Повышение статического

Уменьшение концентрации напряжений на участках переходов. Повышение статической и циклической прочности

Повышение статической прочности конструкционных материалов

Рассматривая, однако, структурные изменения при ТМО, необходимо отметить, что в результате такой обработки, в отличие от МТО, наиболее существенно изменяется энергетический параметр п, характеризующий среднюю энергию, поглощаемую каждым единичным объемом при нагружении. Резкое повышение статической прочности, вызванное возрастанием параметра п, вследствие роста интенсивности поглощения энергии сопровождается в то же время сильным увеличением степени искаженности решетки материала в упрочненном состоянии. Это усиливает метастабильность получаемого структурного состояния, вследствие чего эффект упрочнения оказывается неустойчивым при повышенных температурах и больших сроках службы стали. Поэтому ТМО целесообразно применять главным образом для повышения статической прочности при кратковременных нагрузках. Таким образом, относительное влияние каждого из энергетических параметров п и Vs на получаемое в результате термомеханического воздействия упрочненное состояние металла оказывается различным, и это различие предопределяет поведение материала при дальнейшей службе. Структурно-энергетический подход позволяет (с помощью указанных параметров) дифференцированно оценивать факторы упрочнения с учетом конкретных условий эксплуатации металла.

Глава третья. Повышение статической прочности конструкционных

Как видно из табл. 17, у всех исследованных сплавов наблюдается существенное повышение статической и циклической прочности при понижении температуры испытания. Пластичность сплавов, особенно предельная, с понижением температуры снижается. Темп снижения предельной пластичности наиболее существен при температуре ниже -196°С. По характеру деформирования область криогенных температур можно условно разделить на две: 1-196)>20°С и ниже - 196°С.

быть весьма большим. Решение вопроса о замене детали, получившей первую трещину, зависит от степени ответственности детали. Следует учитывать также и характер нагружения детали, величину и длительность периодов напряженных и облегченных нагрузок. Если разрушение происходит вследствие потери усталостной прочности, то повышение статической прочности не всегда может снизить предел выносливости. Особенно это относится к коррозионно-усталостным разрушениям.

Уменьшение концентрации напряжений на участках переходов. Повышение статической и -циклической прочности

Появление трещин около отверстий отмечалось также на ряде барабанов парогенераторов, изготовленных и эксплуатируемых в ФРГ. Чаще были подвержены трещи-нообразованию барабаны, изготовленные из высокопрочных сталей, которые имеют при рабочей температуре предел текучести выше 352,8 МПа (36 кгс/мм2). Повышение статической прочности, по которой определяются допускаемые напряжения, не сопровождается соответствующим увеличением сопротивления малоцикловой усталости. Поэтому применение сталей с более высокими механическими свойствами, чем у стали 16ГНМ, нецелесообразно.

Усталость самолетных конструкций стала важным видом отказов в связи с большим сроком эксплуатации самолетов гражданской авиации. Этот вид отказа стал также часто наблюдаться в военных самолетах в связи с возросшей сложностью эксплуатационных условий, обусловленной увеличением скоростей и маневренности. Применение новых материалов усложнило эту проблему, так как значительное повышение статической прочности не всегда сопровождается одновременным улучшением усталостных характеристик материалов.

Обобщение многочисленных экспериментальных исследований элементов резьбовых соединений из сталей различных категорий прочности (с пределами текучести от 240 до 700 МПа) показало, что изменение малоцикловой прочности не пропорционально увеличению статической прочности материала резьбовых соединений. Повышение статической прочности легированных сталей приводит к повышению сопротивления малоцикловому разрушению при дол-говечностях, меньших 5-Ю3; при долговечностях, больших 5-Ю4, различие в абсолютных значениях разрушающих амплитуд приведенных номинальных напряжений снижается (особенно при уменьшении коэффициентов асимметрии гпр).

чем повышение статической прочности. На надрезанных образцах

Изложенное относится, главным образом, к процессу запуска машины, но отнюдь не теряет своего значения и для процесса установившегося движения. Объясняется это тем, чтд_абсолютно постоянное сопротивление на рабочем органе машины практически не имеет места, поэтому непрерывное колебание этого сопротивления (доходящее для машин некоторых типов до 300% от среднего значения в обе стороны) вызывает непрерывные динамические напряжения в трансмиссии машины. Однако, даже в тех случаях, когда статическое сопротивление на рабочем органе может быть принято с некоторым приближением стабильным, оно само по себе еще не определяет статических напряжений в деталях машин. Дело в том, что внутреннее трение в машинах часто вызывает зна-чительное повышение статического сопротивления. В этих случаях задачей исследования является выявление такой формы деталей машин, при которой это трение может быть сведено до минимума. Не менее важно также определение достоверной величины сил трения. Еще более существенен для оценки прочности машин процесс торможения, исследование которого усложняется большим разнообразием тормозных механизмов, применяемых в современном машиностроении.

Увеличение сопротивления в верхних слоях шихты и, стало быть, уменьшение отбора газов приводит к увеличению давления под этими слоями до тех пор, пока не возникнет перепад в радиальном или иаклонном направлении, который вызовет некоторое выравнивание давления в соответствии с сопротивлением слоя в этом направлении. Если в слое образовался свод со свободным пространством под ним (подстой), то давление под сводом возрастает, но будет равномерным по всему свободному пространству. По указанным причинам статическое давление в слое при постоянном количестве дутья обусловливается реальным полем эквивалентных отверстий, а местное повышение статического давления объясняется неблагоприятным изменением газопроницаемости слоя и, следовательно, сопротивлением шихты в рассматриваемой зоне слоя. Если учесть, что вязкость газов не зависит от давления, то, измеряя поле давлений, можно судить о сопротивлении слоя шихты на различных участках и принимать меры к улучшению схода материалов.

