Повышение напряжения

На рис. 56 приведены примеры нецелесообразного (а, в) и целесообразного (б, г) нагружения профилей (изгиб консольной балки). Пониженный уровень растягивающихся напряжений в схемах б, г способствует упрочнению детали, несмотря на одновременное повышение напряжений сжатия.

В большинстве машиностроительных конструкций повышение напряжений дает незначительный эффект вследствие ограниченности категории расчетных деталей, масса которых, как правило, составляет небольшую долю массы конструкции. Подавляющая часть — это нерасчетные корпусные детали. Для обширного класса машин (поршневых двигателей, компрессоров, турбин, насосов, металлообрабатывающих станков и т. д.) масса корпусных (преимущественно литых) деталей составляет 60—80% общей массы машин, а доля расчетных деталей не превышает 10-20%. Если учесть, что корпусные детали по условиям технологии изготовления выполняют с большими запасами прочности, то очевидно главные резервы уменьшения массы машин заложены в облегчении корпусных деталей.

Повышение напряжений на участках местных ослаблений характеризуют коэффициентами концентрации напряжений. Теоретический коэффициент концентрации напряжений определяют методами теории упругости в предположении однородности и идеальной упругости материала и выражают отношением

Вследствие отклонения физико-механических свойств материалов от идеальных действительное повышение напряжений отличается от теоретического, будучи, как правило, меньше последнего. Действительное повышение напряжений определяют экспериментально и характеризуют эффективным коэффициентом концентрации напряжений

Из формулы (185) следует, что термическая сила снижается с увеличением упругости болтов (уменьшение Xi) и корпуса (уменьшение ta). При Xi = 0 или Я-2 = 0 величина Pt — 0. Однако возможности маневрирования этими параметрами ограничены, так как уменьшение Хц вызывает повышение напряжений в болтах, а уменьшение Я2 — в корпусах.

Влияние концентрации напряжений. В местах резкого изменения поперечных размеров детали, у отверстий, надрезов, выточек и т. п. возникает, как известно, местное повышение напряжений, снижающее предел выносливости по сравнению с таковым для гладких цилиндрических образцов. Это снижение учитывается эффективным коэффициентом концентрации напряжений Ко (или /Ст), который определяется экспериментальным путем. Указанный коэффициент представляет собой отношение предела выносливости a_j гладкого образца при симметричном цикле к пределу выносливости р_1к образца тех же размеров, но имеющего тот или иной концентратор напряжений, т. е.

В 1913 году в своей работе в журнале Transactions of the Institution of Naval Architects С. Инглис показал, что любые геометрические нерегулярности (отверстия, острые углы, трещины и т. п.), которые ранее не принимались во внимание, могут очень резко повышать локальные напряжения в узкой области. Вблизи отверстий и вершин надрезов напряжения могут превышать разрушающее напряжение материала, даже если общий уровень напряжений достаточно мал и конструкция представляется абсолютно безопасной. Почти любые отверстия, трещины и изломы очертаний твердого тела, непрерывного в других отношениях, вызывают локальное повышение напряжений. На рисунке 2.1.1, а показана однородная гладкая пластина при одноосном растяжении. Штриховые силовые линии (траектории напряжения), пересекающие пластину, показывают направления приложенных напряжений.

Концентрация напряжений. Концентрацией напряжений называется повышение напряжений в местах изменений формы или нарушений сплошности материала.

В 1913 году в своей работе в журнале Transactions of the Institution of Naval Architects С. Инглис показал, что любые геометрические нерегулярности (отверстия, острые углы, трещины и т. п.), которые ранее не принимались во внимание, могут очень резко повышать локальные напряжения в узкой области. Вблизи отверстий и вершин надрезов напряжения могут превышать разрушающее напряжение материала, даже если общий уровень напряжений достаточно мал и конструкция представляется абсолютно безопасной. Почти любые отверстия, трещины и изломы очертаний твердого тела, непрерывного в других отношениях, вызывают локальное повышение напряжений. На рисунке 2.1.1, а показана однородная гладкая пластина при одноосном растяжении. Штриховые силовые линии (траектории напряжения), пересекающие пластину, показывают направления приложенных напряжений.

кий удар и, следовательно, колебания и повышение напряжений в деталях конструкции.

В местах резкого изменения поперечных размеров деталей, у отверстий, надрезов, выточек и т. п., а также в зоне контакта деталей (запрессовки) возникает местное повышение напряжений, снижающее предел выносливости по сравнению с таковым для гладких цилиндрических образцов.

Повышение напряжения на дуге приводит к уменьшению глубины провара, так как увеличиваются потери тепла на лучеиспускание, угар и разбрызгивание. Вследствие увеличения длины дуги увеличивается площадь нагрева изделия, т. е. увеличивается ширина валика и, следовательно, уменьшается его выпуклость, так как на величину коэффициентов ссэ и ан напряжение влияет незначительно. Доля же основного металла в металле шва при ручной электродуговой сварке с увеличением напряжения практически не изменяется.

