего рода упорядоченное состояние. Деформация вызывает повышение прочности и модуля Юнга1. В качестве примера на рис. 10.1 приведены диаграммы «напряжение — удлинение» аморфного сплава FeysSijoB^ после деформации Волочением с коэффициентом обжатия 36 и 85%. Исходный закаленный материал имел прочность 2,8 ГН/м2, после волочения с обжатием 36% прочность повысилась до 3,7 ГН/м2, при этом возросло также и предельное удлинение и наклон диаграмм (т. е. повысился модуль Юнга). Однако после волочения с обжатием 85% прочность снижается. Это произошло вследствие концентрации напряжений в местах пересечения полос скольжения и вызванного ею зарождения пор.

% Ппот-H<"iCTb, Предельное удлинение при растяжении, Проч- Модуль Проч- Мо-ность упру- ность дупь при гости при Упру-рас- при изги- гости тяже- рас- бе, при нии, тяже- МПа изги-МПа нии, бе,

Предельное удлинение еи % °'55 °'81 0.52 0,56