ном до MKQH = 1- Следует заметить, что при подаче генераторного газа статическое давление повышается и вверх по потоку от места подачи горючего. Существует предельное повышение статического давления вблизи входной кромки, после превышения которого перед входом в модель возникает отошедшая ударная волна. Так, для данной модели сверхзвуковое течение с подводом тепла на режимах работы, соответствующих а <^ 11,4, становится невозможным. Предельная величина теплоподвода, соответствующая режиму «запирания», определялась по фотографиям обтекания входа в модель, снятым методом Тендера. Кривая распределения давления при критических режимах работы модели показана на рис. 3 пунктирной линией (а = 11,4).

Причиной появления нестационарных [явлений при спонтанной конденсации пара является подвод тепла в процессе образования влаги. В процессе бурного выделения тепла наблюдается повышение статического давления и температуры пара. Это приводит к уменьшению скорости пара-Если повышение статического давления происходит значительно, то скорость потока может упасть доМ = 1 и в зоне интенсивного подвода тепла возникает скачок уплотнения. Скачок уплотнения перемещается в зону минимального сечения и далее в дозвуковую часть сопла. Продвижение скачка уплотнения снизит переохлаждение потока пара в зоне максималь-

В зоне спонтанной конденсации происходит бурное выделение тепла и наблюдается повышение статического давления и температуры пара, скорость потока уменьшается. Однако, как правило, во всей расширяющейся части сопла Л аваля поток остается сверхзвуковым. В том случае, если повышение статического давления оказывается столь значительным, что скорость потока уменьшается до Ма=1, в зоне интенсивного подвода тепла возникает скачок уплотнения. Впервые экспериментально возникновение скачков уплотнения было установлено авторами работ (Л. 150, 210, 225]. В работах [Л. 149, 150] описаны нестационарные явления в соплах Лаваля, при которых скачок уплотнения перемещается в зону минимального сечения (против потока) и далее в дозвуковую часть сопла.

Возникновение спонтанной конденсации в суживающихся частях дозвуковых или сверхзвуковых каналов может приводить к появлению нестационарных режимов потоков переохлажденного пара. Этот вывод следует из анализа распределения статического давления в соплах при местном подводе. тепла вблизи от горлового сечения-канала. Подвод тепла к потоку при дозвуковых скоростях будет приводить к увеличению градиентов скоростей и давлений в зоне подвода тепла и к увеличению скорости на входных участках сопла. Если зона подвода тепла находится вблизи входного участка сопла и количество подведенного тепла невелико, то распределение относительного статического давления будет соответствовать кривой 2 на рис. 6-6,а. В нашем анализе предполагается плавное изменение закона подвода тепла, схематично представленное на рис. 6-6,е. Если предположить, что начало спонтанной конденсации должно лежать на линии постоянного давления есп.к (на линии постоянного переохлаждения АГ=соп51), то зона конденсации сместится в область 2 (рис. 6-6,а). При более значительном подводе тепла в зоне спонтанной конденсации 1 произойдет повышение статического давления до линии 3, а сама зона конденсации переместится в область 3. Дальнейшее увеличение подвода тепла будет приводить к смещению кривой статического давления до тех пор, пока начало спонтанной конденсации не совпадет с минимальным сечением Р*, а кривая статического давления не займет положение 5. Подвод тепла в зоне 5 будет ускорять поток, несмотря на то, что канал

Как видно из рассмотренного, добиться снижения радиальных и продольных габаритов компрессора можно только путем перехода к околозвуковым (трансзвуковым) и сверхзвуковым ступеням. В таких ступенях снимаются или уменьшаются ограничения по числам Мда1, Мс2, Мса и и, характерные для дозвуковых ступеней. Основанием для перехода к трансзвуковым и сверхзвуковым ступеням послужило то, что при относительно небольших сверхзвуковых скоростях потока Mj <: 1,35 ... 1,4 в скачках уплотнения происходит существенное повышение статического давления при высоком КПД.

Примером такой трансзвуковой ступени является одноступенчатый вентилятор, типичный для ДТРД с большой степенью двухконтурности (рис. 19). Такая ступень должна обеспечивать максимальный расход воздуха при минимальном внешнем диаметре, что достигается применением высокой осевой скорости на входе в вентилятор и малым относительным диаметром втулки. Существуют известные ограничения, препятствующие получению высокой нагрузки ступени: допустимая (по условиям прочности) окружная скорость, число М набегающего потока и относительное повышение статического давления у втулки (особенно при относительно длинных лопатках), которые определяют возможное повышение давления в ступени, а также число Мац на периферии лопаток рабочего колеса.

выравнивание эпюры скоростей и повышение статического давления. Протяженность и местоположение зоны повышения давления изменяются в зависимости от типа аппарата и режима его работы. Далее поток поступает в диффузор Д, где давление его растет отр3 до/?с, а скорость падает от w3 до wc.

Вблизи минимального сечения камеры смешения на входе в диффузор происходит резкое, скачкообразное повышение статического давления. Это связано с тем, что скорость двухфазного потока достигает сверхзвуковых значений (скорость звука в пузырьковой среде мала), т.е. создаются условия для образования адиабатных скачков уплотнения. При скачке могут происходить «схлопывание» пузырьков и полная конденсация паровой фазы. Аналогичный характер течения потока в ПВИ наблюдается, когда вместо насыщенной жидкости используется перегретый пар.

выравнивание эпюры скоростей и повышение статического давления. Протяженность и местоположение зоны повышения давления изменяются в зависимости от типа аппарата и режима его работы. Далее поток поступает в диффузор Д, где давление его растет от/?3 до/?с, а скорость падает от УСЗ до wc.