Повышение напряжения на дуге увеличивает ее тепловую мощность. При этом увеличивается длина дуги и площадь ее воздействия на изделие. В результате интенсивно увеличивается ширина шва и уменьшается выпуклость валика. Повышение напряжения существенного влияния на провар не оказывает, но приводит к заметному увеличению расхода флюса.

Повышение напряжения на шлаковой ванне вызывает значительное увеличение ширины провара и рост коэффициента формы металлической ванны. С достаточной точностью для практических целей напряжение (В) для шлаковой сварки может быть определено по формуле ___________

режима сварки, особенно от ?/д и /св. Повышение силы сварочного тока при том же диаметре сварочной проволоки приводит к уменьшению времени пребывания капли на конце электрода и ее контакта с газами. Вследствие этого уменьшается степень выгорания раскислителеи из сварочной проволоки. Повышение напряжения на дуге приводит к значительному обеднению металла шва раскислите-лями, так как процент выгорания их в столбе дуги повышается за счет увеличения времени контакта капли электрод-

Повышение напряжения на дуге и увеличение скорости сварки приводят к снижению коэффициентов плавления и наплавки (рис. 25, б, в). Это объясняется увеличением потерь тепла с ростом длины дуги на излучение в окружающее пространство, а также увеличением потерь металла на разбрызгивание и угар. Увеличение скорости перемещения дуги влечет за собой некоторое снижение аэ и ан, потому что с увеличением скорости сварки погонная энергия уменьшается.

Выбор ускоряющего напряжения при электронно-лучевой обработке в существенной мере зависит от назначения процесса. С одной стороны, чем выше это напряжение, тем большую энергию можно сообщить электронам и тем эффективнее будет воздействие электронного луча на обрабатываемый материал. С другой стороны, повышение напряжения приводит к резкому повышению уровня рентгеновского излучения, сопутствующего электронно-лучевой обработке, усложнению и удорожанию оборудования и необходимости выполнения специальных требований техники безопасности. В связи с этим в электронно-лучевой технологии в настоящее время применяется следующее разделение электронно-лучевого оборудования по значению ускоряющего напряжения:

1,3 — коэффициент, учитывающий повышение напряжения в болте вследствие его скручивания при затяжке; QBH — внешняя осевая нагрузка на болт; х — коэффициент внешней нагрузки, зависящий от коэффициентов податливости болта KQ и соединяемых деталей Хд:

В сероводородсодержащих средах, в том числе в присутствии С1~, никелевые покрытия имеют электрохимические характеристики, обеспечивающие высокие защитные свойства: значительную область анодной пассивности от 0 до +900 мВ и малые величины тока в пассивном состоянии (гпп = 20 мкА/см2). При наложении растягивающих напряжений, равных 0,9 ао,2> защитная способность никелевых покрытий остается достаточно высокой, хотя пассивная область сдвигается от 0 до +700 мВ и пробой пассивной пленки наступает при потенциале +700 мВ, в то время как без.наложения растягивающих нагрузок при 900 мВ. Дальнейшее повышение напряжения приводит к отслаиванию покрытий на отдельных участках поверхности. Такие поведение никелевых покрытий связано с высоким уровнем внутренних напряжений и их низкой пластичностью.

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ — повышение электрич. напряжений до значений, представляющих опасность для изоляции. П. делят на внутр. (коммутационные) и внеш. (атмосферные). Первые возникают при переходных процессах, сопровождающих резкие изменения режима электрич. систем (КЗ и их отключения, сброс нагрузки и т. п.). Атмосферные П. (следствие грозовых разрядов) подразделяются на П. «прямого удара», когда повышение напряжения на изоляции обусловлено непосредств. протеканием тока молнии через объект, и индуктированные, связанные с резкими изменениями электромагнитного поля, сопровождающими молнии.

1,3 — коэффициент, учитывающий повышение напряжения в болте вследствие его скручивания при затяжке; QBH — внешняя осевая нагрузка на болт; х — коэффициент внешней нагрузки, зависящий от коэффициентов податливости болта К$ и соединяемых деталей Хд:

Взаимодействие упругого поля движущейся дислокации с полем-упругих напряжений растворенного примесного атома обусловливает,.' по аналогии со случаем, рассмотренным в работах [94, 95], появление силы притяжения или отталкивания (в зависимости от их взаимной ориентировки), которая вы-зывает повышение напряжения течения. Кстати, примерно такая же ситуация рассматривается в случае атмосфер Сноека [8]. С дру^ ^ той~сторТшы,"этаГейiла вызывает дрейф примесного атома в направлении или к плоскости скольжения, или от нее. Скорость такого дрейфа должна быть пропор-. циональна коэффициенту диффу-